یک پیل (باتری) بسازید!

برای ساختن پیل به سه عضو نیاز داریم: قطب مثبت، قطب منفی و الکترولیت. در واقع قطب مثبت پیل باید رسانایی باشد که عدد اکسایش آن از رسانای قطب منفی بیشتر باشد. عدد اکسایش تمایل یک عنصر را برای یون مثبت یا منفی شدن و ظرفیت آن نشان می دهد. مثلا عدد اکسایش کربن 4+ است، یعنی می تواند چهار الکترون از دست بدهد و یون 4+ شود. 

الکترولیت ماده ی رسانایی است که با قطب ها واکنش می دهد. مثلا در باتری اتومبیل از سولفوریک اسید رقیق به عنوان الکترولیت استفاده می شود. 

قدم اول در ساخت پیل، تهیه لوازم و مواد است. عدد اکسایش برخی عناصر رسانا: آهن 2+ یا 3+، آلومینیوم 3+، روی 2+ یا 1+، مس 2+، کربن 4+، طلا 3+، نقره 1+ و ... پس مناسب ترین رسانا برای قطب مثبت کربن و بهترین رسانا برای قطب منفی نقره است اما از آنجا که نقره فلزی گران بها است، برای ساخت باتری از کربن و روی استفاده می شود. 

شما هم برای ساخت پیل می توانید از یک میله ی کربنی مانند نوک مداد و میخ های گالوانیزه (روی) استفاده کنید. هرچه الکترولیت قوی تر باشد ولتاژ تولیدی باتری هم بیشتر خواهد بود. شما می توانید از آب نمک، آب لیموترش، سرکه، آب گوجه فرنگی یا اسیدهای قوی تر مانند سولفوریک اسید استفاده نمایید. 

البته باید توجه داشت که اسید بسیار قوی و غلیظ هم موجب از بین رفتن قطب ها و پیل می شود. حال الکترولیت را در ظرفی بریزید و قطب ها را وارد آن کنید. شما یک باتری درست کرده اید که در حدود 0.5 الی 1 ولت برق ایجاد می کند. در این باتری، یون های مثبت روی در اسید حل و روی دارای بار منفی می شود و به دلیل اختلاف پتانسیل الکتریکی، الکترون های روی به سمت کربن شارش می یابند. 

احتمال تغییر جدول تناوبی!

جدول تناوبی مندلیف برای بیش از یک قرن، یکی از بخش‌های اصلی درس شیمی مدارس بوده، اما اکنون پس از کشفیات جدید دانشمندان در مورد یک عنصر نادر، ممکن است دستخوش تغییر شود.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، سازمان انرژی اتمی ژاپن برای نخستین‌بار به بررسی عنصر لارنسیم پرداخته که تولید آن بسیار مشکل است و از نیمه عمر 27 ثانیه‌ای برخوردار است.

محققان دریافتند که لارنسیم با سایر عناصر نادر رادیواکتیو در بلوک F متفاوت بوده و تردیدهایی را بوجود آورده که این ماده باید در بدنه اصلی جدول تناوبی قرار بگیرد. آن‌ها برای نخستین‌بار توانستند میزان انرژی لازم برای جداسازی یک الکترون از اتم عنصر رادیواکتیو لارنسیم را آزمایش کنند.

این فلز نادر در حال حاضر در انتهای جدول تناوبی و در انتهای گروهی از عناصر موسوم به آکتینیدها قرار دارد که در بلوکی مجزا از جدول اصلی است.

اما نتایج تحقیقات جدید نشان می‌دهد که این عنصر احتمالا از ویژگی های مشابه سدیم و پتاسیم برخوردار است که می‌تواند باعث بروز بحث‌هایی در مورد تغییر جایگاه این عنصر به بدنه اصلی جدول تناوبی شود.

در صورت تغییر جایگاه لارنسیم، دانش‌آموزان احتمالا باید مجددا در کلاس‌های شیمی به یادگیری جایگاه عناصر در جدول بپردازند.

لارنسیم که ابتدا در سال 1961 توسط ارنست لارنس، دانشمند هسته‌ای آمریکایی کشف شده بود، تنها چند ثانیه عمر می‌کند و تولید آن بسیار مشکل است؛ این امر باعث شده بررسی عنصر مذکور که تنها توسط شتاب‌دهنده‌های ذره قابل تولید است، بسیار مشکل شود.

اکنون محققان ژاپنی توانسته‌اند برای نخستین‌بار، میزان کافی از این عنصر را برای سنجش یونیزاسیون بالقوه لارنسیم ایجاد کنند.

ساختار کنونی جدول تناوبی در سال 1945 و پس از پیشنهاد آکتینیدها توسط گلن سیبورگ، شیمیدان برنده جایزه نوبل ترسیم شد. اگرچه برخی شیمیدان‌ها بر این باورند که قرار دادن لارنسیم در انتهای بلوک F – آکتینیدها – درست نبوده و باید آن را در بلوک d ستون اصلی جدول قرار دهند.

دکتر ویلیام جنسن، شیمیدان دانشگاه سینسیناتی بر این باور است که قرار دادن لارنسیم و همچنین لوتیتیم در بلوک F اشتباه بوده است.

وی در مقاله‌ای که در مجله بنیادهای شیمی منتشر شد، عنوان کرد: اگرچه تصورات غلط زیادی در مورد ذات و عملکرد قانون و جدول تناوبی وجود دارد، اما رایجترین آن در میان شیمیدانان مدرن این است که جدول تناوبی چیزی بجز یک جدول پیکربندی الکترون نیست. اگرچه ارتباط معنی‌داری بین آرایش الکترونی و دوره تناوب شیمیایی وجود دارد، اما این ارتباط از یک ساختار کامل فاصله دارد.

جنسن افزود: عناصر لوتیتم و لارنسیم باید به جای لانتانیم و آکتینیوم در بلوک d به عنوان مکمل‌های سنگین‌تر اسکاندیم و ایتریوم قرار بگیرند، در حالیکه عناصر لانتانیم و آکتینیوم باید به عنوان اولین اعضای بلوک F با پیکربندی نامنظم در نظر گرفته شوند.

لارنسیم ابتدا توسط ارنست لاورنس با بمباران اتم کالیفرنیم توسط اتم‌های بارون به منظور ایجاد یک عنصر فوق سنگین جدید تولید شد، اما دانشمندان تنها توانسته‌اند مقادیر بسیار کمی از ماده را با نیمه عمر 27 ثانیه تولید کنند.

تحقیق جدید از همین رویکرد برای ایجاد لارنسیم استفاده کردند، اما آن را در گاز یدید هلیوم و کادمیوم گیر انداختند. این عنصر از میان یک سطح داغ شده تانتالوم عبور کرد تا به لارنسیم اجازه تولید انرژی کافی برای یونیزه کردن الکترون خارجی‌اش بدهد.

دانشمندان دریافتند که این میزان مطابق با یک پیش‌بینی اخیر 4.69 الکترون‌ولت است که کمترین پتانسیل یونازیسیون در میان همه عناصر بلوک F محسوب می‌شود.

اگرچه سازمان انرژی اتمی ژاپن در بیانیه‌ای اعلام کرد، به نظر نمی‌رسد که این دستاورد تاثیری بر ساختار جدول تناوبی داشته باشد.

در این بیانیه آمده است: از زمان معرفی مفهوم آکتینیدها در چشمگیرترین نسخه مدرن از جدول تناوبی عناصر توسط گلن سیبورگ در دهه 1940، عنصر لارنسیم با عدد اتمی 103 نقشی اساسی به عنوان عنصر آخر گروه آکتینیدها ایفا کرده است. ما نشان دادیم که حذف بیرونی‌ترین الکترون نیازمند کمترین انرژی در لارنسیم نسبت به سایر آکتینیدها است. این امر، موقعیت لارنسیم را به عنوان آخرین عنصر آکتینید معتبر ساخته و ساختار جدول تناوبی را تائید می‌کند.

اما دانشمندان دیگر مانند دکتر اریک سری از دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس بر این باورند که نتایج جدید، از تغییر جایگاه لارنسیم به بخش اصلی جدول تناوبی حمایت می‌کند.

انواع نمک

نمک در شیمی ماده ای است که در اثر پیوند یک یا چند اتم فلز و یک یا چند اتم نافلز به وجود می آید. مثلا در نمک سدیم کلرید، فلز سدیم و نافلز کلر با یکدیگر واکنش داده اند. در اینجا چند نوع نمک را بررسی می کنیم: 

1- کلریدها: در اثر واکنش هیدروکلریک اسید (جوهرنمک) یا سدیم هیپوکلریت (وایتکس) با یک فلز یا یک باز یا یک نمک دیگر به وجود می آیند. مثلا آلومینیوم کلرید در اثر واکنش هیدروکلریک اسید با فلز آلومینیوم یا باز آلومینیوم تری هیدروکسید یا نمک آلومینیوم اکسید و یا در اثر واکنش سدیم هیپوکلریت با فلز آلومینیوم یا نمک آلومینیوم اکسید تشکیل می شود. 

2- سولفات ها: در پی واکنش سولفوریک اسید (جوهرگوگرد) با یک فلز یا یک باز یا یک نمک دیگر ایجاد می شوند. مثلا آهن سولفات در اثر واکنش سولفوریک اسید با فلز آهن یا باز آهن دی هیدروکسید یا نمک آهن اکسید بوجود می آید.  

بقیه در ادامه مطلب  

آیا می دانید؟

آیا می دانید فلز اورانیوم از مس، جیوه و نقره بسیار فراوان تر است؟ 

آیا می دانید بازهای خورنده از اسیدهای خورنده خطرناک ترند؟ 

آیا می دانید آب تنها ماده ای است که به هرسه حالت در طبیعت وجود دارد؟ 

آیا می دانید فلز اوزمیم با چگالی 23/22 گرم بر سانتی متر مکعب چگال ترین ماده است؟ 

بقیه در ادامه مطلب 

آزمایش مس سولفات و میخ آهنی

آهن + مس سولفات = مس + آهن سولفات 

Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 

برای مشاهده کلیک نمایید.