הקרן נפלה על הגביש. חווית כימיה מהנה בבית

חוויות משעשעות בבית
מדריך / חוויות משעשעות / ניסויים בכימיה

הקרן נפלה על הגביש. ניסויים כימיים

ניסויים משעשעים בכימיה

חוויות משעשעות בבית / ניסויים בכימיה לילדים

בוא ניגש לייצור המוליך למחצה. ברגע שכבר הצלחת - ניסיוןכשהפכתם כף אלומיניום למיישר. כעת החוויה מעניינת לא פחות, ועם הסברים תיאורטיים. עדיף לשים אותו במעגל כימיה או במעבדה של בית ספר, ולא בגלל שהחוויה מסוכנת: פשוט סביר להניח שאין לך את החומרים הנדרשים בבית.

ראשית, ניסיון ראשוני. הכינו תמיסה של חנקתי עופרת או אצטט והעבירו דרכה מימן גופרתי (עבודה תחת טיוטה!). יבשו את העופרת הגופרית המשקעת PbS ובדקו כיצד הוא מוליך חשמל. מסתבר שזהו המבודד הנפוץ ביותר. אז מה לגבי מוליכים למחצה?

בואו לא נמהר להסיק מסקנות, אלא נשים את הניסוי הבסיסי הבא. בשבילו, תצטרך להכין כמויות שוות, נניח, 15 מ"ל, של תמיסה 3% של thiocarbamide NH₂C(S)NH₂ ותמיסת 6% עופרת אצטט. מוזגים את שתי התמיסות לכוס קטנה. בעזרת פינצטה, הכנס צלחת זכוכית לתמיסה והחזק אותה אנכית (או קבע אותה במצב זה). לובשים כפפות גומי, יוצקים לכוס תמיסה מרוכזת של אלקלי כמעט עד למעלה (בזהירות!) ומערבבים בעדינות רבה עם מוט זכוכית, משתדלים לא לגעת איתו בצלחת. מחממים מעט את התמיסה - כך שיופיעו אדים; להמשיך לערבב. לאחר עשר דקות, הסר בזהירות את צלחת הזכוכית, שטף במים זורמים ויבש.

ובמקרה הזה קיבלת עופרת גופרית - אז מה ההבדל?

בניסוי השני, התגובה מתנהלת באיטיות, והמשקעים אינם משקעים מיד. אם התבוננת בתמיסה, שמת לב שבהתחלה היא הפכה עכורה והפכה כמעט כמו חלב, ורק אז התכהה - תרכובות הביניים הללו, שהתפרקו, יצרו גופרית עופרת שחורה. והוא מתיישב על הזכוכית בצורה של סרט שחור דק, המורכב מגבישים קטנים מאוד הנראים רק במיקרוסקופ. לכן, הסרט נראה חלק מאוד, כמעט כמו מראה.

חבר שני מגעים חשמליים לסרט והעביר את הזרם. אם גופרית העופרת מהניסוי הקודם התנהג כמו דיאלקטרי, כעת הוא מוליך זרם! שימו מד זרם במעגל, מדדו את הזרם וחשבו את ההתנגדות: היא תהיה גבוהה מזו של מתכות, אבל לא כל כך גדולה שתשמש מכשול למעבר הזרם.

קרבו מאוד לצלחת מנורה דולקת והדליקו שוב את הזרם. מיד תגלו שעמידות העופרת הגופרית ירדה באופן דרמטי. סרט שחור יתנהג באותה צורה אם הוא פשוט מחומם. אבל אם המוליכות גדלה בזמן תאורה וחימום, אז עם מוליך למחצה עסקינן!

מדוע לעופרת גופרית יש תכונה כזו? רשמנו את הנוסחה שלו בתור PbS, אבל ההרכב האמיתי של הגבישים של החומר הזה לא לגמרי תואם לה. תרכובות מסוימות, כולל גופרית עופרת, אינן מצייתות לחוק קביעות ההרכב. וכולם מוליכים למחצה. (הדבר חל, אגב, על תחמוצת האלומיניום שתיקנה את זרם החילופין.)

בגביש PbS, יש לחזור על סידור החלקיקים, כך נראה, בקפדנות. אך לעתים קרובות, בשל העובדה שריכוזי התמיסות שמהן מתקבלים הגבישים משתנים, הסדר מופר. השפעת הטמפרטורה, סיבות חיצוניות אחרות. כך או כך, בגביש אמיתי היחס בין אטומי גופרית לעופרת אינו בדיוק 1:1. הסטיות מיחס זה קטנות מאוד, רק כ-0,0005. אבל גם זה מספיק כדי שהמאפיינים ישתנו באופן משמעותי.

אטומים של עופרת וגופרית מחוברים בגביש בשני אלקטרונים: עופרת נותנת אותם לגופרית. ובכן, כשהיחס של 1:1 מופר? אם אין אטום גופרית ליד אטום העופרת, האלקטרונים יהיו חופשיים - הם ישמשו כנשאי זרם. ומקרים כאלה אינם מועטים כפי שזה עשוי להיראות. כמובן, היחס של 1,0005:1 כמעט שווה לאחד, אבל אם אתה זוכר כמה אטומים יש בגביש, אז ההבדל הבלתי משמעותי הזה כבר לא ייראה לך כל כך זניח.

ניתן להתאים את הרכב עופרת גופרתי. לאחר מכן יש צורך לשנות את המוליכות שלו. כשיש יותר אטומי גופרית בגביש, המוליכות יורדת, וכשיש פחות מהם נוצרים יותר אלקטרונים חופשיים, והמוליכות עולה. במילה אחת, על ידי שינוי היחס בין אטומי גופרית לעופרת, ניתן להשיג את המוליכות הנדרשת. את החוויה הזו לא קל לשים; אם אתה לא מעז לערוך ניסוי, קבל את המילה שלי שזה עובד.

קח צינור קוורץ והנח סירה עם גופרית עופרת בשמים. מצד שני, הכניסו את אותה סירה עם עופרת לתוך הצינור וחממו את הצינור חזק מאוד כך שהעופרת יתחיל להתאדות. הסולפיד במקרה זה יספוג אדים, הוא יועשר בעופרת, והמוליכות החשמלית שלו תגדל באופן משמעותי.

נותר רק לענות על השאלה מדוע גופרית עופרת כל כך רגיש לאור. קוונטות האור מעניקות אנרגיה לאלקטרונים, ובכל מקרה ספציפי, קרניים באורך גל מסוים הן היעילות ביותר. עבור עופרת גופרתי, זוהי קרינה תרמית אינפרא אדומה. לכן המלצנו לכם לקרב את המנורה לסרט.

אגב, מקלטי אינפרא אדום משתמשים בדרך כלל במוליך למחצה מצוין - עופרת גופרית.

מחבר: Olgin O.M.

אנו ממליצים על ניסויים מעניינים בפיזיקה:

▪ צל מונפש

▪ טריק של ציפור

▪ תלוי על הראש

אנו ממליצים על ניסויים מעניינים בכימיה:

▪ אינדיקטורים - פנולפטלין

▪ אשלגן פרמנגנט מטהר מים

▪ עמילן מתפרק על ידי חומצה

ראה מאמרים אחרים סעיף חוויות משעשעות בבית.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

שבבי זיכרון פלאש של TOSHIBA 2 ו-4 Gigabit 08.04.2003

חברת Toshiba היפנית הציגה שבבי זיכרון פלאש מסוג NAND (NAND) שני גיגה. כמו גם שבבי זיכרון פלאש NAND של XNUMX גיגה-ביט. מורכב משני שני שבבי גיגה-ביט.

לדברי היצרן, המיקרו-מעגלים החדשים יאפשרו ליצור כרטיסי פלאש אוניברסליים בעלי קיבולת גבוהה. שבבים TC58DVG14B1FT00 (שני מגה-ביט) ו-TH58DVG24B1FT00 (ארבעה מגה-ביט) עשויים בחבילות TSOP מסוג I בעלות 48 פינים (מידות - 12x20x1.2) גודל בלוק - 32 kB. גודל עמוד - 512 + 16 6, זמן כתיבה - 1 ms לדף, זמן מחיקה - 2 ms לדף, זמן גישה - 50 מיקרון בגישה הראשונה. 50 לא - בשיחות עוקבות.

השבבים החדשים פותחו על ידי Toshiba ו-SanDisk כחלק מהסכם משנת 1999 לעבודה משותפת על זיכרון פלאש NAND. שבבים ייוצרו בטכנולוגיית 0,13 מיקרון.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מודולי IGBT לממירי UPS שלוש רמות

▪ כל כלי הרכב בארה"ב יועברו מבנזין לגז

▪ מצרים העתיקה נהרסה על ידי הרי געש

▪ האזנה למוזיקה תוך כדי עבודה מפחיתה עייפות

▪ כבל אופטי Thunderbolt

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר אשליות חזותיות. מבחר מאמרים

▪ מאמר להצלחת המטרה חסרת התקווה שלנו! ביטוי עממי

▪ מאמר מהו אינסטינקט? תשובה מפורטת

▪ מאמר קבוצה. בריאות

▪ מאמר קידומת לניתוק אוטומטי של המטען. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מודול סינון למלחמה במשוב אקוסטי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר