Elektromos toll
2013/12/02 15:52
1162 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.

A toll nélkül történő írás a digitális technika korában már nem érdekes. De papírra tinta és festék nélkül is lehet írni. Ehhez ismernünk kell az elektrolízis jelenségét, tudni, hogy mi a katód és mi az anód.

Ha a papírban lévő vegyületek színét sikerül megváltoztatni, akkor látható minta jön létre. Elektrolízissel, illetve elektromos árammal mutatjuk be a vegyületek átalakítását.

Felmerülhet, hogy miért nem használják ezt tömegesen? A papírnak nedvesnek kell lenni, és ilyen füzetet hordjon az iskolába a diák?

elektromos toll

Barna tinta:

Mártsunk kálium-jodid oldatba egy szűrőpapír lapot, majd helyezzük egy fémlemezre vagy alufólia lapra. A fémlemezt elektromos vezeték segítségével kössük össze a laposelem negatív sarkával. A pozitív sarkához vezeték és krokodilcsipesz segítségével egy szöget kapcsoljunk. A kísérlet sikeréhez különösen figyeljünk az elektromos érintkezésekre.

Ha a vasszöget a nedves papírhoz érintjük és azt lassan a felszínén elhúzzuk, akkor az barna nyomot hagy. Ha elég lassan húzzuk, akkor akár írni is lehet vele. Az írás barna színű lesz a kiváló jódtól, amely gyorsan szétterül (diffundál) a nedves papíron.
Egyenáram hatására elektrolízis folyamata megy végbe:

Etoll képlet

A katódon nem a kálium, hanem a víz redukálódik, mert ehhez sokkal kevesebb energia szükséges. A kálium elektródpotenciálja: ε_(K^+/K)=-2,925 V, amely a vízénél jóval negatívabb. A katódon és az anódon számításba jöhető elektrokémiai folyamatok közül az megy végbe könnyebben, amelyhez kisebb energia szükséges.

Ha a kálium-jodidos oldathoz keményítőt is adunk, akkor az "írás" kék színű lesz. A keményítő és a leváló jód jellemző és igen intenzív színreakcióját láthatjuk.

Mi történik, ha a laposelem polaritását felcseréljük? Annyi, hogy a vasszöggel tovább írni nem tudunk. A vasszög lesz a katód, ahol legfeljebb hidrogéngáz keletkezik. Ez olyan kis mennyiségű, hogy nem lehet megfigyelni. A fémlemez átveszi az anód szerepét és a nagy felületű szűrőpapír alján indul meg a jódkiválás, kis sűrűségben, megfigyelhetetlenül.

etoll

Lila tinta:

Az előző összeállításhoz képest az a különbség, hogy a szűrőpapírt fenolftaleines nátrium-klorid-oldatba mártjuk.

Milyen ionok, molekulák vannak az oldatban? Vízmolekulák, hidratált nátrium- és klorid-ionok, és kis mennyiségű fenolftalein molekula, hidroxid- valamint oxónium-ionok. Ezek közül egyik részecske sem színes.

Mi fog itt nyomot hagyni a papíron?

A zsebtelep polaritását meg kell fordítanunk, mert most a katód folyamatokban keletkező hidroxid-ionok koncentrációjának növekedését jelző fenolftalein lila színe lesz a „tinta”.

etoll képlet2

További érdekes oldalak:

Siegler Gábor cikke

Csoportot ajánlunk

Kapcsolódó oldalak

Scientix A természettudományos oktatás közössége
All you need is code Minden a kódolás tanulásáról
A National Geographic A National Geographic honlapja.
Interpress Magazin Az IPM honlapja archívummal
Világtudomány.hu A magyar és nemzetközi tudományos élet hírei
Űr világ Asztronautikai hírportál