Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Сказка об электрической лягушке и итальянском физике Алессандро Вольте, основоположнике учения об электричестве

Ник. Горькавый

Алессандро начал экспериментировать с серебряными ложками, золотыми монетами, цинковыми и оловянными пластинками. Однажды он поставил четырёх помощников в круг на пол, покрытый изолятором (смолой). Первый помощник взял в мокрую руку цинковую пластинку, а пальцем другой руки прикоснулся к языку второго помощника. Второй помощник приложил мокрый палец к глазному яблоку третьего. Тот вместе с четвёртым помощником держали в руках выпотрошенную лягушку. Четвёртый держал в свободной руке серебряную пластинку, и, когда он прикасался ею к цинковой пластинке в руке первого помощника, лягушка дёргалась, во рту второго помощника появлялся кислый вкус, а третьему казалось, что из его глаз сыплются искры.

— Спасибо Вольте, что не заставил держать дохлую лягушку во рту! — проворчала Галатея.

— Этот эффектный опыт, — продолжила Дзинтара, — показал, что источником электричества стали два соединённых куска разных металлов. Но как сделать эффект сильнее? Вольта опустил в раствор серной кислоты электроды из цинка и меди и соединил их проводом. Цинковый электрод стал растворяться, а возле медного электрода начали подниматься пузырьки. Таким образом Алессандро убедился, что по проводу пошёл ток!

— А почему между пластинками, попавшими в кислоту, возник электрический ток? — удивилась Галатея.

Дзинтара стала объяснять:

— Вот что происходит в растворе серной кислоты, в которую опущены цинковая и медная пластинки, соединённые проводом: молекула серной кислоты H2SO4 «плавает» в воде как хищная рыба. Эта молекула состоит из атома серы, к которому прочно присоединена двойными связями пара атомов кислорода. Ещё два атома кислорода прикреплены к атому серы одинарной связью, и к этим атомам кислорода присоединены два атома водорода. В растворе серной кислоты атомы водорода могут отрываться от молекулы и «плавать» в виде двух положительно заряженных ионов (катионов). Когда молекула кислоты теряет два атома водорода, у неё «портится характер», она становится свободным радикалом или отрицательным ионом — анионом SO4. Этот анион очень агрессивен: если он встречает на своём пути металлический электрод, то набрасывается на него как пиранья.

— Как пиранион! — придумала новое слово Галатея.

— Анион, или свободный радикал, орудуя парой свободных связей кислорода как зубами или клешнями, «выкусывает» из металлической стенки положительно заряженный атом металла. Присоединив его к себе, анион «успокаивается», превращаясь в малоактивный сульфат или соль этого металла. Металлический электрод, у которого кислота «откусила» положительный ион, остаётся с парой лишних электронов и оказывается заряженным отрицательно. Благодаря этому электрод притягивает к себе положительные ионы водорода или протоны, отдавая им электрон и превращая их в пузырьки водорода. Поэтому, если положить в серную кислоту кусочек цинка, он начнёт пузыриться водородом. Но ситуация решительно меняется, если в кислоту опустить медную пластинку и присоединить её проводом к цинковому электроду. В такой паре пузырьки водорода выделяются только на медном электроде, в то время как цинковый электрод, разрушаемый кислотой, быстро темнеет.

— А почему водород перестаёт пузыриться на цинковом электроде? — спросил Андрей. — Ведь он выделялся, пока в кислоту не опустили медный электрод.

— Когда медный электрод оказался в растворе кислоты, часть электронов из разрушающегося цинкового электрода перебежала на него, зарядив медь отрицательно. И тогда медь начала притягивать к себе «плавающие» в растворе кислоты ионы водорода и снабжать их электронами, отчего они образовали молекулы водорода и пузырьки.

— Не понимаю, — нахмурилась Галатея. — А почему медный электрод не разрушается в кислоте?

— «Хищные» анионы атакуют оба электрода, но им гораздо легче «откусывать» ионы от цинка или железа, чем от меди или серебра. Поэтому цинковый электрод заряжается быстрее медного и по проводу перебрасывает на него избыток электронов. А отрицательный заряд отталкивает от медного электрода «хищные» анионы, которые тоже заряжены отрицательно.

Читайте в любое время

Журнал добавлен в корзину.
Оформить заказ

Другие статьи из рубрики «Рассказы о науке»