مقدمه
برای تدریس فرایندهای الکتروشیمیایی و واکنش‌های اکسایش ـ کاهش، آزمایش‌های متفاوتی در منابع پیشنهاد شده است.
برای نمونه تولید باتری با استفاده از سکه۱ و تولید باتری‌های لیمویی۳ و ۴، یا آزمایش ساده سلول
روی ـ مس (Zn(s)|Zn2+(aq)||Cu2+(aq)|Cu(s)) که در بیشتر کتاب‌های آزمایشگاه شیمی آورده شده است.۵ و ۶
و ۷ و ۸
در این مقاله دو روش ساده با وسایل
ارزان‌قیمت را برای تدریس این مبحث
پیشنهاد می‌کنیم. از سودمندی‌های این دو روش، استفاده از مواد در
مقدارهای بسیار کم و در دسترس بودن آن‌هاست.
روش اول میکروباتری کاغذی
وسایل و مواد مورد نیاز: کاغذ صافی،
مداد شمعی، میکرو ولتمتر، میخ کوچک، سیم مسی ضخیم، قطعه کوچک آلومینیم و قطعه‌های کوچک از فلزهای موجود، مقدار کمی از
محلول فلزهای انتخاب شده مانند: مس II
سولفات، روی‌سولفات، آهن II سولفات، آلومینیم سولفات و پتاسیم‌نیترات.
روش کار
مانند شکل، روی یک کاغذ صافی طرح زیر را با یک
شمع یا مداد شمعی رسم کنید. سپس کاغذ را روی گرمای ملایم قرار دهید تا پارافین شمع
در کاغذ نفوذ کند. خط‌های رسم شده با شمع ، محدوده
هر الکترود را مشخص می‌کنند. به همین دلیل کاغذ
صافی باید با خطوط شمع کاملاً اشباع شود.
روی هر دایره، در رأس کانال‌ها، چند قطره محلول الکترود مورد نظر را
بریزید. برای نمونه، محلول مس II سولفات برای تیغه مس. در دایره مرکزی چند
قطره محلول 1/0 مول بر لیتر پتاسیم‌نیترات به‌عنوان الکترولیت پل نمکی بریزید. با
برقراری جریان با استفاده از میکرو ولتمتر، ولتاژ سلول‌ها را با هم مقایسه کنید.
از مقایسه الکترودهای مختلف این نتایج به دست آمد:
روش دوم
وسایل و مواد مورد نیاز : لامپ LED کوچک، کاغذ صافی، نوار منیزیم، محلول مس‌سولفات و محلول‌سدیم‌سولفات.
روش کار
1. یک تکه کوچک از کاغذ صافی را به‌طور کامل به محلول سدیم سولفات آغشته
کنید. تکه دیگری از کاغذ صافی را به محلول مس II سولفات آغشته کنید و صبر کنید تا کاغذها خشک
شوند. کاغذ صافی آغشته به محلول سدیم‌سولفات
نقش پل نمکی را دارد و باید از کاغذ آغشته به مس‌سولفات بزرگ‌تر باشد.
2. مانند شکل 2 سطح یک قطعه کوچک از
نوار منیزیم را خوب سمباده بزنید. یک سر سیم LED را روی کاغذ آغشته به محلول مس‌سولفات بگذارید و سر دیگر را به نوار منیزیم وصل کنید، شکل 3.
برای روشن کردن لامپ، یک قطره آب روی
سلول بریزید. توجه کنید که آب زیاد، مانع از برقراری جریان می‌شود.
نتیجه گیری
آزمایش‌های
ساده می‌توانند پیش از شروع تدریس،
در ایجاد تفکر و آماده کردن کلاس برای طرح مباحث نظری بسیار سودمند باشند. مقدمات
دو آزمایش ارائه شده در این مقاله را می‌توان
آماده و برای شروع تدریس استفاده کرد.
منابع
۱. آزمایش چراغ افروز شیمیایی ـ کتاب آزمایشگاه علوم تجربی ۲ (یازدهم) ـ ص: ۷۶-۷۷ - ۱۳۹۶
2. Eggen,P.O.; Skaugrud,B. J. Chem. Educ. 2015, 92, 1053.
3. Anchalee Chatmontree, at al. Student Fabrication and Use of Simple, Low-Cost, Paper-Based
4. J. Chem. Educ. 2015, 92, 1044.
5. Worley, J. D.; Fournier, J. J. Chem. Educ. 1988, 65, 158.
6. Muske, K. R.; Nigh, C. W.; Weinstein, R. D. J. Chem. Educ. 2007, 84, 635.
7. Brosmer, J. L.; Peters, D. G. J. Chem. Educ. 2012, 89, 763.
8. Grønneberg, T.; Kvittingen, L.; Eggen, P.-O. J. Chem. Educ. 2006, 83, 1201.
9. Dillard, C. R.; Kammeyer, P. H. J. Chem. Educ. 1963, 40,363.
10. Martins, G. F. J. Chem. Educ. 1990, 67, 482.
11. (Cracolice, M. S.; Peters, E. I. Introductory Chemistry: An Active Learning Approach, 4th ed.; Brooks/Cole Cengage Learning: Singapore, 2011; pp 582.
12. Chang, R. Chemistry, 10th ed.; McGraw-Hill: Bangkok, Thailand, 2010; pp 842.