2015年3月17日 星期二

再來呢?

實驗銅鋅電池的過程,我們先從複習「體積莫耳濃度」開始,因為要調配0.1M或是1M的溶液,至少得要知道它所代表的意義是什麼?

好不容易大家都知道我們需要稱取多少的硫酸銅、硫酸鋅、硝酸鉀之後,我們發現器材少了U型管,那就沒法做鹽橋了,難道實驗就此停擺?當然不是,我們用PE塑膠軟管取代,將它彎成U型,然後用膠帶貼一下,自製U型管就好囉!

還需要銅片,嗯有了!

鋅片,嗯好像沒有了,怎麼辦?
有了,這裡有鍍鋅鐵絲,這樣也行!

裝置架好,電表一接,Yeah!有電壓了,按照接線來看,泡在硫酸銅溶液的銅片是正極,泡在硫酸鋅溶液的鋅片是負極,那麼如果持續讓它的電流通,會有什麼事情發生呢?

觀察它的改變,我們發現鍍鋅鐵絲慢慢的變黑,而銅片似乎沒有比較明顯的變化,為什麼呢?


要討論這個變化,我們先從觀察到的現象說起,由於電錶上的顯示,電流是從銅片流到鍍鋅鐵絲,也就是說銅片是正極(電壓大),而鍍鋅鐵絲則是負極,因此電子的流動方向,是從鍍鋅鐵絲流出來,對於金屬來說,要讓電子流出去,本身則會形成金屬離子,因此鍍鋅鐵絲泡在硫酸鋅液體的金屬表面,開始「溶解」,除了將自己離子化之外,還將電子透過導線送出去,因此鍍鋅鐵絲的外圍那層「鋅皮」就開始溶解,使底層的黑色鐵質露出來。
Zn→Zn2++2e-

對於銅片來說,它透過導線得到來自於鋅的電子,這時候銅片上就會帶負電,也會吸引硫酸銅溶液中所解離的銅離子,而銅離子得到電子之後,就還原成銅了。
Cu2++2e-→Cu

實驗就這樣?再來呢?

我們對於電子的流動,並沒有辦法看見,只是從表面上的結果去做一個推測,但是對於這樣的推測,我們滿意嗎?需要在印證嗎?這個實驗就這樣而已嗎?

於是我們接著嘗試一些不同的調整,看看剛剛的論點是否能夠印證我們剛剛的推論。

我們將銅片與有些變黑的鍍鋅鐵絲交換位置,讓銅片進入硫酸鋅的液體中,鍍鋅鐵絲片浸入硫酸銅溶液中,如果剛剛的說法正確,鍍鋅鐵絲應該會繼續溶解而呈現黑色的鐵質,而銅片上則會有還原上來的鋅。

實驗進行開始,我們首先發現電壓沒有先前實驗的高,而且有緩慢下降的趨勢。接著我們發現明顯的鍍鋅鐵絲上開始有紅棕色的物體附著上去,怎麼會這樣?這跟先前的推測完全不一樣!!!


到底這紅棕色物質是什麼?

銅?

鐵鏽?

且讓我們的好奇心帶領我們往下走。

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