Những sản phẩm sáng tạo lí thú
Làm trái tim bằng phương pháp hoá học
a. Chuẩn bị:
- Cốc hoặc chậu thuỷ tinh có dung tích đủ lớn.
- Dung dịch điện phân CuSO 4: 500 ml H 2O hoà tan 100gCuSO 4tinh thể, thêm vào đó 10 ml dung dịch H 2SO 4.
- Một miếng sáp hoặc parafin (nến).
- Bột than chì (lấy từ ruột bút chì nghiền nhỏ chẳng hạn).
b. Thực hiện:
- Mài nhẵn bề mặt miếng parafin, cắt thành hình trái tim tuỳ kích cỡ. Vạch chữ và hoa văn lên bề mặt thành rãnh nhỏ (vạch chữ ngược đấy nhé). Áp và mép dòng chữ và hoa văn dây đồng nhỏ.
- Nối các sợi dây đồng với nhau và nối với cực âm của nguồn điện. Phủ lên bề mặt trái tim và cả trong những rãnh chữ bột than chì thật đều (chú ý sao cho nét chữ vẫn còn rãnh). Bột sẽ dính vào miếng parafin. Treo khuôn này vào cốc (hay chậu) thuỷ tinh.
- Đổ dung dịch vào cốc cho ngập hẳn khuôn. Dùng dây dẫn đồng treo một tấm đồng song song với khuôn. Nối dây với cực dương của nguồn điện. Để cho bình điện phân hoạt động từ 12h trở lên, càng lâu thì trái tim càng dày.
- Lấy khuôn trái tim ra nhúng vào nước nóng. Miếng parafin khuôn sẽ chảy lỏng ra, còn lại một trái tim kim loại dòng chữ in nổi mà bạn muốn gửi tặng người thân.
c. Nguyên tắc ứng dụng của việc tạo ra sản phẩm trên:
Nguyên tắc của việc tạo ra sản phẩm trên là sự điện phân dương cực tan trong mạ điện. Đồng ở cực dương tan ra sẽ bám vào mặt khuôn tạo thành lớp dưới tác dụng của dòng một chiều. Nhân tiện, cũng nói qua về kỹ thuật mạ điện và sự điện phân.
Ở nửa đầu thế kỷ XIX, người ta gọi kỹ thuật mạ điện là một ngành mới của ứng dụng điện vào kỹ thuật. Sự kết tủa kim loại từ dung dịch muối trên bề mặt sản phẩm nhờ điện phân.
Điều đáng chú ý là kỹ thuật mạ điện được ứng dụng rộng rãi trong thực tế trước khi nhà bác học M. Faraday tìm ra các định luật điện phân điều khiển quá trình này.
Sự phát triển của kỹ thuật mạ điện liên quan đến tên tuổi của nhà bác học Nga BX. Lacobo là người vào những năm 1836 – 1838 đã tiến hành những thí nghiệm khử cation kim loại từ dung dịch chất điện phân.
Nếu đặt các điện cực (anot và catot) vào dung dịch một chất điện phân chứa ion kim loại và cho một dòng điện một chiều đi qua thì những nguyên tử kim loại trung hoà sẽ kết tủa trên catôt tạo thành một màng tinh thể đồng đều, bám chặt vào bề mặt catot. Nếu như một chi tiết hoặc một kết cấu bằng kim loại được dùng làm catot thì chúng sẽ được phủ bằng một màng kim loại mỏng. Phải lựa chọn thành phần chất điện phân trong từng trường hợp sao cho thu được một lớp mạ có chất lượng cao.
Phương pháp mạ điện này được dùng để bảo vệ các sản phẩm bằng sắt và thép khỏi bị ăn mòn. Mạ kẽm, mạ crom, mạ niken, mạ thiếc, mạ đồng là tên gọi của các kỹ thuật mạ điện riêng, tuỳ thuộc vào bản chất của kim loại dùng để mạ. Một số lớp mạ được dùng để làm tăng hình thức bên ngoài của sản phẩm (mạ crom, mạ vàng) làm tăng độ rắn của chúng hoặc tăng cường khả năng phản xạ…
Năm 1838, B. X. Lacobi áp dụng kỹ thuật mạ điện để thu được các phiên bản mỏng bằng kim loại từ các đồ vật có hình dạng phức tạp. Để làm được điều đó, ông đã đề xuất việc phủ sơ bộ lên vật cần làm phiên bản (khuôn mẫu) một lớp chất làm cho kim loại kết tủa không bám chắc vào khuôn (graphit, oxit kim loại). Phiên bản tách ra khỏi khuôn mẫu một cách dễ dàng, không làm hư hại khuôn mẫu và có thể dùng nhiều lần. Phương pháp này gọi là kỹ thuật đúc điện và hiện nay được sử dụng rộng rãi trong ngành in và sản xuất đĩa hát.
Đồng hồ hoá học
Các bạn hãy điều chế hai dung dịch: dung dịch thứ nhất 3,9g kali iođat trong 1 lít nước; dung dịch thứ hai: 1g natri sunfat, 0,94g axit sunfuric và một vài mililit hồ tinh bột cũng trong 1 lít nước. Cả hai dung dịch đều không có màu. Lấy 100 ml dung dịch thứ hai và đổ thật nhanh vào một lượng tương đương dung dịch thứ nhất, vừa đổ vừa khuấy. Bạn hãy nhìn vào kim giây của đồng hồ: vào khoảng 6 – 8 giây sau (thời gian chính xác phụ thuộc vào nhiệt độ), chất lỏng trong khoảnh khắc biến thành màu xanh sẫm, hầu như đen.
Các bạn hãy thay đổi thí nghiệm: lấy 100 ml dung dịch thứ hai, và pha loãng gấp đôi 50 ml dung dịch thứ nhất. Lại đổ hai dung dịch vào với nhau. Thời gian kể từ lúc bắt đầu phản ứng cũng tăng lên gấp đôi. Nếu lấy 100 ml dung dịch thứ hai và 25 ml dung dịch thứ nhất trộn với 75 ml nước, thời gian cần thiết để bắt đầu có phản ứng so với thí nghiệm ban đầu lần này tăng lên gấp bốn lần.
Những chiếc “đồng hồ hoá học” như vậy chứng minh một cách trực tiếp sự đúng đắn của định luật tác dụng khối lượng. Lựa chọn nồng độ các chất phản ứng, bạn có thể điều chỉnh thời gian cho tới lúc hỗn hợp phản ứng bắt đầu bị sẫm lại. Cũng có thể đạt được hiệu quả như vậy nếu bổ sung dung dịch vào nước đá, nước lạnh và nước ấm (nhưng đừng đổ vào nước nóng già, màu sẽ không xuất hiện, vì hợp chất của iot với tinh bột không bền).
Chiếc lò xo trên mặt nước
Lấy một dây đồng mảnh uốn thành chiếc lò xo gồm vài vòng. Xoa nhẹ lò xo bằng một lớp dầu và hết sức cẩn thận thả xuống nước. Nhờ sức căng bề mặt (và cũng vì mỡ không thấm nước), chiếc lò xo nhẹ ấy không bị chìm.
Bây giờ dùng pipet nhỏ vào giữa vòng xoắn một dung dịch xà phòng. Chiếc lò xo lập tức xoay qua xoay lại. Dung dịch xà phòng sẽ loang ra tới đầu lò xo và tạo thành một phản lực nhỏ.
Như vậy, các bạn đã có trong tay một dụng cụ không đến nỗi tồi để xác định hoạt tính bề mặt các chất lỏng khác nhau. Nếu thay nước xà phòng bằng một chất khác thì chiếc lò xo sẽ quay với tốc độ khác.
Dung dịch muối ăn hoàn toàn không đẩy lò xo đi được, còn dung dịch bột giặt làm cho lò xo nhanh chóng bị chìm vì nó làm lớp dầu giữ lò xo nổi trên mặt nước bị thấm ướt.
Cũng có thể bạn muốn tự mình điều chế chất hoạt động bề mặt? Đơn giản nhất là điều chế xà phòng, và cũng có không ít phương pháp để thực hiện điều này. Dưới đây là một phương pháp rất đơn giản.
Đổ vào ống nghiệm dung dịch xô đa đậm đặc, nóng và thêm từng giọt dầu thực vật cho tới khi nó không thể hoà tan thêm được nữa. Các bạn hãy rắc vào dung dịch thu được một nhúm muối ăn (quá trình này được người gọi là muối kết). Xà phòng rắn sẽ nổi lên bề mặt và dễ dàng tách nó ra khỏi dung dịch.
Phân chế từ xương
Phân bón khoáng chất tuy có bán ở các cửa hàng, nhưng các bạn hãy tự điều chế thử. Nguyên liệu được dùng là xương, mà cơ sở khoáng chất là photpho, và từ các photphorit mà ở nhà máy người ta chế ra các phân lân. Vậy chúng ta hãy điều chế phân supephotphat đơn.
Đốt nóng xương trên lửa để những hợp chất hữu cơ cháy hết. Tốt hơn đốt nóng xương ở trên đống lửa. Sau đó nghiền những cục xương trắng và sạch thành bột, mới đầu đập bằng búa, sau nghiền trong cối. Trộn 50g bột xương với 3 - 5g đá phấn, bỏ vào một cốc sạch và đổ thêm 20g axit sunfuric 70% (khi pha loãng, nhớ đổ axit vào nước). Thêm dần axit vào cốc, dùng đũa thuỷ tinh trộn mạnh thành hỗn hợp. Hỗn hợp sẽ nóng lên và biến thành khối nhão, sau một giờ tạo thành bột trắng khô, đó là supephotphat Ca(H 2PO 4) lẫn tạp chất canxi sunfat, tức thạch cao.
Nhưng tại sao lại không xấy ngay photphorit để làm phân bón? Lấy một ít bột xương đã nghiền và một ít supephotphat điều chế được vào 2 cốc nước khác nhau, bột photphorit lắng xuống đáy cốc nhanh chóng, còn supephotphat bị thuỷ phân, tăng thể tích lên nhiều và sau vài giờ mới lắng xuống. Tính chất này giúp cho supephotphat phân bổ đều trong đất và giữ được lâu trong đất.
Các bạn nên dùng phân tự điều chế để bón cho những cây cảnh trồng trong phòng, và theo dõi xem chúng phát triển hơn những cây đối chứng ra sao.
