Выполнил

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №3
ГОРОДА ПОХВИСТНЕВО САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ
Обогреватель для аквариума
Выполнил:
Артемьев Владислав Сергеевич
Руководители:
Гилязова Гульчачак Хисамутдиновна
Мастерова Мария Владимировна
Сентябрь 2014
Актуальность проекта
В наше время очень модно иметь аквариумных рыбок, особенно если они тропические.
Купить, налить воду в аквариум воды, покормить-полдела. Надо чтобы рыбкам было
комфортно в новой среде, тропические рыбки очень любят теплую воду, т.к. они раньше
жили в тропическом климате. Хорошо, мы узнали об этом. Теперь необходимо поддерживать
постоянную температуру воды в аквариуме. В магазинах нашего города встретить
обогреватели для аквариумов большая редкость, даже и если встретим, то они будут стоить
очень дорого. Поговорив с учителями, мы задались целью сделать свой обогреватель, какой
именно нам нужен. Нас заинтересовал вариант нагревателя из батареек, который нам
предложил учитель химии.
Проблемы:
 Тропическим рыбкам для существования необходима теплая вода.
 Магазинный обогреватель стоит дорого.
 Невозможность регулирования температуры в покупном обогревателе.
Задачи:
 Выполнить продукт, соответствующий нашим требованиям.
 Выполнить в соответствии с экологическими нормами.
 Подобрать раствор, нагревающийся при пропускании через него электрического тока.
 Использовать накопленные знания по физике и химии.
I.Основная часть1.1.Почему раствор поваренной соли проводит электрический ток.
Рассмотрим теперь процесс прохождения тока через жидкости. Соберем схему, показанную
на рис. 43. В сосуд 1 налита дистиллированная вода. В воду опущены два угольных стержня
2 (электроды). В цепь включена лампа накаливания 3. При подаче напряжения на зажимы
цепи лампа гореть не будет. Значит чистая вода тока не проводит. Если бросить в воду
щепотку поваренной соли, то лампа ярко загорится. Следовательно, раствор поваренной соли
в воде хорошо проводит электрический ток. Водные растворы всех кислот, щелочей и
солей
проводят
электрический ток,
ток.
называются
Вещества,
электролитами.
растворы
Соли
только в растворе, но и в расплавленном состоянии.
и
которых
проводят
щелочи проводят ток не
Чем же объясняется способность электролитов проводить электрический
ток?
Рассмотрим пример с поваренной солью —- NaCI. В твердом виде атомы поваренной
соли — натрий Na и хлор Сl — сильно притягиваются друг к другу и не могут свободно
перемещаться.
Поэтому поваренная соль в твердом виде тока не проводит.
При растворении поваренной соли в воде силы взаимодействия между атомами соли
ослабевают и молекула соли распадается на две заряженные частицы — ионы: положительно
заряженный ной Na+ и отрицательно заряженный ион С1-. Раствор становится
электропроводным.
Рассмотрим второй пример. Твердые кристаллы щелочи — едкого натра NaOH — также не
проводят тока. При растворении едкого натра в воде образуются положительные ионы Na+ и
отрицательные ионы ОН.
И, наконец, третий пример. Чистые кислоты неэлектропроводны. Но при растворении в воде
они становятся электролитами, т. е. начинают проводить ток. Так, например, соляная кислота
НС1 в водном растворе образует положительные ионы Н+ и отрицательные ионы С1-.
Распад электролита на ионы при растворении его в воде называется
электролитической диссоциацией.
При растворении в воде сахара происходит только распад кристаллов, и ионов не образуется.
Поэтому раствор сахара тока не проводит.
Нальем в сосуд электролит, опустим в него два угольных электрода и пропустим через
раствор постоянный ток. Электрод, соединенный с положительным зажимом источника
энергии, называется анодом (А), а электрод, соединенный с отрицательным зажимом —
катодом (К) (рис. 44). Через некоторое время на электродах будут заметны оседающие
продукты разложения электролита. Химический анализ показывает, что на электродах
выделяются атомы вещества, растворенного в воде. Так, например, при пропускании тока
через раствор медного купороса CuS04 на одном электроде будет выделяться медь Сu, а на
другом электроде — сернокислотный остаток S04.
Как показывают опыты, на отрицательном электроде — катоде — всегда выделяются
водород и металлы.
Процесс разложения электролита при пропускании через него электрического тока
называется электролизом.
Разложение электролита под действием тока показывает, что внутри электролита происходит
движение атомов или групп атомов, представляющее собой части молекулы растворенного
вещества.
Как было указано выше, молекулы некоторых веществ при растворении распадаются на
положительные и отрицательные ионы. До тех пор пока через электролит не проходит ток,
ионы, а также молекулы раствора совершают хаотическое тепловое движение. При подаче
напряжения на зажимы цепи между электродами, опущенными в электролит, возникает
электрическое поле. Под действием поля возникает упорядоченное движение ионов
различных знаков в противоположные стороны: положительных — к катоду (К),
отрицательных — к аноду (Л). При соприкосновении с катодом положительные ионы
получают недостающие им электроны и оседают на катоде в виде нейтральных атомов.
Отрицательные ионы, подходя к аноду, отдают ему избыточные электроны и превращаются
в нейтральные атомы.
Итак, электрический ток в электролитах представляет собой движение положительных и
отрицательных ионов. В отличие от металлических проводников, которые не разлагаются
током и называются проводниками первого рода, электролиты называются
проводниками второго рода.
II. Экспериментальная часть
1) Первым делом мы взяли все необходимое оборудование, приспособления и
хим.вещества:
a) U-образный стеклянный сосуд;
b) Два гальванический элемента (для извлечения из них угольных электродов);
c) Резиновые пробки с электродами;
d) Медные провода;
e) Набор для паяния;
f) Дистиллированная вода и поваренная соль;
g) Выпрямитель.
2) Далее мы извлекли угольные электроды из гальванических элементов и вставили их в
резиновые пробки с электродами
3) Припаяли провода к клеммам на электродах.
4) В одной из пробок прорезали углубление для выхода газа при пропускании
электрического тока через вещество.
5) Сделали раствор(чайная ложка соли на стакан воды).
6) Залили раствор в сосуд, закрыли пробками, концы проводов подключили к
выпрямителю и пустили электрический ток под напряжением 12В.
При прохождении тока раствор соли нагревается, а поскольку ток переменный,
электролизом можно пренебречь. Температура в аквариуме зависит от концентрации
поваренной соли в растворе, от величины аквариума, температуры воздуха в комнате
и напряжения электрического тока.
Такой нагреватель очень удобен для аквариумов с тропическими рыбками: он может
работать круглые сутки без перерыва.
Литература:
1.Журнал юный химик, выпуск №3 от 1976 года.
2. http://www.kristallikov.net/
3. http://alnam.ru/
4. http://distant-lessons.ru/