Прибор для демонстрации движения ионов в электрическом поле Советский патент 1982 года по МПК G09B23/18 

t

Изобретение относится к учебным приборам по физике и может быть использовано для демонстрации движения ионов в жидкостях под воздействием электрического поля.

Известен прибор для демонстрации движения ионов, содержащий прозрачный корпус, выполненный из дугообразной трубки с припаянной к ней трубкой с краном и воронкой на конце, с диссоциирующей на ионы жидкостью и два платиновых электрода, помешенных в корпусе дугообразной трубки. В дугообразную трубку запивается раствор азотнокислого калия, в трубку с воронкой - раствор марганцевокиспого калия и мочевины. При крана и включении напряжения на электродах наблюдают смешение границы между растворами,- пр жсходяи1ее в результате движения ионов МшО flj.

Однако известный прибор обладает недостаточной наглядностью при многокомпонентности рабочих жидкостей и значительной длительностью демонстраций.

Цепь изобретения - повышение наглядности демонстрации.

Поставленная цель достигается тем, что прибор, содержащий прозрачный корпус с диссоциирующей на ионы жидкостью и два электрода, снабжен прозрачным диском с центральным отверстием, равноудаленными от него периферийными отверстиями и одинако1|)ыми мерными рисками, корпус имеет цв1шндричес1 ую фор10му, а цяск установлен с зазором ко дну и его боковым стенкам, при этом один электрод выполнен в виде стержня, установленного в дне корпуса, а другой - в виде кольца, смонтированного на внутрен

15 ней боковой стенке корпуса.

На фиг. 1 изображен прибор, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - то же, вид в плане.

Прибор состоит иа корпуса 1 цнлинд20рическЫ формы с днсмк 2 в кольцевым электрс 1ом 3, диска 4, опирающегося на 5 и образукшего зазор 6, электроАа 7, выполненного в виде стержня, диаметром 2-3 мм. Диск 4 имеет цент. ральное отверстие 8, четыре периферийных отверстия 9 диаметром 3-4 мм и одинаковые мерные риски 10, нанесенные по радиусам от этих отверстий. В корпусе прибора наливается водопроводная вода, в достаточной мере диссоциирующая на ионы. При установке дис ка излишек воды выходит через имеющиеся отверстия., Остается лишь тонкий слой воды 1,0-1,5 мм, равный высоте опор 5. Прибор устанавливают горизонтально на конденсор проекционного фонаря р. проецируют изображение на экран. К электроду 3 подключают отрицательный, а к электроду 7 - положительный полюс источника постоянного тока напряжением 70-8О В. Во все периферийные отверстия 9 пипеткой вводят по капле ка кой-либо окрашенной жидкости, содержащий ионы какого-либо вещества, например марганцевокислого капия (КМнО). На экране хорошо видно движение отрицател ных ионов к центральному электро ду 7. За 60-90 с фронты ионов от разных отверстий, как видно по рискам, сме шаются на равные расстояния, пройдя бо лее половины пути между электродами. Меняя полярность электродов, ионы можно вернуть в исходное -положение. Прибор позволяет проводить опыты ка с отрицательными, так и с положительными ионами. Для этого используют жид кости, содержапше окрашенные положител ные и отрицательные ионы, например, ам миачный раствор хромата медиСиГя все отверстия 8 и 9 прибора вводят по капле упомянутого раствора. При подключении источника тока на экране видна картина движеЕшя желтых ионов СгО i к центру и темномгиних C«(Hj) от цен ра. По мерным рискам хорошо заметна различная подвижность положительных и отрицательных ионов. Движение окрашенных ионов одинакового знака, но различной природы демонстрируют путем введения в отверстия 9 растворов, например, марганцевокислого калия ( ) и аммиачного раствора хромата меди ССи(ННз). На экране видна картина движения к центру желтых анионов СЮ и фиолетовых анионов MnQf при этом, как видно по рискам, ионы различной природы имеют различные скорости движения. Движение неокрашенных ионов путем введения в отверстия 9 растворов хлорных солей железа и меди, а в центральное отверстие - раствора желтой кровяной соли (CN)b J служащей общим индикатором для обоих веществ. Через 60-90 с на экране последовательно, в зависимости от подвижности ионов, появляются полоски разной окраски. Желтая кровяная соль образует с катионами Ге берлинскую лазурь темно-синего цвета, а с ионами Cu - железистосинеродистую медь красно-бурого цвета. Изобретение позволяет сократить время подготовки и проведения опытов, повысить качество усвоения учебного материала и эффективность использования пособия в учебном процессе. ормула изобретения Прибор для )а1емонстрации движения ионов в электрическом поле, содержащий прозрачный корпус с диссоциирующей на ионы жидкостью и два электрода, отличающийся тем, что, с цепью повышения наглядности демонстрации, он снабжен прозрачным диском с центральным отверстием, равноудаленными от него периферийными отверстиями и мерными рисками, корпус имеет цилиндрическую форму, а диск установлен в корпусе с зазором ко дну и его боко вым стенкам, при этом один электрод выполнен в виде стержня, установленного в дне корпуса, а другой - в виде кольца, смонтированного на внутренней боковой стенке корпуса. I Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Лекционные демонстрации по физике. Под ред. В. И. Ивероновой. М., Наука, 1972, с. 5О8.