Czy da się zrobić to doświadczenie w domu?

Część tak — bez prądu. Poszatkowaną czerwoną kapustę zalej wrzątkiem, odczekaj kwadrans i odcedź fioletowy wywar. Wlej po odrobinie do kilku szklaneczek: sok z cytryny i ocet zrobią się różowoczerwone, soda oczyszczona i woda z mydłem — zielone, czysta woda zostanie fioletowa. Obwodu z baterią i żarówką nie budujcie w wodzie samodzielnie; to doświadczenie robi nauczyciel na lekcji.

Dziecko twierdzi, że woda przewodzi prąd. Ma rację?

Nie do końca, i akurat tu warto być precyzyjnym. Prąd przewodzą jony rozpuszczone w wodzie, a nie sama woda — destylowana jest praktycznie izolatorem. Ale ostrzeżenie zostaje w mocy: woda z kranu, w wannie i w kałuży jest pełna soli mineralnych, więc jest naprawdę groźna. Bezpieczna zasada brzmi „mokre ręce z dala od gniazdka”, tylko powód jest inny, niż się wydaje.

Po co uczyć się barw wskaźników na pamięć?

Bo to jedyne narzędzie, jakim wolno badać nieznany roztwór — alternatywą jest smak, czyli poparzony przełyk. Barwy wracają w każdej kolejnej lekcji o kwasach i zasadach, także przy skali pH, a fenoloftaleina i oranż metylowy pojawiają się w zadaniach maturalnych. Najłatwiej zapamiętać przez powtórzenie z wywarem z kapusty: co dziecko samo zabarwiło, tego nie zapomina.

Elektrolity, nieelektrolity i wskaźniki

około 10 minut

W tej lekcji1/10

Suszarka wpadająca do wanny jest śmiertelnie groźna, ale ta sama suszarka w wodzie destylowanej ledwo by drgnęła. Różnicę robi nie woda, tylko to, co jest w niej rozpuszczone. Dziś sprawdzimy, które roztwory przewodzą prąd — i jak rozpoznać kwas albo zasadę, nie biorąc ani kropli do ust.

Elektrolit to substancja, która w wodzie rozpada się na jony

Elektrolit. Substancja, której wodny roztwór przewodzi prąd elektryczny. Dzieje się tak dlatego, że w wodzie rozpada się ona na jony — drobiny obdarzone ładunkiem, dodatnim albo ujemnym.

Trzy rodziny elektrolitów i reszta świata

Elektrolitami są trzy rodziny związków — i to nie przypadek, że wszystkie poznajesz w klasie 8:

elektrolity	nieelektrolity
sole ( $\mathrm{NaCl}$ , $\mathrm{CuSO_4}$ )	cukier (sacharoza)
kwasy ( $\mathrm{HCl}$ , $\mathrm{H_2SO_4}$ )	alkohol (etanol)
zasady ( $\mathrm{NaOH}$ , $\mathrm{KOH}$ )	woda destylowana

Cukier też „znika” w wodzie, ale rozdziela się na całe, obojętne cząsteczki — bez ładunku, więc bez prądu.

Badamy przewodnictwo: obwód z żarówką

1
Budujemy obwód: bateria, żarówka i dwie elektrody zanurzone w zlewce. Zamiast kawałka drutu w obwód wpięty jest badany roztwór.
$\text{bateria} - \text{żarówka} - \text{elektroda} - \text{roztwór} - \text{elektroda}$
2
Do zlewki wlewamy wodę destylowaną. Żarówka nie świeci — w czystej wodzie prawie nie ma jonów.
$\text{woda destylowana} \to \text{brak jonów} \to \text{ciemno}$
3
Obwód domknięty przez roztwór soli — jony niosą ładunek
Wsypujemy łyżeczkę soli kuchennej i mieszamy. Żarówka rozbłyska pełnym blaskiem — sól rozpadła się na jony.
$\mathrm{NaCl} \to \mathrm{Na}^+ + \mathrm{Cl}^-$
4
Powtarzamy doświadczenie z cukrem. Żarówka pozostaje ciemna, choć cukier rozpuścił się co do ziarenka.
$\text{sacharoza} \to \text{całe cząsteczki} \to \text{ciemno}$
Wskazówka
Rozpuszczenie się i przewodzenie prądu to dwie różne rzeczy. Żarówka pyta tylko o jedno: czy w roztworze są jony.

Wszystkie kroki za Tobą!

Twoja kolej

W czterech zlewkach są wodne roztwory. W której z nich żarówka NIE zaświeci?

Pułapka! „Woda przewodzi prąd”

Źle: woda przewodzi prąd, bo jest wodą.

Wskaźniki, czyli rozpoznawanie bez smakowania

Nigdy nie sprawdzamy roztworu smakiem ani dotykiem. Kwas i zasada mogą wyglądać identycznie — jak czysta woda — a poparzyć usta, przełyk i skórę.

Cztery wskaźniki i ich barwy

wskaźnik	w kwasie	obojętny	w zasadzie
oranż metylowy	czerwony	pomarańczowy	żółty
fenoloftaleina	bezbarwna	bezbarwna	malinowa
wywar z czerwonej kapusty	różowoczerwony	fioletowy	zielony

Czwarty wskaźnik — papierek uniwersalny — widzisz na rysunku. Fenoloftaleina jako jedyna nie odróżnia kwasu od wody: w obu jest bezbarwna.

Obserwacja: papierek uniwersalny jest czerwony w kwasie, żółtozielony w roztworze obojętnym i niebieski w zasadzie

Papierek uniwersalny w trzech roztworach

Twoja kolej

Do bezbarwnego roztworu dodano fenoloftaleinę — zrobił się malinowy. Co jest w zlewce?

Fenoloftaleina w badanym roztworze

Ściąga do zapamiętania

Co to jest elektrolit i jak rozpoznać kwas od zasady?

ELEKTROLIT = substancja, której WODNY ROZTWÓR przewodzi prąd, bo rozpada się na JONY: sole, kwasy, zasady. NIEELEKTROLITY: cukier, alkohol, woda destylowana — rozpuszczają się jako całe cząsteczki, żarówka nie świeci. Prąd w roztworze niosą jony, nie elektrony. WSKAŹNIKI (nigdy nie smakujemy!): fenoloftaleina — bezbarwna w kwasie i w wodzie, MALINOWA w zasadzie; oranż metylowy — czerwony / pomarańczowy / żółty; papierek uniwersalny — czerwony / żółtozielony / niebieski; wywar z czerwonej kapusty — różowoczerwony / fioletowy / zielony.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Czy da się zrobić to doświadczenie w domu?: Część tak — bez prądu. Poszatkowaną czerwoną kapustę zalej wrzątkiem, odczekaj kwadrans i odcedź fioletowy wywar. Wlej po odrobinie do kilku szklaneczek: sok z cytryny i ocet zrobią się różowoczerwone, soda oczyszczona i woda z mydłem — zielone, czysta woda zostanie fioletowa. Obwodu z baterią i żarówką nie budujcie w wodzie samodzielnie; to doświadczenie robi nauczyciel na lekcji.
Dziecko twierdzi, że woda przewodzi prąd. Ma rację?: Nie do końca, i akurat tu warto być precyzyjnym. Prąd przewodzą jony rozpuszczone w wodzie, a nie sama woda — destylowana jest praktycznie izolatorem. Ale ostrzeżenie zostaje w mocy: woda z kranu, w wannie i w kałuży jest pełna soli mineralnych, więc jest naprawdę groźna. Bezpieczna zasada brzmi „mokre ręce z dala od gniazdka”, tylko powód jest inny, niż się wydaje.
Po co uczyć się barw wskaźników na pamięć?: Bo to jedyne narzędzie, jakim wolno badać nieznany roztwór — alternatywą jest smak, czyli poparzony przełyk. Barwy wracają w każdej kolejnej lekcji o kwasach i zasadach, także przy skali pH, a fenoloftaleina i oranż metylowy pojawiają się w zadaniach maturalnych. Najłatwiej zapamiętać przez powtórzenie z wywarem z kapusty: co dziecko samo zabarwiło, tego nie zapomina.

Sprawdź się!

Co decyduje o tym, że wodny roztwór przewodzi prąd elektryczny?

Która substancja jest NIEELEKTROLITEM?

Do zlewki z wodą destylowaną wsypano sól i włączono obwód z żarówką. Co zaobserwujemy?

Papierek uniwersalny zanurzony w badanym roztworze zabarwił się na niebiesko. Jaki to roztwór?

Dlaczego wanna z wodą jest niebezpieczna przy porażeniu prądem, skoro woda destylowana prądu prawie nie przewodzi?

Następny temat

Wodorotlenki sodu i potasu