ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗ ΝΕΡΟΥ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΗ Na₂CO₃

Οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα είναι:

Na₂CO₃ ⟶ 2Na⁺ + CO₃^-2

Κάθοδος (-)    2H₂O  +  2e⁻ ⟶ H₂  + 2OH⁻

Άνοδος (+)     2H₂O ⟶ O₂  +  4H⁺  +  4e⁻

οι οποίες μας δίνουν το συνολικό μηχανισμό της ηλεκτρόλυσης

2H₂O ⟶  O₂ (g) + 2H₂ (g)

ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗ ΝΕΡΟΥ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΗ NaΗCO₃

Οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα είναι:

NaΗCO₃ ⟶ Na⁺ + ΗCO₃^-

Κάθοδος (-)   2H₂O + 2e⁻ ⟶ H₂ + 2OH⁻

Άνοδος (+)     2H₂O ⟶ O₂ + 4H⁺ + 4e⁻

Όμως, τα ιόντα H⁺ που παράγονται στην άνοδο αντιδρούν με τα ιόντα HCO₃⁻ και παράγεται CO₂ σύμφωνα με την αντίδραση:

H⁺ + HCO₃⁻ ⟶ CO₂ + H₂O

Ο όγκος του CO₂ που παράγεται στην άνοδο προστίθεται στον όγκο του Ο₂. Γι΄ αυτό και δεν παρατηρείται η σωστή αναλογία όγκων υδρογόνου προς οξυγόνο που αναμένουμε στην ηλεκτρόλυση.

1. Στυλό με μελάνι που σβήνει
2. Αναπτήρας
3. Φύλλο χαρτί

Γράφουμε ένα κείμενο πάνω σε ένα φύλλο χαρτί με το στυλό που σβήνει. Στη συνέχεια θερμαίνουμε με έναν αναπτήρα και το κείμενο εξαφανίζεται. Μετά βάζουμε το φύλλο στην κατάψυξη και το κείμενο θα ξαναεμφανιστεί.

1. Κίτρινος μαρκαδόρος υπογράμμισης
2. Φύλλο χαρτί ή χαρτονάκι λευκό ή ένα πλαστικό ποτηράκι
3. Λεμόνι ή ξίδι ή διάλυμα ασθενούς οξέος
4. Μπατονέτες
5. Διάλυμα μαγειρικής σόδας ή καθαριστικό τζαμιών ή διάλυμα ασθενούς βάσης

Η γραμμή του κίτρινου μαρκαδόρου υπογράμμισης σε επιφάνεια (π.χ. χαρτί γραφής, χαρτόνι) αποχρωματίζεται
όταν διαβρέχεται με όξινο διάλυμα (π.χ. χυμό λεμονιού, ξιδιού), ενώ εμφανίζεται ξανά εάν τη
διαβρέξουμε με αλκαλικό διάλυμα (π.χ. διάλυμα μαγειρικής σόδας, διάλυμα καθαριστικού τζαμιών)

Α. Θερμοχρωμικά χαρακτηρίζονται τα υλικά, οι οπτικές ιδιότητες των οποίων μεταβάλλονται με τη θερμοκρασία. Η μεταβολή αυτή μπορεί να είναι είτε βαθμιαία λόγω κάποιας διαδικασίας χημικής ισορροπίας, είτε απότομη η οποία σχετίζεται με δομική αλλαγή του υλικού. Ειδικότερα, μπορεί να αφορά τη μετάβαση από ένα χρώμα σε ένα άλλο, από τη διαφάνεια στη σκίαση ή τη διέλευση ή μη της υπέρυθρης ακτινοβολίας, χωρίς σημαντική αλλαγή της ορατής ακτινοβολίας . Επιπλέον, η μεταβολή αυτή συμβαίνει όταν η θερμοκρασία ξεπεράσει μία, χαρακτηριστική για κάθε υλικό, κρίσιμη τιμή, γνωστή και ως κρίσιμη θερμοκρασία μετάβασης (T_C). Η θερμοχρωμικότητα εμφανίζεται τόσο σε ανόργανα υλικά, κυρίως οξείδια μεταβατικών μετάλλων, όσο και σε ορισμένα πολυμερή, γνωστά ως «cloud gels». Μεταξύ των οξειδίων των μεταβατικών μετάλλων NIO, FeO, CuO, CoO κ.α., ιδιαίτερη περίπτωση, όσον αφορά τη θερμοχρωμικότητα, αποτελούν τα οξείδια του Βαναδίου και δη το διοξείδιο του Βαναδίου (VO2), εξαιτίας του γεγονότος ότι η κρίσιμη θερμοκρασία μετάβασής του είναι Tc = 68 °C, η οποία είναι και η πλησιέστερη προς τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.

Β. 

Μια χρωστική ουσία leuco (από το ελληνικό λευκό leukos:λευκό) είναι μια χρωστική ουσία που μπορεί να αλλάξει μεταξύ δύο χημικών μορφών, μία από τις οποίες είναι άχρωμη. Οι αναστρέψιμοι μετασχηματισμοί μπορούν να προκληθούν από θερμότητα, φως ή αλλαγή pH, με αποτέλεσμα να συμβαίνουν φαινόμενα θερμοχρωμισμού, φωτοχρωμισμού και αλοχρωμισμού (αλλαγή χρώματος δεικτών λόγω μεταβολής pH). Η άχρωμη μορφή αναφέρεται μερικές φορές ως μορφή leuco. Οι βαφές Leuco αποτελούν τη βάση των θερμικών χαρτιών εκτυπωτή και ορισμένων δεικτών pH.

Μετασχηματισμός μεταξύ leuco και έγχρωμης μορφής κρυσταλλικής βιολετί λακτόζης, (αλοχρωμισμός).

Μετασχηματισμός μεταξύ leuco και έγχρωμης μορφής που προκαλείται από υπεριώδη ακτινοβολία, (φωτοχρωμισμός).

Διατριβή: Μελέτη θερμοχρωμικών υλικών χαμηλής θερμοκρασίας ανάπτυξης, με βάση το διοξείδιο του βαναδίου (VO2) - Κωδικός: 45839 (ekt.gr)

1. Ένα μικρό  καπάκι

Tο αλουμίνιο Al είναι πολύ πιο δραστικό από το χαλκό Cu, αλλά τίποτα δεν συμβαίνει όταν το λεπτό φύλλο αλουμινίου έρχεται σε επαφή με το διάλυμα του θειικού χαλκού CuSO₄. Πώς γίνεται αυτό; Δυστυχώς, είναι περισσότερο περίπλοκο από ό, τι φαίνεται με την πρώτη ματιά. Όντας αρκετά ενεργό μέταλλο, το αλουμίνιο Al αντιδρά με το οξυγόνο O₂ στον αέρα, σχηματίζοντας ένα πολύ ισχυρό λεπτό στρώμα από οξείδιο του αργιλίου Al₂O₃ στην επιφάνειά του. Αυτό το λεπτό στρώμα προστατεύει το μέταλλο από περαιτέρω αντίδραση.

Όταν προστεθεί λίγο διάλυμα NaCl χλωριούχου νατρίου, ξεκινά μια έντονη αντίδραση και μπορεί να φανεί ξεκάθαρα να σχηματίζονται καφέ-κόκκινες μεταλλικές νιφάδες χαλκού. Αλλά γιατί συμβαίνει αυτό; Τα ιόντα Cl^-  που ελευθερώνονται στο διάλυμα διασπούν το ισχυρό στρώμα του Al₂O₃ με αποτέλεσμα να μένει εκτεθειμένο το Al στην επιφάνεια του αλουμινόχαρτου. Μόλις τα ιόντα Cu^{₂ +}  έρθουν σε επαφή με το αλουμίνιο Al και όχι την ασπίδα του Al₂O₃, η αντίδραση μπορεί να προχωρήσει γρήγορα και αρκετά θεαματικά!

 2 Al(s) + 3CuSO₄ (aq) ⟶ Al₂(SO₄)₃ (aq) + 3Cu(s)