აქტივობა 1. წყლის ელექტროლიზი (გამოყენებულია ტემპუსის პროექტის “სტუდენტთა აქტიური სწავლება ბუნებისმეტყველებაში” აქტივობა.)

შესწავლის საგანი/მიზნები

მოსწავლეებმა უნდა ისწავლონ:

  • დაკვირვება;
  • დაკვირვების შედეგების აღრიცხვა და ანალიზი;
  • დასკვნის გამოტანა;
  • ელექტროლიზის პროცესის არსის ახსნა.

 

რესურსები:

  • წყალი;
  • კონცენტრირებული გოგირდმჟავა, H2SO4;

 

აღჭურვილობა/ჭურჭელი

  • 1 ხრახნიანთავსახურიანი ჭიქა/ქილა
  • 1 ერლენმეიერის პატარა კოლბა
  • 2 შპრიცის ნემსი (1,2/40 მმ)
  • ბუნზენის სანთურა ან სპირტქურა
  • 1 სანთებელა/ასანთი


მასწავლებლის სავარაუდო აქტივობები:

მასწავლებელი:

  • ამზადებს ჭიქის ხრახნიან თავსახურზე ორ ნახვრეტს ნემსებისთვის და ატარებს სადემონსტრაციოს ცდას:
    • ავსებს ხრახნიანთავსახურიან ჭიქას წყლით, ამატებს, დაახლოებით, 1 მლ გოგირდმჟავას და მჭიდროდ ახურავს თავსახურს;
    • რჭობს შპრიცის ორივე ნემსს თავსახურში და დამჭერების საშუალებით ამაგრებს ნემსებზე სადენებს;

 სადემოსტრაციო ცდა

    • გადმოაბრუნებს ხრახნიან ჭიქას ხრახნით ქვემოთ, არგებს ერლენმეიერის კოლბის ყელს და ნემსებთან მიერთებულ ორივე სადენს უერთებს ცხრავოლტიან (9 V) ელემენტს ან დენის წყაროს. აყოვნებს 20 წუთს;

ჭიქაში გამოყოფილ აირს გამოიღებს შპრიცით. მასში წყალბადის შემცველობას ამოწმებს შპრიციდან აირის გამოდევნით ბუნზენის სანთურის ალზე (იხ. VII კლასის გზამკვლევი, შედეგი ბუნ.VII.11, აქტივობა 2ა, როგორ მოქმედებენ მჟავები მეტალებთან).

 

მოსალოდნელი შედეგები

მოსწავლეები:

  • შენიშნავენ, რომ აირი წარმოიქმნება თითოეულ ნემსზე. ეს აირი ჭიქიდან ნემსების გავლით გამოდევნის წყალს ერლენმეიერის კოლბაში. შემდეგ შესაძლებელია ჭიქიდან აირის შეგროვება შპრიცის საშუალებით და მასში წყალბადის არსებობის შემოწმება;
  • დაადგენენ, რომ ელექტროლიზის დროს წყლის მოლეკულები იხლიჩება ორ აირად: ერთ ნემსზე (უარყოფითი ელექტროდი) გროვდება წყალბადი და მეორეზე (დადებითი ელექტროდი) _ მცირე რაოდენობით ჟანგბადი. ეს არის ელექტროდებზე მიმდინარე შემდეგი პროცესების შედეგი:
  • ანოდი (ჟანგვა): 4 OH- → O2 + 2 H2O + 4e-
  • კათოდი (აღდგენა) 2 H3O+ + 2e- → H2 + 2 H2O
  • რეაქცია 2 H2O(სითხე) → 2 H2(აირი) + O2(აირი)
  • ტესტი წყალბადის არსებობაზე:: ფეთქებადი აირების ნარევის შემოწმება
  • 2 H2 + O2 → 2 H2O


რეკომენდაციები

  • მოსწავლეები უფრო ადვილად წერენ ელექტროლიზის რეაგენტს და პროდუქტებს, მაგრამ უჭირთ ელექტროდებზე მიმდინარე პროცესების აღწერა და რეაქციის ტოლობით მათი გამოსახვა. ამაში მათ მასწავლებელი უნდა დაეხმაროს, თუმცა არ არის გამორიცხული, ზოგიერთმა მოსწავლემ ამის გაკეთება დამოუკიდებლადაც შეძლოს.

 

უსაფრთხოება

  • შპრიცის ნემსების თავები შეიძლება გადაიჭრას. საჭიროა სიფრთხილე, რომ ამ დროს ნემსი არ დაზიანდეს (არ დაიჭყლიტოს).