Vyskúšal som veľmi jednoduchý experiment. Reakcia prebiehala samovoľne, bez pridávania elektrickej energie ako je tomu pri galvanickom pomeďovaní. Do skúmavky som pripravil roztok modrej skalice a vody a vhodil som do vnútra obyčajný klinec. Po niekoľkých dňoch som klinec vybral a pol pomeďený pomerne hrubou vrstvou.

Modrá skalica CuSO₄ sa vo vode rozkladá na katión Cu²⁺ a anión SO₄^2-. Katión medi je je priťahovaný klincom, od ktorého prijíme 2 elektróny a na jeho povrchu sa usadzuje ako atomárna meď.

Modrá skalica.

Pomedený klinec. Spodok som zoškrabal, aby ste videli rozdiel.

Hydroxid sodný (NaOH) je chemická zlúčenina, ktorá sa v priemysle často používa. Dá sa kúpiť aj v predajniach farby laky, tak som si trochu kúpil a pripravil zopár zaujímavých experimentov.

!!!Pozor Hydroxid sodný je silná žieravina!!!

Tak, ako vidieť z chemickej značky (NaOH), hydroxid sodný je zlúčenina Sodíka (Na) a hydroxidovej zložky (OH). Predáva sa vo forme granuliek v dobre utesnenej umelohmotnej flaške.

Granulky hydroxidu sodného na tanieri.

Ak necháte hydroxid sodný na vzduchu, okamžite začne zo svojho okolia nasávať vzdušnú vlhkosť a bude reagovať aj s oxidom uhličitým (CO₂). Oxid uhličitý, ktorý vydychujeme je vo veľkej koncentrácii pre človeka smrteľne jedovatý a preto sa v kozmických lodiach a na ponorkách v minulosti redukoval hydroxidom sodným. Vzniká pri tom uhličitan sodný a voda a NaOH + CO₂ -> Na₂CO₃ + H₂O

Hydroxid sodný po niekoľkých hodinách na voľnom vzduchu.

Zaujímavá je aj reakcia, ktorá nastáva keď nasypete granulky hydroxidu sodného do vody. Voda sa okamžite začne zahrievať a podľa množstva hydroxidu sodného dosahuje neskutočne vysokú teplotu.

Tento umelohmotný pohár sa po zmiešaní hydroxidu sodného s vodou zohrial tak, že sa nedal udržat v ruke.

Pre mňa bola najzaujímavejšou reakcia hydroxidu sodného s hliníkom. 6NaOH + 2Al -> 3H₂ + 2Na₃AlO₃. Vzniká pri to hlinitan sodný, ale čo je zaujímavejšie vzniká aj vodík. Pokúšal som sa už vyrobiť vodík z kyseliny chlorovodíkovej, ale plynný chlorovodík, ktorý sa pri tom uvolňoval bol veľmi nepríjemný a jedovatý, takže to nedopadlo veľmi dobre.

!!! Pozor vodík je vo vzduchu výbušný, stačí malá nepozornosť!!!

Pripravil som si testovaciu aparatúru so skúmavkou a balónom, ktorý som chcel naplniť vodíkom. Naplnenie balóna vodíkom sa dá dokázať veľmi jednoducho, balón bude lietať . Ako vidno na obrázku, experiment v testovacej aparatúre sa vydaril, jediná nevýhoda bola, že to trvalo pomerne dlho a objem skúmavky nebol dostatočný na nafúkanie celého balóna.

Test výroby a plnenia balóna vodíkom.

 Trochu pozmenená aparatúra pre zvýšenie množstva produkovaného vodíka.

Pozrite si to na videu, je to názornejšie.

Piezo efekt pozná asi každý z Vás. Ako malí chlapci sme búchali o seba dva kremenné kameňe, pričom sa vytvárali iskry a charakteristická vôňa. Vtedy som nerozumel mechanizmu, prečo tie iskry vznikajú, bolo ale dôležité, že to fungovalo. A fungovalo to len s kremennými kameňmi, s inými ani za nič.

Dva malé kremenné kameňe. Keď ich o seba buchnete vznikne iskra. Najlepšie to funguje keď ich buchnete šikmo.

Nafotené iskry v tme. Nie je to úplne zaostrené, ale vidno ich.

Tento efekt sa dosahuje tlakom na kryštály kremeňa. Tlak spôsobí posunutie atómov v kryštáli, pričom sa poruší nábojová rovnováha a vznikne napätie. Toto napätie má niekoľko tisíc voltov a zapríčinuje vznik iskrenia. Piezoe efekt dokážete vytvoriť aj na iných kryštáloch, napríklad na kryštáloch cukru.

Nasypte si do skleného pohára cukor a malou lyžičkou tlakom šúchajte kryštáliky cukru o stenu pohára. Bude vznikať iskrenie, ale dokážete ho vidieť len v úplnej tme, keď si vaše oči na tmu privyknú.

!!! Pozor pri tomto experimente potrebujete zváračskú ochrannú prilbu, inak možete prísť o zrak. Nezamieňajte si slnečné okuliare so zváračskou prilbou, slnečné okuliare váš zrak pri tomto experimente neochránia !!!

  Keď už som sa poslednú dobu zaoberal vysokým napätím a prierazmi elektrických iskier vo vzduchu, úplne prirodzene prišlo k tomu, že som vytvoril elektrický oblúk. Na tomto experimente chcem aj poukázať na otázky, ktoré mi neustále chodia ohľadne vzdialenosti, na ktorú dokáže iskra preskočiť pri určitom napätí.

  Experiment je veľmi jednoduchý. Potrebujete napätie len 30V, viac neodporúčam, napätie 30V stačí a navyše je ešte stále pomerne bezpečné. Zdroj napätia musí vedieť dodávať prúd zhruba 1-2A. Elektrický oblúk vytvoríte medzi dvomi uhlíkovými elektródami (uhlíková tuha). Teplota elektrického oblúka dosahuje 3000 °C.

  Uhlíkové elektródy napojíte priamo na zdroj elektrického prúdu, jednu elektródu na záporný pól a druhú na kladný pól zdroja. Keď elektródy k sebe priblížite tak, že sa dotknú, preskočí medzi nimi iskra, ktorá jonizuje vzduch. 

  Jonizácia vzduchu znamená, že sa z molekúl vzduchu odtrhne záporný elektrón, ktorý potom letí ku kladnej elektróde a na svojej ceste naráža do ďalších molekúl, z ktorých vyráža ďaľšie elektróny. Spôsobí sa tým lavínový efekt, ktorý vytvorí vodivý kanál medzi kladnou a zápornou elektródou.

  To umožní ďalší preskok iskier na vačšiu vzdialenosť. V pomerne krátkom čase sa elektródy na koncoch rozžeravia, čo umožní ešte jednoduchší tok elektrického prúdu vzduchom medzi elektródami.

Začiatočná fáza po dotyku elektród. Začína medzi nimi tiecť elektrický prúd vo vzduchu.

Po pár stotinách sekundy je už tok elektrického prúdu značný a na väčšiu vzdialenosť. 

Teplota elektrického oblúku je niekde okolo 3000 °C, ale nemal som to ako zmerať, takže je to len teoretická informácia.

Tesne po rozpojení elektrického oblúka sú konce elektród poriadne žeravé.

Video demonštrujúce celý priebeh vzniku a zániku elektrického oblúku.

Záver:

1. Elektrická iskra preskočí medzi zápornou a kladnou elektródou na vzdialenosť úmernú napätiu. Čím je napätie väčšie, tým na väčšiu vzdialenosť dokáže iskra preskočiť.

2. Vzdialenosť na ktorú dokáže iskra preskočiť závisí aj od vlhkosti, teploty a tlaku vzduchu a taktiež od prevedenia elektród.

3. Ak už iskra preskočila, vytvorila jonizovaný kanál medzi elektródami. Cez tento kanál dokáže tiecť elektrický prúd aj pri rádovo nižšom napätí a aj na výrazne väčšiu vzdialenosť.