EXPERIENCIAS ENTRETENIDAS EN CASA
El rayo golpeó el cristal. experimentos quimicos Experiencias divertidas en casa / experimentos de quimica para niños Preparemos un semiconductor. Ya lo lograste una vez experiencia, cuando convertiste una cuchara de aluminio en un rectificador de corriente. Ahora la experiencia no es menos interesante y con explicaciones teóricas. Es mejor hacerlo en un club de química o en el laboratorio de la escuela, y no porque el experimento sea peligroso: lo más probable es que no tengas las sustancias necesarias en casa. Primero: experiencia preliminar. Prepare una solución de nitrato o acetato de plomo y pase sulfuro de hidrógeno a través de ella (¡trabaje bajo corriente!). Seque el sulfuro de plomo PbS precipitado y compruebe cómo conduce la electricidad. Resulta que este es el aislante más común. Entonces, ¿qué tienen que ver los semiconductores con esto? No nos apresuremos a sacar conclusiones, pero llevemos a cabo el siguiente experimento básico. Para ello tendrás que preparar cantidades iguales, digamos 15 ml cada una, de una solución al 3% de tiocarbamida NH.2C(S)NH2 y solución de acetato de plomo al 6%. Vierta ambas soluciones en un vaso pequeño. Con unas pinzas, introduzca una placa de vidrio en la solución y sosténgala verticalmente (o asegúrela en esta posición). Con guantes de goma, vierta una solución concentrada de lejía en el vaso casi hasta arriba (¡con cuidado!) y revuelva con mucho cuidado con una varilla de vidrio, tratando de no tocar el plato con ella. Calentar un poco la solución hasta que aparezca vapor; Continúe revolviendo. Después de unos diez minutos, retire con cuidado la placa de vidrio, lávela con agua corriente y séquela. Y en este caso, tenemos sulfuro de plomo. Entonces, ¿cuál es la diferencia? En el segundo experimento, la reacción avanza lentamente y el precipitado no se forma inmediatamente. Si observó la solución, notó que al principio se volvió turbia y casi como leche, y solo luego se oscureció: estos compuestos intermedios, al descomponerse, formaron sulfuro de plomo negro. Y se deposita sobre el vidrio en forma de una fina película negra, que consta de cristales muy pequeños que sólo son visibles al microscopio. Por lo tanto, la película parece muy suave, casi como un espejo. Conecte dos contactos eléctricos a la película y pase corriente. Si en el experimento anterior el sulfuro de plomo se comportaba como un dieléctrico, ¡ahora conduce corriente! Conecte un amperímetro al circuito, mida la corriente y calcule la resistencia: será mayor que la de los metales, pero no tan grande como para obstaculizar el paso de la corriente. Acerque mucho la lámpara encendida al plato y vuelva a encender la corriente. Inmediatamente descubrirá que la resistencia del sulfuro de plomo ha disminuido drásticamente. La película negra se comportará aproximadamente de la misma manera si simplemente se calienta. Pero si la conductividad aumenta con la luz y el calentamiento, ¡entonces estamos ante un semiconductor! ¿Por qué el sulfuro de plomo tiene esta propiedad? Escribimos su fórmula como PbS, pero la verdadera composición de los cristales de esta sustancia no se corresponde con ella. Algunos compuestos, incluido el sulfuro de plomo, no obedecen la ley de composición constante. Y todos son semiconductores. (Lo mismo, por cierto, también se aplica al óxido de aluminio, que rectifica la corriente alterna). En un cristal de PbS, el orden de disposición de las partículas debería, al parecer, repetirse estrictamente. Pero a menudo, debido al hecho de que las concentraciones de las soluciones de las que se obtienen los cristales fluctúan, el orden se altera. Se siente la influencia de la temperatura y otras causas externas. Sin embargo, en un cristal real la proporción de átomos de azufre y plomo no es exactamente 1:1. Las desviaciones de esta relación son muy pequeñas, sólo alrededor de 0,0005. Pero esto es suficiente para que las propiedades cambien significativamente. Los átomos de plomo y azufre están conectados en un cristal por dos electrones: el plomo los cede al azufre. Bueno, ¿cuándo se rompe la proporción 1:1? Si no hay ningún átomo de azufre al lado del átomo de plomo, los electrones estarán libres y servirán como portadores de corriente. Y estos casos no son tan pocos como podría parecer. Por supuesto, la proporción de 1,0005:1 es casi igual a la unidad, pero si recuerdas cuántos átomos hay en un cristal, entonces esta pequeña diferencia ya no te parecerá tan trivial. La composición del sulfuro de plomo se puede ajustar. Esto es necesario para cambiar su conductividad. Cuando hay más átomos de azufre en el cristal, la conductividad disminuye, y cuando hay menos, se forman más electrones libres y la conductividad aumenta. En resumen, cambiando la proporción de átomos de azufre y plomo, se puede obtener la conductividad requerida. Este experimento no es fácil de realizar; Si no se atreve a realizar un experimento, créame que funcionará. Tome un tubo de cuarzo y coloque un bote de sulfuro de plomo en el cielo. Por otro lado, introduce el mismo bote con plomo en el tubo y calienta mucho el tubo para que el plomo comience a evaporarse. En este caso, el sulfuro absorberá vapores, se enriquecerá con plomo y su conductividad eléctrica aumentará significativamente. Sólo queda responder a la pregunta de por qué el sulfuro de plomo es tan sensible a la luz. Los cuantos de luz imparten energía a los electrones y, en cada caso concreto, los rayos con una determinada longitud de onda son los más eficaces. En el caso del sulfuro de plomo, se trata de radiación térmica infrarroja. Por eso te aconsejamos acercar la lámpara a la película. Por cierto, en los receptores de radiación infrarroja se suele utilizar un excelente semiconductor: el sulfuro de plomo. Autor: Olgin O.M. Recomendamos experimentos interesantes en física: ▪ Electrificación de pompas de jabón Recomendamos experimentos interesantes en química: ▪ El almidón pierde su color bajo la acción del sulfito de sodio y la sosa. Ver otros artículos sección Experiencias divertidas en casa. Lee y escribe útil comentarios sobre este artículo. Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica: Máquina para aclarar flores en jardines.
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