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EXPERIENCIAS ENTRETENIDAS EN CASA
Guardia química. experimentos químicos
Experiencias divertidas en casa / experimentos de quimica para niños Llamamos a este experimento un vigilante químico, y su nombre más estricto es un sensor quimiotrón. La quimiotrónica es una nueva rama de la ciencia, surgió en la intersección de la electrónica y la química. A diferencia de la electrónica, estudia los procesos en un líquido donde se mueven los iones. Dado que los iones son mucho más pesados que los electrones, los procesos quimiotrónicos son más lentos. Pero la velocidad no siempre es lo más importante. Los dispositivos quimiotrónicos son muy confiables, ya están encontrando muchas aplicaciones. Por supuesto, los dispositivos quimiotrónicos reales son complejos. Y, sin embargo, puede hacer un modelo de uno de esos dispositivos: un sensor. En primer lugar, es curioso ver cómo funcionan los quimiotrones. Y además, seguro que este sensor te servirá de mucho. Primero, haz un cuerpo cilíndrico. Sería mejor tallarlo en plexiglás en un torno, pero esto no es necesario; el cuerpo también se puede pegar a partir de placas de plexiglás separadas, en cuyo caso será rectangular. El diámetro aproximado de la caja redonda es de 40 mm y la altura es de unos 20 mm. Se deben mecanizar dos cavidades de unos 5 mm de profundidad y 30 mm de diámetro desde los extremos del cilindro, de modo que quede un puente de paredes gruesas entre ellas. Directamente debajo del puente, taladre un orificio horizontal con un diámetro de 2-3 mm para verter electrolito y levante un tapón apretado en este orificio. Luego, en el lado opuesto de la caja, perfore tres orificios más para los electrodos, uno debajo del otro, con un diámetro ligeramente superior a un milímetro. El electrodo central debe estar en el puente, el superior y el inferior, en las cavidades correspondientes. Como electrodos, tome un lápiz óptico grueso para lápices de pinza. Aquellos lugares donde las pizarras salen del cuerpo deben sellarse con algún tipo de pegamento. Cuando el pegamento se seque, perfore verticalmente un orificio pasante muy delgado con un diámetro de no más de 0,5 mm en el puente. Al elegir un lugar para ello, tenga en cuenta que este orificio debe pasar por el electrodo de plomo central. El dispositivo está casi listo. Solo queda pegarlo desde arriba y desde abajo a lo largo de una delgada membrana de ese æe plexiglás, solo de un pequeño espesor (0,3-0,5 mm). Pegue solo la membrana inferior por ahora. Ahora sobre el electrolito. Disuelva 20-30 g de yoduro de potasio en medio vaso de agua y luego, calentando ligeramente la solución, agregue aproximadamente 1 g de yodo. A través de la abertura lateral más ancha, vierta este electrolito en el sensor, en la cavidad inferior, asegurándose de que no queden burbujas de aire. La forma más fácil de realizar esta operación es con una jeringa médica. Cuando la cavidad superior también esté llena, pegue la segunda membrana y finalmente selle la caja insertando un tapón preparado previamente en la entrada y llenándolo cuidadosamente con pegamento. El sensor quimiotrónico será alimentado por una batería de linterna. Conecte los electrodos superior e inferior ubicados en la cavidad al polo positivo de la batería, el del medio al negativo. Es deseable incluir un reóstato en el circuito, así como un voltímetro y un microamperímetro que, como ya saben, se pueden reemplazar con un probador. Con un reóstato (o resistencias), establezca el voltaje en aproximadamente 0,8-0,9 V. Un microamperímetro conectado al circuito del electrodo central mostrará una corriente de 200-300 μA. Dejar la cadena cerrada de diez a quince horas. La corriente caerá gradualmente a 10-20 µA, que es lo que se requiere. El sensor ya está listo para su uso. Para comprobar su funcionamiento, lo más sencillo es soplar sobre una de las membranas o tocarla con la punta de una aguja. En el mismo instante, la aguja del microamperímetro se desviará bruscamente hacia la derecha. Para el ojo, el movimiento de la membrana es imperceptible, pero el sensor reaccionó inmediatamente. Vamos a explicar por qué sucede esto. La intensidad de la corriente depende de la cantidad de yodo que haya cerca del electrodo de cátodo negativo. Bajo la acción de una corriente continua, se restaura la vaina en el cátodo, aceptando electrones, y en el ánodo se forma nuevamente a partir de iones. Por lo tanto, el yodo es, por así decirlo, bombeado gradualmente desde el cátodo al ánodo. Después de cargar el sensor, la corriente cae gradualmente, porque cada vez queda menos yodo en el electrodo negativo. Pero tan pronto como usted ligeramente, incluso con un toque débil, movió la membrana, una porción adicional, aunque muy pequeña, de moléculas de yodo ingresa al cátodo; el sensor reacciona instantáneamente a esto: la corriente aumenta. Tales dispositivos quimiotrónicos son extremadamente sensibles; cuidadosamente elaborados, a veces pueden reaccionar literalmente a unas pocas moléculas. Su sensibilidad se usa en la práctica, cuando la señal es débil y difícil de registrar de otras maneras. Dichos dispositivos quimiotrónicos se utilizan, por ejemplo, en investigación médica, en tecnología, para contar piezas pequeñas que se mueven en un transportador. ¿Es posible usar de alguna manera un sensor de este tipo en casa o en la escuela? Por supuesto que puede. ¿Por qué no convertirlo en un dispositivo que te avise cuando llegue un invitado? Para ello, basta con colocar el sensor en la puerta del apartamento, y este responderá en cuanto el huésped toque la puerta. Pero, por supuesto, uno de esos sensores, por sí solo, no es muy conveniente para este propósito: debe mirar el microamperímetro todo el tiempo y esperar hasta que su flecha se desvíe. Sin embargo, se puede adaptar un sistema de alarma al sensor: una campana o una lámpara eléctrica. Cómo hacer esto: descúbralo usted mismo o consulte a un profesor de física. Por cierto, un "vigilante" quimiotrónico de este tipo puede usarse para proteger objetos importantes, como bancos. Por supuesto, en este caso, el sensor no es de ninguna manera hospitalario: advierte del peligro. Autor: Olgin O.M.
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