Jump to content

Меркурий бьется сердце

Ртутное бьющееся сердце — это электрохимическая окислительно-восстановительная реакция между элементами ртутью , железом и хромом. Реакция заставляет каплю ртути в воде колебаться.

Наблюдаемая реакция демонстрирует эффект неоднородного двойного электрического слоя . [1] [2] Его часто используют в качестве демонстрации в классе.

Эксперимент

[ редактировать ]
Бьющееся сердце Меркурия похоже на бьющееся сердце галлия (показано на видео).

В эксперименте каплю ртути помещают в часовое стекло , погруженное в электролит, такой как серная кислота , который содержит окислитель, такой как перекись водорода , перманганат калия или дихромат калия. Кончик железного гвоздя почти касается ртути. Если положение кончика ногтя правильное, капля ртути начинает колебаться, меняя форму.

Объяснение

[ редактировать ]

Считается, что в одном варианте механизм выглядит следующим образом:

Дихромат окисляет ртуть, образуя слой оксида ртути. При этом дихромат восстанавливается до иона хрома (III). Окисленный слой ртути снижает поверхностное натяжение капли, и капля расплющивается при контакте с железным гвоздем. Затем сульфат ртути окисляет железо до иона железа(II) и в процессе восстанавливается обратно до металлической ртути. Как только на капле ртути не остается оксидного покрытия, поверхностное натяжение увеличивается, капля округляется и теряет контакт с ногтем, готовая начать процесс заново.

Конечная реакция заключается в том, что дихромат окисляет железо. Эта благоприятная реакция вызывает окисление/восстановление ртути и колебания формы. Когда дихромат полностью восстанавливается, реакция прекращается.

Однако здесь могут быть задействованы и другие механизмы. Лин и др. по-видимому, сообщают, что колебания происходят без присутствия окислителя, хотя на ртути, по-видимому, нет окислительного слоя, и колебания намного слабее.

двойной электрический слой Между поверхностью капли ртути и раствором электролита образуется . В состоянии покоя этот слой однороден. При введении железного наконечника начинается окислительно-восстановительная реакция , при которой железо окисляется до иона трехвалентного железа и окислительный реагент расходуется (например, когда перекись водорода вместе с ионами гидроксония восстанавливается до воды). Поскольку окисление происходит только вблизи кончика капли, а процесс восстановления охватывает всю поверхность капли, поверхностное натяжение больше не является однородным; это приводит к наблюдаемым колебаниям. [3]

Хотя эта реакция опосредована изменениями поверхностного натяжения, по механизму она очень похожа на другие химические осцилляторы, такие как реакция Белоусова-Жаботинского , которая имеет несколько промежуточных окислительно-восстановительных реакций, вызванных окислением малата бромом.

Ртутное бьющееся сердце впервые наблюдали в 1800 году Алессандро Вольта и Уильям Генри . Химическое явление в наиболее известной сегодня форме было впервые описано немецким химиком Фридлибом Фердинандом Рунге , первооткрывателем кофеина . [4]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Демири, Сани; Найдоски, Методия; Мирчески, Валентин; Петрушевский Владимир Михайлович; Розенберг, Дэниел (2007). «Ртутное бьющееся сердце: модификации классической демонстрации» . Журнал химического образования . 84 (8): 1292. Бибкод : 2007JChEd..84.1292D . дои : 10.1021/ed084p1292 .
  2. ^ Авнир, Дэвид (1 марта 1989 г.). «Химически индуцированные пульсации границ раздела: ртутное бьющееся сердце». Журнал химического образования . 66 (3). Отделение химического образования Американского химического общества: 211. Бибкод : 1989JChEd..66..211A . дои : 10.1021/ed066p211 . ISSN   0021-9584 .
  3. ^ Шу-Вай Линь; Джоэл Кейзер; Питер А. Рок; Герберт Стеншке (1974). «О механизме колебаний в бьющемся ртутном сердце » . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 71 (11): 4477–4481. Бибкод : 1974PNAS...71.4477L . дои : 10.1073/pnas.71.11.4477 . JSTOR   64221 . ПМК   433909 . ПМИД   16592197 .
  4. ^ Мёлленкамп, Хартвиг; Флинтьер, Болко; Янсен, Уолтер (1994). «200 лет «Пульсирующего сердца Меркурия»︁ по истории и теории увлекательного электрохимического эксперимента» . ЧЕМКОН . 1 (3): 117–125. дои : 10.1002/ckon.19940010303 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 44b28b418bc86d6e3f1a13ca476f4583__1719577800
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/44/83/44b28b418bc86d6e3f1a13ca476f4583.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Mercury beating heart - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)