Для цього досвіду зручніше взяти настільну лампу. Один з її проводів від'єднайте від вилки і подовжите, не забуваючи про хорошій ізоляції.
Візьміть невелику вузьку скляну трубку з тонкими стінками (найпростіше скористатися скляними рейсфедерами з відтягнутими кінцями). Вставити в трубку з двох кінців електроди - проводки діаметром близько 1 мм ; закріпіть їх у трубці ізоляційною стрічкою. Електроди не повинні стикатися, відстань між ними 1-2 мм.
Подовжений провід від лампи приєднайте до одного з електродів, а інший електрод з'єднайте проводом з вільною гніздом вилки і ізолюйте. У вас вийде ланцюг, розімкнена в одній ділянці між електродами. Закріпіть скляну трубку в горизонтальному положенні. Це зовсім просто зробити, якщо дроти жорсткі, з пластмасовою ізоляцією: затисніть провід, і трубка буде на ньому триматися. Підготовка до досвіду закінчена, можна включати вилку в мережу. Лампа, звичайно, горіти не буде.
Піднесіть до трубки, в яку вставлені електроди, запалений сірник. Якщо трубка не з тугоплавкого скла, скло розм'якне і трубка при цьому трохи ослабне. І відразу загориться лампа, незважаючи на те, що ланцюг залишається розімкнутої. Справа в тому, що солі, що входять до складу скла, при нагріванні іонізуються, і скло стає провідником.
Якщо досвід не виходить з-за того, що трубка широка, то замість сірники візьміть свічку або спиртівку. Запалити лампу свічкою - теж ефектний досвід.
А ще можна її запалити за допомогою розплавленої селітри. Закріпіть вертикально пробірку, на дно якої насипано трохи калієвої або натрієвої селітри (нітрату калію або натрію), і опустіть в неї дві мідні дротики. Щоб мідні електроди не стикалися, пропустіть їх крізь пробку. Приєднайте до електродів лампу так само, як у попередньому досвіді. Коли ви включите струм, лампа, природно, не загориться: тверда селітра струм не проводить.
Нагрійте селітру до плавлення з допомогою таблеток сухого пального - лампа спалахне. Іони, що складали кристалічну решітку солі, набувають рухливість, і коло замикається. Лампа буде горіти і після того, як ви приберете полум'я: у розплаву селітри високий електричний опір, і те тепло, яке виділяється при проходженні струму, підтримує селітру в розплавленому стані.
Подібним чином можна поставити досвід не з розплавом, а з розчином, наприклад, куховарської солі. Електроди в цьому випадку краще взяти графітові. Занурте їх спочатку просто в банку з водою, а потім невеликими порціями додавайте сіль, і лампа буде розгорається все яскравіше.
Між іншим, таким способом зручно перевіряти електропровідність розчинів. Перевірте, наприклад, як проводять струм розчини соди, цукру і оцтової кислоти різної концентрації.
І ще один, не цілком звичайний досвід з електричною лампочкою, але не з великої, а від кишенькового ліхтаря. Зміцніть її у смужці жерсті, зігнутої під прямим кутом, і вставити в смужку невеликий хімічний склянку так, щоб скляний балон лампочки опинився всередині склянки і був звернений до його дна. Підключіть лампочку до батарейці: виступ на цоколі, самий крайній його ділянку з'єднайте з негативним полюсом, а смужки жерсті - з позитивним. Зверніть увагу: припаювати провідники не можна, тому що під час досвіду припій може розплавитися. Треба придумати механічний контакт або ж використовувати патрон від старого кишенькового ліхтаря.
До початку досвіду вийміть лампу зі склянки і насипте в нього нітрат натрію (нітрат калію в цьому випадку не годиться; чому - стане зрозуміло пізніше). Поставте склянку на азбестову сітку або металеву пластинку і нагрійте його на полум'ї газового пальника або спиртівки; сухий спирт не дуже зручний, так як важко регулювати температуру розплаву. Селітра плавиться при 309°С, а при 390°С вже розкладається; ось у такому інтервалі і доведеться підтримувати температуру. Для цього або змінюйте розмір полум'я, або відстань до склянки. Стежте, щоб розплав не застигав, навіть з поверхні.
У розплавлену селітру обережно опустіть лампочку. Велика частина скляного балона повинна бути занурена в розплав, але стежте за тим, щоб верхня частина цоколя, до якої припаяний провідник, не стикнулася з селітрою - відбудеться коротке замикання. Запалену лампочку потримайте в селітрі-близько години, потім вимкніть струм, загасіть вогонь і акуратно доставте лампочку. Коли вона охолоне, промийте її водою, і ви побачите, що лампочка зсередини покрита дзеркальним шаром!
Ми вже говорили, що при нагріванні заряджені частинки у склі набувають рухливість (тому і засвітилась лампа, коли трубку нагрівали сірником). Головні дійові особи-іони натрію: вже при температурі вище 300°С вони стають досить рухливими. Саме скло залишається при цьому абсолютно твердим.
Коли ви завантажили включену лампочку в розплав селітри, скло, з якого зроблений балончик, виявилося в електричному полі: спіраль - негативний полюс, розплав, який стикається з смужкою жерсті,- позитивний. Рухливі іони натрію почали рухатися в склі в бік катода, тобто у напрямку до спіралі. Іншими словами, вони переміщалися до внутрішньої стінки балона.
Значить, дзеркальний наліт зсередини натрієвий? Так. Але як же іони перетворилися на метал?
Розпечені метали (у тому числі і ті, з яких виготовлена спіраль) випускають електрони. Від спіралі вони потрапили на внутрішню поверхню скла і з'єдналися там з іонами натрію. Так утворився металевий натрій.
Але чому для досвіду не годиться калієва селітра? Адже нітрат начебто і не бере участь в процесі... Ні, бере участь. Коли іон натрію став нейтральним атомом, в склі залишилася негативно заряджена іонна дірка. Тут і потрібна натрієва селітра: з її розплаву під дією електричного поля в скло проникають іони натрію і заповнюють дірки. А іони калію приблизно в півтора рази більше іонів натрію, вони не зможуть увійти в скло. У калієвої селітрі лампа просто трісне.
Такий незвичайний електроліз через скло іноді застосовують на практиці, щоб отримати шар дуже чистого натрію, або, більш суворо, - спектрально чистого.
О. Ольгин. "Досліди без вибухів"
М., "Хімія", 1986
