مسیرهای رنگی
بعد از کشف الکتریسیته ساکن و نیز جریان الکتریکی که از درون سیم ( جامد ) می گذرذ ؛برای دانشمندان این سوال پیش آمده بود که آیا جریان الکتریسیته از محلول نیز عبور می کند ؟
مایکل فارادی دانشمند معروف انگلیسی با عبور جریان الکتریسیته از محلول یک ترکیب شیمیایی فلز دار ( ترکیب یونی که کاتیون آن از فلز تشکیل شده است ) به وقوع یک واکنش شیمیایی پی برد . واکنشی که به ان الکترولیز یا برقکافت می گویند . واکنشی که در ان جریان الکتریسیته باعث شکسته شدن(کافتن ) پیوند بین ذره های ترکیب فلز دار می شد .برای توجیه پدیده برقکافت ذره بنیادی به نام الکترون معرفی شد .
جوزف تامسون نیز به پیروی از مایکل فارادی عبور جریان الکتریسیته از هوا و خلاء را بررسی کرد و لوله پرتو کاتدی را ساخت . تمام این آزمایش ها منجر به شناخت ویژگی های الکترون شد .
اما به آزمایش برقکافت یا الکترولیز برگردیم . درون سیم حرکت مستقل الکترون ها باعث جریان الکتریسیته می شود اما درون محلول ها دیگر الکترون ها نمی توانند به صورت مستقل حرکت کنند بلکه جابجایی الکترون ها به صورت غیر مستقیم توسط یون های درون محلول انجام می شود. الکترون ها از منبع تولید الکترون ( قطب منفی باطری ) به حرکت درمی آیند و در طول سیم به صورت مستقل جابجا می شوند تا به الکترود منفی قرار داده شده درون محلول می رسند . از این به بعد دیگر الکترون ها نمی توانند به صورت مستقل حرکت کنند . شبیه اسبی تیزرو که در بیابان به تاخت امده اما با رسیدن به یک جوی آب از رفتن باز می ایستد .
در این هنگام یون ها وارد عمل می شوند : یون مثبت یا همان کاتیون به سمت الکترود منفی رفته و الکترون منتظر بر روی الکترود را به سمت خود جذب می کند ؛همچون پدری مهربان و تنومند که درون رودخانه ای ایستاده و فرزند خردسالش را که کنار رودخانه ایستاده است در آغوش می گیرد .به این ترتیب محلول یک الکترون از مدار تحویل می گیرد .
اما محلول -هم چون شخصی که در صدد جبران کار نیک کسی برآید- در صدد برمی آید تا الکترون تحویل گرفته از مدار را جبران کند ؛ به همین دلیل یون های منفی موجود در محلول ( آنیون ها ) به سمت قطب مثبت می روند و به مدار یک الکترون تحویل می دهند تا الکترون تحول گرفته شده از مدار جبران شود ؛ یعنی یک الکترون از مدار در الکترود منفی تحویل گرفته می شود و یک الکترون در الکترود مثبت به مدار تحویل داده می شود و این یعنی جابجایی غیر مستقیم الکترون درون محلول
به این ترتیب جریان برق باعث جابجایی یون ها می شود : یون های مثبت به سمت الکترود منفی می روند بنابراین الکترود منفی دوستدار کاتیون است و به همین علت کاتد نامیده می شود ؛ یون های منفی نیز به سمت الکترود مثبت می روند بنابراین الکترود مثبت دوستدار آنیون است و به همین سبب آند نامیده می شود .
و به این شکل جریان برق باعث جدا شدن یا همان کافتن یون ها شده است بنابراین این پدیده برقکافت نامیده می شود .
در هنگام جدا شدن و حرکت یون ها هر یون می تواند رنگ ویژه خود را به نمایش بگذارد
در آزمایش مورد بررسی با عبور جریان الکتریسیته از محلول سبز رنگ مس کرومات یون های مس به سمت الکترود منفی و یون های کرومات به سمت الکترود مثبت حرکت می کنند . با جدا شدن این یون ها از هم هر یون رنگ ویژه خود را به نمایش می گذارد : یون های مس باعث تشکیل نوار و مسیر آبی رنگ و یون های کرومات باعث تشکیل نوار و مسیر نارنجی رنگ بر روی کاغذ صافی می شوند.
اگر به جای محلول مس (II) کرومات از محلول ید در الکل استفاده می شد ، مسیرهای رنگی تشکیل نمی شد زیرا انحلال ید در الکل مولکولی است بنابراین یونی تشکیل نمی شود که به سمت الکترودها حرکت کند.
در این فیلم عبور جریان الکتریسیته از طریق پل نمکی مس کرومات امونیاکی نشان داده شده است
اگر نمک مس (II) کرومات سبز رنگ در آزمایشگاه موجود نباشد، نمک مس (II) سولفات و پتاسیم کرومات را در آب به نسبت مولی 4 به 1 حل نمایید پس از حدود نیم ساعت محلول سبز رنگ مورد نظر تهیه می شود.
سهیل