Coducibilità dell`acqua

CONDUCIBILITÀ DELL’ACQUA
1° STADIO : l’acqua è conduttrice ?
Obiettivo:
attraverso l’approccio fenomenologico il bambino impara che l’acqua può essere conduttrice,
ovvero consente il passaggio della corrente elettrica.
Si introducono in modo semplice i concetti di carica elettrica e conduzione elettrica.
Procedimento :
Si preparano una serie di becher, acqua distillata, sale, zucchero, acido cloridrico (acido
muriatico), idrossido di sodio (Niagara), delle mine di grafite, oggetti vari (una gomma, piatti
di plastica, ecc.), coppie di elettrodi (potrebbero essere anche due laminette di alluminio) fili
per i collegamenti, pile da 4,5 volt (anche da 9 volt), piccole lampadine (da pochi volt).
™ Si prepara il circuito collegando gli elettrodi alla pila ed inserendo in serie la
lampadinetta.
™ Si chiude il circuito utilizzando prima una penna di plastica, una gomma, un piatto di
plastica.... e si osserva che la lampadina non si accende. Si prova poi con una barretta
di grafite presa da una matita, la lampadina si accenderà.
™ A questo punto si può spiegare agli alunni la differenza tra materiali conduttori e
materiali isolanti, accennando anche al significato di corrente elettrica. Provate ad
esempio a far disegnare ai bambini come immaginano gli elettroni che si muovono tra gli
ioni del reticolo.
™ Si può quindi provare a vedere se l’acqua è isolante o conduttrice: si versa dentro il
primo becher acqua distillata e si inseriscono gli elettrodi collegati alla pila ed alla
lampadina, la lampadina non si accende.
™ si prova poi con acqua distillata e si aggiungono quantità crescenti di sale da cucina, la
lampadina si accende e la sua luminosità aumenta al crescere della quantità di sale
disciolto.
™ Si prova ancora con acqua e zucchero: non accade nulla
™ si prova con l’acido cloridrico e con l’idrossido di sodio, la lampadina si accende.
™ Si classificano (riportandole in una tabella) le sostanze che fanno diventare conduttrice
l’acqua e quelle che non la fanno condurre: le prime sono acidi, sali e basi, le seconde
sono sostanze organiche (contenenti carbonio)
™ si spiega allora il fenomeno della dissociazione elettrolitica, (ad esempio inventando
una storia di amicizia tra ione sodio e ione cloro, un’amicizia interrotta dalla presenza
della molecola di acqua, la storia però finisce bene perché il sodio ed il cloro anche se,
separati, vanno per strade diverse continuano a volersi bene e insieme provocano
l’accensione della lampadina, i bambini potrebbero disegnare la storia.)
™ Alla fine i bambini dovrebbero avere chiari alcuni concetti fondamentali:
1. In natura esistono sostanze conduttrici che fanno circolare la corrente elettrica e altre
isolanti che non la fanno circolare.
2. La corrente elettrica è trasportata da cariche elettriche che nei solidi sono gli elettroni.
3. L’acqua è isolante ma se in essa sciogliamo un sale, un acido o una base essa diventa
conduttrice. Il passaggio di corrente è merito degli ioni, atomi privi di un elettrone o con
un elettrone in più.
A questo punto è bene dare agli alunni informazioni sulla sicurezza quando utilizziamo
apparecchi elettrici, perché l’acqua del rubinetto è conduttrice in quanto in essa sono
disciolti diversi sali.
MISURIAMO IL NOSTRO POTENZIALE
Anche il corpo umano ha un potenziale e possiamo verificarlo in modo semplice.
Prepariamo una lastra di rame ed una di zinco abbastanza grandi da poterci appoggiare le
mani, colleghiamo le lastre ad un multimetro da laboratorio.
Chiediamo agli alunni di appoggiare le mani sulle due lastre: il multimetro segnerà una
piccola differenza di potenziale, soprattutto se le mani sono un po’ sudate.
Se vogliamo aumentare l’effetto bagniamo le mani con acqua salata, che sappiamo già essere
conduttrice, vedremo aumentare la tensione misurata dal multimetro.
I bambini si divertiranno a gareggiare a chi fa segnare una tensione più alta e impareranno a
leggere lo strumento di misura.
LAMPADA A SOFFIO
Costruiamo un circuito costituito da una lampadina da 25 watt privata del bulbo di vetro
collegata ad una lampadinetta e alimentata da una pila da 9 volt.
La lampadinetta in condizioni normali non si accende, se però soffiamo sul filamento della
lampada, la lampadinetta si accenderà.
Possiamo utilizzare questo semplice esperimento per spiegare agli alunni la dipendenza della
corrente dalla temperatura:
soffiando sul filamento se ne abbassa la temperatura, rendendo più facile il passaggio degli
elettroni e quindi aumentando l’intensità di corrente che farà accendere la lampadina.
POLARIZZAZIONE DELL’ACQUA
Utilizziamo un tubo sottile da cui far fluire un sottile getto d’acqua. Strofinando con un panno
una bacchetta di plastica (potrebbe essere anche un pettine), questa si elettrizza e, avvicinata
al filo d’acqua lo attira facendogli fare una bella curva.
Possiamo spiegare il fenomeno partendo dalla molecola dell’acqua:
la molecola d’acqua è costituita da una parte (parzialmente) positiva, l’idrogeno, e da una
(parzialmente) negativa, l’ossigeno. Quando si avvicina la bacchetta elettrizzata positivamente
questa attira la parte negativa delle molecole d’acqua e respinge quella negativa.
2° STADIO Scuola media
Per gli alunni più grandi si può già approfondire i concetti di conduzione elettrica,
introducendo ad esempio le leggi di Ohm e verificandole: si può costruire un piccolo circuito
in cui si fa variare la lunghezza e la sezione del conduttore e con un multimetro si può
determinare il rapporto tra tensione e intensità di corrente.
Un’altra prova che si può fare è quella di costruire una pila utilizzando un limone o un
pomodoro e due elettrodi collegati ad un multimetro.