Jak vyrobit kyslík a vodík z molekul vody elektrolýzou

Obsah

• stupně
• Část 1 Příprava elektrolýzy vody
• Část 2 Zahajte elektrolýzu vody

V tomto článku: Příprava elektrolýzy vodyInženýrská elektrolýza vody9 Reference

Operace získávání z vody (H₂O) vodíku a kyslíku pomocí elektrického proudu se nazývá elektrolýza. Tuto zkušenost s oddělením plynů lze provést doma s malým sofistikovaným vybavením. Mohou je namontovat a řídit děti pod dohledem dospělého. Neočekávejte však, že zachráníte planetu kyslíkem uvolňovaným do vzduchu a vodíku produkovaného jako palivo: množství produkovaná jako součást tohoto experimentu jsou malá, ale účinek je stále velkolepý a editující, poučný.

stupně

Část 1 Příprava elektrolýzy vody

1. 
   

   
   Nalijte 350 ml teplé vody do vhodné nádoby. Voda se nemusí dostat na vrchol, takže vezměte nádobu, nejlépe sklenici, větší (například 500 ml). Experiment bude fungovat lépe s horkou vodou, ale také studená voda.
   • Pokud jde o použitou vodu, můžete si vzít vodu z vodovodu i balenou vodu.
   • Horká voda má poměrně nízkou viskozitu, takže ionty nesoucí náboje mohou snadněji cirkulovat, aniž by byly příliš pomalé.

2. 
   

   
   Nalijte do vody lžíci (17 g) soli. Nalijte postupně za míchání lžičkou tak, aby směs byla dobře homogenní. Získáte elektrolytický solný roztok (tj. Nabitý kladnými a zápornými ionty).
   • Chlorid sodný (ve skutečnosti stolní sůl) je dobrý elektrolyt, to znamená, že zlepší vodivost vaší vody, chemická reakce bude lepší.
   • Proud, který bude vycházet z baterie, bude cirkulovat s menším odporem mezi dvěma póly, kterými budou elektrolytické tyče. Budete mít lepší uvolňování plynu.

3. 
   

   
   
   
   Vystřihněte oba konce tužky. Cílem je mít na každé straně tužky kousek grafitu, na který budete moci upevnit krokodýlový klip, aniž byste jej rozbili, vodivý. Použijte jednoduchý ořezávátko, abyste vyčistili kus mého.
   • Obě grafitové doly budou ve skutečnosti sloužit jako elektrody pro experiment, právě skrze ně bude proud generovaný baterií obíhat.
   • Grafit je vodotěsný a během experimentu se nerozbije, dokonce můžete kreslit pastelkami (po zaschnutí).

4. 
   

   
   Vystřihněte obdélník v tvrdé krabici. Můžete si vzít například krabici na boty nebo jinou silnou krabici. Řezejte jej dostatečně široký a dostatečně dlouhý, aby se vešel na kontejner. Jak budete dělat dva otvory pro průchod tužky, ujistěte se, že karton dostatečně silný, aby si stále zachoval tuhost.
   • Karton je tu jen proto, aby držel tužky v dané poloze, a to, že tužky musí být částečně ve vodě a pryč od stěn nádoby.
   • Karton není vodivý, takže bude ležet bez jakýchkoli obtíží na horní straně kontejneru: nebude rušit zážitek.

5. 
   

   
   
   
   Vytvořte dvě díry pro tužky. Tyto otvory by neměly být příliš široké, protože tužky budou drženy lepenkou. Nejlepší je udělat malý zářez řezačkou a přetáhnout tužkou síly. Zkuste to udělat najednou, jinak bude díra příliš široká a tužka nebude držet. Jakmile jsou tužky stisknuty na stejné úrovni, neměly by se navzájem dotýkat ani se dotýkat dna nebo stran nádoby.

Část 2 Zahajte elektrolýzu vody

1. 
   

   
   Připojte dva kabely k oběma svorkám baterie. Baterie je zde zdrojem elektřiny a dva kabely, vybavené krokosvorkovými sponami na obou koncích, umožní mytí vody doly. K kladnému terminálu je připojen kabel, druhý k zápornému terminálu.
   • Můžete vzít jak 6 V baterii, tak 9 V baterii, reakce bude v obou případech.
   • Tyto baterie se prodávají v supermarketech nebo v obchodech pro kutily.

2. 
   

   
   Připojte každý kabel k jednomu z per. Obtížnost spočívá v tom, že kleště mají kousek do grafitu a že se již nepohybují. Pokud důl není dost dlouhý, zkuste jej ořezat trochu více dřeva pomocí řezačky. Připojení musí být čisté.
   • Při této sestavě je proud odeslán do vody, ionty vodného média jsou aktivovány a pohybují se směrem k tyčím (elektrodám) a obvod je uzavřen druhou tyčinkou připojenou k zápornému terminálu.

3. 
   

   
   Ponořte tužky do solného roztoku. Položte propíchnutou lepenku obou tužek na okraj nádoby. Body tužky by měly být pod vodou a co nejrovnější. Karton jemně vyjměte, aby se tužky nepohybovaly.
   • Pokud chcete, aby experiment fungoval dobře, ujistěte se, že se tužky nedotýkají ani skleněných stěn nádoby. V případě potřeby tužky jemně zvedněte nebo spusťte.

4. 
   

   
   Sledujte výsledek. Spustili jste redox zhmotněného bublinami, které se tvoří na dvou bodech tužky. Na tužce připojené k pozitivnímu (anodovému) koncovému kyslíku se vytváří kyslík a na druhé tužce (katodě) se vodík, oba oddělené v plynné formě, ze kterého bubliny.
   • Reakce začíná okamžikem ponoření tužky do solného roztoku ... a kabely jsou připojeny k baterii.
   • Katoda uvolní více bublin, protože ve vodě je jednoduše dvakrát tolik atomů vodíku než kyslík, přičemž vzorec je H₂O.