كيفية فصل الأكسجين والهيدروجين عن الماء عن طريق التحليل الكهربائي

فيديو: عزل الاكسجين عن الهيدروجين باسهل الطرق

المحتوى

خطوات
جزء 1 من 2: تجهيز المعدات
جزء 2 من 2: قم بإجراء تجربة
نصائح
تحذيرات
ماذا تحتاج

عملية تقسيم الماء (H₂O) في مكوناته (الهيدروجين والأكسجين) باستخدام الكهرباء يسمى التحليل الكهربائي. يمكن استخدام الغازات الناتجة عن التحليل الكهربائي بمفردها - على سبيل المثال ، يعمل الهيدروجين كواحد من أنظف مصادر الطاقة. على الرغم من أن اسم هذه العملية قد يبدو ذكيًا بعض الشيء ، إلا أنه في الواقع أسهل مما قد يبدو إذا كان لديك المعدات والمعرفة والخبرة المناسبة.

خطوات

جزء 1 من 2: تجهيز المعدات

1 خذ كوب 350 مل واسكب الماء الدافئ فيه. ليست هناك حاجة لملء الزجاج حتى أسنانه ، يكفي القليل من الماء. الماء البارد سيفي بالغرض ، على الرغم من أن الماء الدافئ يوصل الكهرباء بشكل أفضل.
- كل من ماء الصنبور والمياه المعبأة سيفي بالغرض.
- الماء الدافئ له لزوجة أقل ، مما يسهل حركة الأيونات.
2 قم بإذابة 1 ملعقة كبيرة (20 جرام) من ملح الطعام في الماء. صب الملح في كوب وحرك الماء ليذوب. سيخلق هذا محلول ملحي.
- كلوريد الصوديوم (أي ملح الطعام) هو إلكتروليت يزيد من التوصيل الكهربائي للماء. في حد ذاته ، الماء لا يوصل الكهرباء بشكل جيد.
- بعد زيادة الموصلية الكهربائية للماء ، سيمر التيار الناتج عن البطارية بسهولة أكبر عبر المحلول ويحلل الجزيئات بشكل أكثر فاعلية إلى هيدروجين وأكسجين.
3 شحذ اثنين من أقلام الرصاص صلبة النعومة في كلا الطرفين لفضح الرصاص. لا تنس إزالة الممحاة من أقلامك الرصاص. يجب أن يبرز قضيب من الجرافيت من كلا الطرفين.
- ستعمل قضبان الجرافيت كأقطاب كهربائية معزولة توصل بها البطارية.
- الجرافيت مناسب تمامًا لهذه التجربة لأنه لا يذوب أو يتآكل في الماء.
4 قطع ورقة من الورق المقوى كبيرة بما يكفي لوضع فوق الزجاج. استخدم قطعة سميكة من الورق المقوى بحيث لا تتدلى بعد إحداث ثقبين فيها. قص قطعة مربعة من صندوق أحذية أو ما شابه.
- يستخدم الورق المقوى لتثبيت أقلام الرصاص في الماء حتى لا تلمس جوانب وقاع الزجاج.
- الورق المقوى غير موصل ، لذا يمكنك وضعه بأمان على الزجاج.
5 استخدم أقلام الرصاص لعمل ثقبين في الورق المقوى. قم بثقب الورق المقوى بأقلام الرصاص - في هذه الحالة ، سيتم تثبيتها بإحكام ولن تنزلق. تأكد من أن الجرافيت لا يلمس جوانب الزجاج أو قاعه ، وإلا فإنه سيتداخل مع التجربة.

جزء 2 من 2: قم بإجراء تجربة

1 قم بتوصيل سلك واحد بمشابك التمساح بكل طرف بطارية. ستعمل البطارية كمصدر للتيار الكهربائي ، ومن خلال الأسلاك ذات المشابك وقضبان الجرافيت ، سيصل التيار إلى الماء.قم بتوصيل أحد السلكين بمشابك إلى الموجب والآخر بالطرف السالب للبطارية.
- استخدم بطارية 6 فولت. إذا لم يكن لديك واحدة ، يمكنك استخدام بطارية 9 فولت بدلاً من ذلك.
- يمكن الحصول على بطارية مناسبة من متجر أدوات كهربائية أو سوبر ماركت.
2 قم بتوصيل الأطراف الأخرى من الأسلاك بأقلام الرصاص. اربط مشابك الأسلاك المعدنية بإحكام بقضبان الجرافيت. قد تحتاج إلى تقشير المزيد من الخشب من أقلام الرصاص لمنع المقاطع من الانزلاق عن قضبان الجرافيت.
- وبالتالي ، ستغلق الدائرة ، وسيتدفق التيار من البطارية عبر الماء.
3 ضع الورق المقوى على الزجاج بحيث يتم غمر الأطراف الحرة للأقلام الرصاص في الماء. يجب أن تكون ورقة الكرتون كبيرة بما يكفي لتستقر على الزجاج. احرص على عدم تعكير صفو الموضع الصحيح لأقلام الرصاص.
- لكي تنجح التجربة ، يجب ألا يلمس الجرافيت الجدران وأسفل الزجاج. تحقق من هذا مرة أخرى واضبط أقلام الرصاص إذا لزم الأمر.
4 شاهد الماء ينقسم إلى هيدروجين وأكسجين. ستبدأ فقاعات الغاز في الارتفاع من قضبان الجرافيت المغمورة في الماء. هذه هي الهيدروجين والأكسجين. سيتم إطلاق الهيدروجين عند القطب السالب والأكسجين عند القطب الموجب.
- بمجرد توصيل الأسلاك بالبطارية وقضبان الجرافيت ، سيتدفق تيار كهربائي عبر الماء.
- سيتشكل المزيد من فقاعات الغاز على قلم الرصاص المتصل بالقطب السالب ، حيث يتكون كل جزيء ماء من ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة.

نصائح

إذا لم يكن لديك أقلام رصاص بها أعمدة من الجرافيت ، فيمكنك استخدام سلكين صغيرين بدلاً من ذلك. ما عليك سوى لف أحد طرفي كل سلك حول عمود البطارية المقابل واغمس الطرف الآخر في الماء. ستكون النتيجة مماثلة لأقلام الرصاص.
حاول استخدام بطارية مختلفة. يعتمد مقدار التيار المتدفق على جهد البطارية ، والذي بدوره يؤثر على معدل انقسام جزيئات الماء.

تحذيرات

إذا قمت بإضافة إلكتروليت ، مثل الملح ، إلى الماء ، فضع في اعتبارك أن التجربة ستنتج كمية صغيرة من منتج ثانوي مثل الكلور. إنه آمن بمثل هذه الكميات الصغيرة ، لكن يمكنك شم رائحة خفيفة من الكلور.
قم بإجراء هذه التجربة تحت إشراف الكبار. يرتبط بالكهرباء والغازات وبالتالي يمكن أن يكون خطيرًا ، على الرغم من أنه غير مرجح.