Περιεχόμενο
Σε αυτό το άρθρο: Προετοιμασία μιας ηλεκτρόλυσης του νερούΗ ηλεκτρολύση του νερού της υδροδότησης9 Αναφορές
Η λειτουργία της απόκτησης από το νερό (Η2Ο) υδρογόνου και οξυγόνου μέσω ενός ηλεκτρικού ρεύματος ονομάζεται ηλεκτρόλυση. Αυτή η εμπειρία διαχωρισμού αερίων μπορεί να γίνει στο σπίτι με ελάχιστα εξελιγμένο εξοπλισμό. Μπορεί να τοποθετηθεί και να οδηγηθεί από παιδιά υπό την επίβλεψη ενός ενήλικα. Ωστόσο, μην περιμένετε να σώσετε τον πλανήτη με το οξυγόνο που απελευθερώνεται στον αέρα και το υδρογόνο που παράγεται ως καύσιμο: οι ποσότητες που παράγονται στο πλαίσιο αυτού του πειράματος είναι μικρές, αλλά το αποτέλεσμα είναι ακόμα θεαματικό και η επεξεργασία είναι διδακτική.
στάδια
Μέρος 1 Προετοιμασία ηλεκτρόλυσης νερού
-
Χύστε 350 mL ζεστού νερού σε κατάλληλο δοχείο. Το νερό δεν χρειάζεται να φτάσει στην κορυφή, οπότε πάρτε ένα δοχείο, κατά προτίμηση γυαλί, μεγαλύτερο (500 mL, για παράδειγμα). Το πείραμα θα λειτουργήσει καλύτερα με ζεστό νερό, αλλά το κρύο νερό θα λειτουργήσει επίσης.- Όσο για το χρησιμοποιούμενο νερό, μπορείτε να πάρετε και το νερό της βρύσης και το εμφιαλωμένο νερό.
- Το ζεστό νερό έχει μάλλον χαμηλό ιξώδες, έτσι ώστε τα ιόντα που φέρουν τα φορτία να κυκλοφορούν πιο εύκολα χωρίς να είναι πολύ αργά.
-
Ρίξτε μια κουταλιά της σούπας (17 g) αλατιού στο νερό σας. Το ρίχνουμε σταδιακά ενώ αναμειγνύουμε με ένα κουτάλι έτσι ώστε το μίγμα να είναι ομοιογενές. Παίρνετε ένα ηλεκτρολυτικό διάλυμα φυσιολογικού ορού (δηλαδή φορτωμένο με θετικά και αρνητικά ιόντα).- Το χλωριούχο νάτριο (στην πραγματικότητα, επιτραπέζιο αλάτι) είναι ένας καλός ηλεκτρολύτης, δηλαδή θα βελτιώσει την αγωγιμότητα του νερού σας, η χημική αντίδραση θα είναι καλύτερη.
- Το ρεύμα που θα προέλθει από την μπαταρία θα κυκλοφορήσει με λιγότερη αντίσταση μεταξύ των δύο πόλων που θα είναι οι ηλεκτρολυτικές ράβδοι. Θα έχετε μια καλύτερη απελευθέρωση αερίου.
-
Κόψτε και τα δύο άκρα των μολυβιών σας. Ο στόχος είναι να έχετε σε κάθε πλευρά του μολύβδου ένα κομμάτι γραφίτη στο οποίο θα μπορείτε να στερεώσετε, χωρίς να το σπάσετε, ένα κλιπ κροκοδείλου, ο γραφίτης να είναι αγώγιμος. Χρησιμοποιήστε ένα απλό ξύστρα για να καθαρίσετε ένα κομμάτι μου.- Τα δύο ορυχεία γραφίτη θα χρησιμεύσουν στην πραγματικότητα ως ηλεκτρόδια για το πείραμα, μέσω αυτών θα κυκλοφορήσει το ρεύμα που παράγεται από την μπαταρία.
- Ο γραφίτης είναι αδιάβροχος και δεν θα σπάσει κατά τη διάρκεια του πειράματος, μπορείτε ακόμη και να χρησιμοποιήσετε τα κραγιόνια σας για να σχεδιάσετε (αφού στεγνώσετε).
-
Κόψτε ένα ορθογώνιο σε ένα σκληρό κουτί από χαρτόνι. Μπορείτε να πάρετε, για παράδειγμα, ένα κουτί παπουτσιών ή οποιοδήποτε άλλο παχύ κουτί από χαρτόνι. Κόψτε το αρκετά ευρύ και αρκετό για να χωρέσει στο δοχείο. Καθώς θα κάνετε δύο τρύπες για τη διέλευση των μολυβιών, βεβαιωθείτε ότι έχετε πάρει ένα χαρτόνι αρκετά παχύ που θα διατηρήσει ακόμα την ακαμψία του.- Το χαρτόνι υπάρχει μόνο για να κρατήσει τα μολύβια σε μια δεδομένη θέση, δηλαδή ότι τα μολύβια πρέπει να είναι εν μέρει στο νερό και μακριά από τα τοιχώματα του δοχείου.
- Το χαρτόνι δεν είναι αγώγιμο, οπότε θα ξεκουραστεί χωρίς προβλήματα στην κορυφή του δοχείου: δεν θα επηρεάσει την εμπειρία.
-
Κάνετε δύο τρύπες για τα μολύβια. Αυτές οι τρύπες δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλες, επειδή τα μολύβια θα κρατηθούν από το χαρτόνι. Το καλύτερο είναι να κάνετε μια μικρή εγκοπή με ένα κόπτη και να σύρετε το μολύβι της δύναμης. Προσπαθήστε να το κάνετε ταυτόχρονα, διαφορετικά η τρύπα θα είναι πολύ μεγάλη και το μολύβι δεν θα κρατήσει. Αφού πιέσετε τα μολύβια στο ίδιο επίπεδο, δεν πρέπει να αγγίζουν το άλλο ή να αγγίζουν το κάτω μέρος ή τις πλευρές του δοχείου.
Μέρος 2 Ξεκινήστε την ηλεκτρόλυση του νερού
-
Συνδέστε τα δύο καλώδια και στους δύο ακροδέκτες της μπαταρίας. Η μπαταρία είναι εδώ η πηγή ηλεκτρικής ενέργειας και τα δύο καλώδια, εξοπλισμένα με συνδετήρες κροκοδείλου και στα δύο άκρα, θα επιτρέψουν να πλυθούν στο νερό μέσω των ορυχείων. Ένα καλώδιο συνδέεται στον θετικό ακροδέκτη και το άλλο στον αρνητικό ακροδέκτη.- Μπορείτε να πάρετε τόσο μια μπαταρία 6 V και μια μπαταρία 9 V, η αντίδραση θα είναι και στις δύο περιπτώσεις.
- Αυτές οι μπαταρίες πωλούνται σε γενικά superstores ή καταστήματα DIY.
-
Συνδέστε καθένα από τα καλώδια σε ένα από τα στυλό. Η δυσκολία είναι να βάλουν τα λαβίδες στο γραφίτη και να μην κινούνται πια. Αν το ορυχείο δεν είναι αρκετά μακρύ, προσπαθήστε να το καθαρίσετε λίγο περισσότερο ξύλο με κόπτη. Η σύνδεση πρέπει να είναι καθαρή.- Με αυτό το συγκρότημα, στέλνεται ρεύμα στο νερό, ενεργοποιούνται τα ιόντα του υδατικού μέσου και κινούνται προς τις ράβδους (ηλεκτρόδια) και το κύκλωμα κλείνει από τη δεύτερη ράβδο που συνδέεται με τον αρνητικό τερματικό.
-
Βυθίστε τα μολύβια στο αλατούχο διάλυμα. Τοποθετήστε το διάτρητο χαρτόνι των δύο μολυβιών στο χείλος του δοχείου. Τα σημεία των μολυβιών θα πρέπει να είναι κάτω από το νερό και όσο πιο ευθεία γίνεται. Αφαιρέστε το χαρτόνι απαλά για να αποφύγετε τη μετακίνηση των μολυβιών.- Εάν θέλετε να λειτουργήσει το πείραμα, βεβαιωθείτε ότι τα μολύβια δεν αγγίζουν ούτε τα γυάλινα τοιχώματα του δοχείου. Εάν είναι απαραίτητο, σηκώστε ελαφρά ή χαμηλώστε τα μολύβια.
-
Παρατηρήστε το αποτέλεσμα. Έχετε ενεργοποιήσει μια οξειδοαναγωγή που υλοποιείται από φυσαλίδες που σχηματίζονται στα δύο σημεία μολυβιού. Στο μολύβι που συνδέεται με το θετικό (άνοδο) τερματικό οξυγόνο σχηματίζεται και στο άλλο μολύβι (κάθοδος), υδρογόνο, και οι δύο ξεχωριστές σε αέρια μορφή, από τις οποίες οι φυσαλίδες.- Η αντίδραση αρχίζει από τη στιγμή που βυθίζετε τα μολύβια σας στο αλατούχο διάλυμα ... και τα καλώδια συνδέονται με την μπαταρία.
- Η κάθοδος θα απελευθερώσει περισσότερες φυσαλίδες, επειδή υπάρχουν απλά δύο φορές περισσότερα άτομα υδρογόνου από το οξυγόνο στο νερό, με τον τύπο να είναι H2Ο