Як виділити кисень і водень із води електролізом

Процес розщеплення води (H₂O) на її складові (водень і кисень) за допомогою електрики називається електролізом. Отримані в результаті електролізу гази можна використовувати самі по собі - наприклад, водень служить одним з найчистіших джерел енергії. Хоча назва даного процесу, можливо, і звучить дещо незрозумілою, насправді це простіше, ніж може здатися, якщо у вас є відповідне обладнання, знання і трохи досвіду.

кроки

Частина 1 з 2:

Підготуйте обладнання

1. Візьміть склянку об`ємом 350 мілілітрів і налийте в нього теплу воду. Немає необхідності заповнювати стакан по самі вінця, вистачить невеликої кількості води. Підійде і холодна вода, хоча тепла краще проводить електрику.

Підійде як водопровідна, так і бутильована вода.
Тепла вода має меншу в`язкість, завдяки чому в ній легше переміщаються іони.

Зображення з назвою Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 2.jpeg

2. Розчиніть у воді 1 столову ложку (20 грамів) кухонної солі. Насипте в стакан сіль і перемішайте воду, щоб вона розчинилася. В результаті у вас вийде сольовий розчин.

Хлорид натрію (тобто кухонна сіль) є електролітом, який збільшує електропровідність води. Сама по собі вода погано проводить електрику.

Після того як ви підвищите електропровідність води, створений батарейкою ток буде легше проходити через розчин і ефективніше розщеплювати молекули на водень і кисень.

Зображення з назвою Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 3.jpeg

3. Заточите два твердо-м`яких олівця з обох кінців, щоб оголився графітовий стрижень. Не забудьте зняти з олівців ластик. На обох кінцях повинен виступити графітовий стрижень.

Графітові стрижні послужать ізольованими електродами, до яких ви підключите батарейку.

Графіт добре підходить для даного експерименту, оскільки він не розчиняється і не кородує в воді.

Зображення з назвою Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 4.jpeg

4. Виріжте досить великий лист картону, щоб його можна було покласти поверх склянки. Використовуйте досить товстий картон, яка не провіснет після того, як ви зробите в ньому два отвори. Виріжте квадратний шматок з коробки для взуття або чого-небудь подібного.

Картон потрібен для того, щоб утримувати олівці в воді, так щоб вони не торкалися стінок і дна склянки.

Картон не проводить струм, тому його можна без побоювання покласти на склянку.

Зображення з назвою Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 5.jpeg

5. Проробіть за допомогою олівців два отвори в картоні. Проткніть картон олівцями - в цьому випадку вони виявляться щільно затиснутими і не будуть вислизати. Простежте, щоб графіт не торкався стінок або дна склянки, інакше це завадить провести експеримент.

Частина 2 з 2:

проведіть експеримент

1. Підключіть до кожної клеми батарейки по одному дроту з зажимами «крокодил». Джерелом електричного струму послужить батарейка, і через дроти з зажимами і графітові стрижні ток досягне води. Підключіть один провід з затискачем до позитивного, а другий - до негативного полюса батарейки.

Використовуйте 6-вольтів батарейку. Якщо у вас немає такої батарейки, замість неї можна взяти 9-вольтів батарейку.
Відповідну батарейку можна придбати в магазині електричних товарів або супермаркеті.

Зображення з назвою Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 7.jpeg

2. Підключіть другі кінці проводів до олівців. Як випливає закріпіть металеві затискачі проводів на графітових стрижнях. Можливо, доведеться зчистити з олівців ще трохи дерева, щоб затиски не зісковзували з графітових стрижнів.

Таким чином ви замкне ланцюг, і через воду потече струм від батарейки.

Зображення з назвою Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 8.jpeg

3. Покладіть картон на склянку так, щоб вільні кінці олівців занурилися в воду. Лист картону повинен бути досить великим, щоб стійко лежати на склянці. Дійте акуратно, щоб не порушити правильне розташування олівців.

Щоб експеримент вдався, графіт не повинен торкатися стінок і дна склянки. Ще раз перевірте це і при необхідності поправте олівці.

Зображення з назвою Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 9.jpeg

4. Поспостерігайте, як вода розщеплюється на водень і кисень. Від опущених у воду графітових стрижнів почнуть підніматися бульбашки газу. Це водень і кисень. Водень буде виділятися на негативному, а кисень - на позитивному полюсі.

Як тільки ви підключіть проводи до батарейці і графітовим стержнів, через воду потече електричний струм.

Більше бульбашок газу буде утворюватися на те олівці, який приєднаний до негативного полюса, оскільки кожна молекула води складається з двох атомів водню і одного атома кисню.

Поради

Якщо у вас немає олівців з графітовими стрижнями, замість них можна використовувати дві невеликі зволікання. Просто оберніть одним кінцем кожної зволікання відповідний полюс батарейки, а другий опустіть у воду. Вийде той же результат, що і з олівцями.
Спробуйте використовувати іншу батарейку. Від вольтажа батарейки залежить величина струму, що протікає, яка, в свою чергу, впливає на швидкість розщеплення молекул води.

попередження

Якщо ви додасте в воду електроліт, наприклад сіль, то врахуйте, що в ході експерименту буде утворюватися невелика кількість такого побічного продукту, як хлор. В таких малих кількостях він безпечний, однак ви можете відчути легкий запах хлору.
Проводьте даний експеримент під наглядом дорослих. Він пов`язаний з електрикою і газами, тому може становити небезпеку, хоча це малоймовірно.