من الصعب العثور على الهيدروجين ، وهو أبسط العناصر وأكثرها وفرة في الكون ، في شكل ثنائي الذرة على الأرض. بدلا من ذلك ، غالبا ما توجد في المركبات. مركب الهيدروجين الشائع هو الماء. يمكن عزل الهيدروجين ثنائي الذرة ، أو ذرتين لكل جزيء ، عن طريق فصل الماء المقطر كهربائيًا. تُعرف هذه العملية بالتحليل الكهربائي وتنتج غاز الأكسجين أيضًا. إنها إلى حد بعيد الطريقة الأسهل والأكثر أمانًا لجمع وتخزين غاز الهيدروجين.
احصل على نظام التحليل الكهربائي. تعد أنظمة التحليل الكهربائي المصنوعة تجاريًا خيارات أفضل بكثير من الأنظمة التي يتم إنشاؤها شخصيًا. وعادة ما تأتي مع بطارية وأسلاك نحاسية وأقطاب من النيكل وأنابيب زجاجية وخزان مياه وصمامات توقف. البطارية هي القوة الدافعة والطاقة التي تبدأ تفاعل التحليل الكهربائي. تقوم الأسلاك النحاسية وأقطاب النيكل بتوصيل الكهرباء إلى الماء. يتم استخدام الأنابيب الزجاجية وخزان الماء لحفظ الماء المتأين والماء المقطر على التوالي. تستخدم الصمامات لاستخراج غاز الهيدروجين والأكسجين.
قم بتوصيل نظام التحليل الكهربائي بمسند حلقي ومشبك. يجب أن يكون النظام عموديًا مع وجود الخزان والصمامات في أعلى نقطة. يجب أن تكون السدادات المطاطية أقرب إلى الأرض.
اربط الأسلاك النحاسية والسدادات المطاطية بالفتحات السفلية في الأنابيب الزجاجية.
صب الماء المقطر في الخزان. باستخدام الماء المقطر ، يضمن المستخدمون عينات نقية تقريبًا. لأن الخزان في الأعلى ، سوف تسحب الجاذبية الماء إلى الأنبوب المتصل. إذا لم يكن الخزان في الأعلى ، فيمكن استخدام مضخة لوضع الماء في أنبوب التوصيل.
قم بتشغيل البطارية. ستفصل التيارات الكهربائية الماء المقطر إلى نوعين مختلفين من الماء المتأين. سيحصل أنبوب زجاج الأنود على الماء مع أيونات الهيدروجين (H +) بينما يتلقى أنبوب غاز الكاثود الماء مع أيونات الهيدروكسيد (OH-).
اختبر عينات المياه المؤينة. يمكن استخدام مؤشر القاعدة الحمضية للقيام بذلك. عند استخدام المؤشر العالمي ، يجب أن يظهر الأنود باللون الوردي الفاتح. وذلك لأن الماء مع أيونات الهيدروجين حمضي والوردي مؤشر على الأحماض. من ناحية أخرى ، تظهر القواعد باللون الأزرق المخضر عند استخدام المؤشر العالمي. يجب أن يكون الماء المتأين في الكاثود بهذا اللون لأن الماء مع أيونات الهيدروكسيد أساسي. أيضًا ، يجب أن يبدو أن هناك المزيد من الماء في الكاثود. وذلك لأن التحليل الكهربائي للماء ينتج جزيئين هيدروجين ثنائي الذرة لكل جزيء أكسجين ثنائي الذرة. يعني المزيد من الغاز أنه تم تحويل المزيد من المياه المصاحبة له.
استخرج غاز الهيدروجين. يمكن القيام بذلك باستخدام خرطوم مطاطي وربطه بحاوية استقبال. توجد الخراطيم المطاطية بشكل شائع في معمل الكيمياء وتُستخدم لتوصيل الوقود إلى موقد بنسن. يجب أن يعلق الخرطوم بشكل مريح على الصمامات. بعد فك الصمامات ، فإن الضغط من الماء المتأين سيجبر غاز الهيدروجين من نظام التحليل الكهربائي إلى الحاوية. يمكن إطلاق الأكسجين ثنائي الذرة الاحتياطي بأمان في الهواء المحيط.
الأشياء ستحتاج
- نظام التحليل الكهربائي
- ماء مقطرة
- خرطوم مطاطي
- حاوية الاستقبال