Wie spalte ich H2O ab?

Elektrolyse ist der Prozess, mit dem Wasser (H2O) in seine Gaskomponenten Sauerstoff (O2) und Wasserstoff (H2) zerlegt wird. Die Apparatur zur Elektrolyse ist einfach zu montieren, was sie zu einem gemeinsamen wissenschaftlichen Projekt macht. Da Wasser allein kein guter Stromleiter ist, wird normalerweise ein Elektrolyt zugesetzt, um eine Lösung zu bilden, um die Reaktion zu erleichtern.

Die Elektrolyse erfordert eine elektrische Gleichstromquelle. Für eine Wissenschaftsmesse oder für ein Heimexperiment eignet sich eine 6V oder 12V Laternenbatterie am besten. Eine größere Stromquelle birgt die Gefahr eines schweren Stromschlags, und eine kleinere Stromquelle verlangsamt die Reaktion zu stark. Sie benötigen eine Länge Draht und eine Elektrode für den Plus- und den Minuspol, die für Ihre Stromquelle geeignet sind. Ein Acht-Penny-Nagel funktioniert als Elektrode mit einer 12-V-Batterie.

Wasser allein leitet keinen Strom. Ein Elektrolyt, bei dem es sich um eine Chemikalie handelt, die in Lösung in positive und negative Ionen zerfällt, lässt den Strom leichter durch die Lösung fließen. Chemielabore verwenden oft Natriumhydroxid (NaOH), das sich in Na+- und OH--Ionen aufspaltet, aber viele Kochsalze funktionieren auch. Verwenden Sie jedoch kein Chloridsalz wie Natriumchlorid (NaCl) – Kochsalz – da dies im Elektrolyseexperiment zu tödlichem Chlorgas führt. Die Konzentration variiert je nach gewähltem Elektrolyt. Sie können eine kurze Reihe von Tests durchführen, um die Elektrolytkonzentration zu finden, die die besten Ergebnisse liefert.

Füllen Sie eine kleine Wanne mit Ihrer Elektrolytlösung und füllen Sie dann zwei Flaschen. Für eine 6-V-Batterie funktionieren 20-Unzen-Soda-Flaschen, aber für eine 12-V-Batterie sollten Sie Zwei-Liter-Soda-Flaschen oder ähnliche Behälter verwenden. Drehen Sie die Flaschen in die Wanne und achten Sie darauf, dass keine Luft eindringt. Stützen Sie sie ab oder stützen Sie sie so ab, dass sie mindestens in einem Winkel von 45 Grad stehen. Schieben Sie eine Elektrode in jede Flasche und führen Sie das angeschlossene Kabel außerhalb der Wanne zur Batterie oder Stromquelle. Schließen Sie die Drähte erst an, wenn Sie bereit sind, mit dem Experiment zu beginnen.

Sobald das Experiment fertig ist, befestigen Sie die Drähte an den Batterieklemmen. Um die Elektroden herum bilden sich Blasen und beginnen, das Wasser in den Flaschen zu verdrängen. Wasserstoff bildet sich doppelt so schnell wie Sauerstoff, sodass die Wasserstoffflasche bald deutlich doppelt so voll mit Gas ist wie die Sauerstoffflasche. Lassen Sie die Drähte so lange wie nötig verbunden, aber lassen Sie die Elektroden nicht frei.