Wasserstoff, das einfachste und am häufigsten vorkommende Element im Universum, ist auf der Erde nur schwer in zweiatomiger Form zu finden. Stattdessen wird es am häufigsten in Verbindungen gefunden. Eine übliche Wasserstoffverbindung ist Wasser. Zweiatomiger oder zwei Atome pro Molekül Wasserstoff kann durch elektrische Trennung von destilliertem Wasser isoliert werden. Dieser Prozess wird als Elektrolyse bezeichnet und erzeugt ebenfalls Sauerstoffgas. Es ist bei weitem der einfachste und sicherste Weg, Wasserstoffgas zu sammeln und zu speichern.
Besorge dir ein Elektrolysesystem. Kommerziell hergestellte Elektrolysesysteme sind viel bessere Optionen als selbst gebaute Systeme. Sie werden normalerweise mit einer Batterie, Kupferdrähten, Nickelelektroden, Glasröhren, einem Wasserbehälter und Absperrhähnen geliefert. Die Batterie ist die treibende Kraft und Energie, die die Elektrolysereaktion startet. Die Kupferdrähte und die Nickelelektroden liefern den Strom an das Wasser. Die Glasröhrchen und der Wasserbehälter dienen zur Aufnahme von ionisiertem bzw. destilliertem Wasser. Die Absperrhähne werden verwendet, um das Wasserstoff- und Sauerstoffgas abzusaugen.
Befestigen Sie das Elektrolysesystem an einem Ringständer und klemmen Sie es fest. Das System muss senkrecht mit dem Behälter und den Hähnen am oberen Punkt stehen. Die Gummistopfen müssen dem Boden am nächsten sein.
Befestigen Sie die Kupferdrähte und die Gummistopfen an den unteren Löchern in den Glasrohren.
Gießen Sie destilliertes Wasser in den Behälter. Durch die Verwendung von destilliertem Wasser sind Anwendern nahezu garantiert reine Proben. Da sich der Behälter oben befindet, zieht die Schwerkraft das Wasser in das Verbindungsrohr. Wenn der Vorratsbehälter nicht oben ist, kann mit einer Pumpe Wasser in das Verbindungsrohr gefüllt werden.
Schalten Sie den Akku ein. Die elektrischen Ströme trennen das destillierte Wasser in zwei verschiedene Arten von ionisiertem Wasser. Das Anodenglasrohr erhält Wasser mit Wasserstoffionen (H+), während das Kathodengasrohr Wasser mit Hydroxidionen (OH-) erhält.
Testen Sie die ionisierten Wasserproben. Dazu kann ein Säure-Base-Indikator verwendet werden. Wenn der Universalindikator verwendet wird, sollte die Anode hellrosa erscheinen. Dies liegt daran, dass Wasser mit Wasserstoffionen sauer ist und rosa ein Indikator für Säuren ist. Basen hingegen erscheinen grünlich-blau, wenn Universal Indicator verwendet wird. Das ionisierte Wasser in der Kathode sollte diese Farbe haben, da Wasser mit Hydroxidionen basisch ist. Außerdem sollte sich mehr Wasser in der Kathode befinden. Dies liegt daran, dass die Elektrolyse von Wasser 2 zweiatomige Wasserstoffmoleküle für jedes zweiatomige Sauerstoffmolekül liefert. Mehr Gas bedeutet, dass mehr von dem dazugehörigen Wasser umgewandelt wurde.
Extrahieren Sie das Wasserstoffgas. Dies kann mit einem Gummischlauch erfolgen und an einem Aufnahmebehälter befestigt werden. Gummischläuche finden sich häufig in einem Chemielabor und werden verwendet, um Brennstoff zu einem Bunsenbrenner zu liefern. Der Schlauch sollte bequem an den Absperrhähnen befestigt werden. Nach dem Aufschrauben der Hähne drückt der Druck des ionisierten Wassers Wasserstoffgas aus dem Elektrolysesystem in den Behälter. Der überzählige zweiatomige Sauerstoff kann sicher an die Umgebungsluft abgegeben werden.
Dinge, die du brauchen wirst
- Elektrolysesystem
- Destilliertes Wasser
- Gummischlauch
- Empfängerbehälter