Πώς μπορώ να σπάσω το H2O;

Η ηλεκτρόλυση είναι η διαδικασία που χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό του νερού (H2O) στα συστατικά του αέρια, οξυγόνο (O2) και υδρογόνο (H2). Η συσκευή για ηλεκτρόλυση είναι εύκολο να συναρμολογηθεί, γεγονός που το καθιστά ένα κοινό επιστημονικό δίκαιο έργο. Επειδή μόνο το νερό δεν είναι καλός αγωγός ηλεκτρικής ενέργειας, ένας ηλεκτρολύτης προστίθεται συνήθως για να σχηματίσει μια λύση για να διευκολύνει την αντίδραση.

Η ηλεκτρόλυση απαιτεί πηγή ηλεκτρικής ισχύος DC. Για μια επιστημονική έκθεση ή για ένα πείραμα στο σπίτι, μια μπαταρία φανού 6V ή 12V λειτουργεί καλύτερα. Μια μεγαλύτερη πηγή ισχύος ενέχει κίνδυνο σοβαρού ηλεκτροπληξίας και μια μικρότερη πηγή ισχύος θα επιβραδύνει υπερβολικά την αντίδραση. Θα χρειαστείτε ένα μήκος καλωδίου και ένα ηλεκτρόδιο για τους θετικούς και τους αρνητικούς ακροδέκτες, σε μέγεθος για την πηγή τροφοδοσίας σας. Ένα καρφί οκτώ πενών θα λειτουργεί ως ηλεκτρόδιο με μπαταρία 12V.

Μόνο το νερό δεν θα παράγει ηλεκτρισμό. Ένας ηλεκτρολύτης, που είναι μια χημική ουσία που θα διασπάσει σε θετικά και αρνητικά ιόντα σε διάλυμα, θα επιτρέψει στην ηλεκτρική ενέργεια να ρέει πιο εύκολα μέσω του διαλύματος. Τα εργαστήρια χημείας χρησιμοποιούν συχνά υδροξείδιο του νατρίου (NaOH), το οποίο διαχωρίζεται σε ιόντα Na + και OH, αλλά πολλά κοινά άλατα θα λειτουργήσουν επίσης. Ωστόσο, μην χρησιμοποιείτε χλωριούχο άλας όπως χλωριούχο νάτριο (NaCl) - επιτραπέζιο άλας - επειδή αυτό θα οδηγήσει σε θανατηφόρο αέριο χλώριο στο πείραμα ηλεκτρόλυσης. Η συγκέντρωση θα ποικίλει ανάλογα με τον ηλεκτρολύτη που θα επιλέξετε. Μπορείτε να πραγματοποιήσετε μια σύντομη σειρά δοκιμών για να βρείτε τη συγκέντρωση ηλεκτρολυτών που παράγει τα καλύτερα αποτελέσματα.

Γεμίστε ένα μικρό δοχείο με το διάλυμα ηλεκτρολύτη σας και στη συνέχεια γεμίστε δύο φιάλες. Για μπαταρία 6V, θα λειτουργούν μπουκάλια σόδας 20 ουγγιών, αλλά για μπαταρία 12V, θα πρέπει να χρησιμοποιείτε μπουκάλια σόδας δύο λίτρων ή παρόμοια δοχεία. Αναποδογυρίστε τις φιάλες στην μπανιέρα, προσέχοντας να μην αφήσει αέρα να εισχωρήσει. Στηρίξτε τα ή στηρίξτε τα έτσι ώστε να είναι τουλάχιστον σε γωνία 45 μοιρών. Σύρετε ένα ηλεκτρόδιο σε κάθε φιάλη και τραβήξτε το συνδεδεμένο καλώδιο έξω από την μπανιέρα στην μπαταρία ή την πηγή τροφοδοσίας. Μην συνδέετε τα καλώδια έως ότου είστε έτοιμοι να ξεκινήσετε το πείραμα.

Όταν το πείραμα είναι έτοιμο, συνδέστε τα καλώδια στους ακροδέκτες της μπαταρίας. Οι φυσαλίδες θα σχηματιστούν γύρω από τα ηλεκτρόδια και θα αρχίσουν να εκτοπίζουν το νερό στα μπουκάλια. Το υδρογόνο σχηματίζεται με διπλάσιο ρυθμό οξυγόνου, επομένως η φιάλη υδρογόνου σύντομα θα είναι σαφώς διπλάσια από το αέριο από τη φιάλη οξυγόνου. Διατηρήστε τα καλώδια συνδεδεμένα όσο χρειάζεται, αλλά μην αφήσετε τα ηλεκτρόδια να εκτεθούν.