Wodór, najprostszy i najobficiej występujący pierwiastek we wszechświecie, jest trudny do znalezienia na Ziemi w postaci dwuatomowej. Zamiast tego najczęściej znajduje się w związkach. Popularnym związkiem wodoru jest woda. Wodór dwuatomowy, czyli dwa atomy na cząsteczkę, można wyizolować przez elektryczne oddzielenie wody destylowanej. Proces ten jest znany jako elektroliza i wytwarza również gazowy tlen. Jest to zdecydowanie najłatwiejszy i najbezpieczniejszy sposób gromadzenia i przechowywania wodoru.
Uzyskaj system elektrolizy. Komercyjnie wykonane systemy elektrolizy są znacznie lepszymi opcjami niż systemy budowane osobiście. Zazwyczaj dostarczane są z baterią, drutami miedzianymi, elektrodami niklowymi, szklanymi rurkami, zbiornikiem na wodę i zaworami odcinającymi. Bateria jest siłą napędową i energią, która rozpoczyna reakcję elektrolizy. Druty miedziane i elektrody niklowe dostarczają prąd do wody. Szklane rurki i zbiornik na wodę służą do przechowywania odpowiednio wody jonizowanej i destylowanej. Kurki odcinające służą do wydobycia gazowego wodoru i tlenu.
Przymocuj system do elektrolizy do statywu i zaciśnij. System musi być ustawiony pionowo ze zbiornikiem i zaworami odcinającymi w górnym punkcie. Gumowe korki muszą znajdować się najbliżej ziemi.
Przymocuj miedziane druty i gumowe korki do dolnych otworów w szklanych rurkach.
Wlej wodę destylowaną do zbiornika. Używając wody destylowanej, użytkownicy mają prawie gwarancję czystych próbek. Ponieważ zbiornik znajduje się na górze, grawitacja wciągnie wodę do rurki łączącej. Jeśli zbiornik nie znajduje się na górze, można użyć pompy do umieszczenia wody w rurce łączącej.
Włącz baterię. Prądy elektryczne rozdzielą wodę destylowaną na dwa różne rodzaje wody zjonizowanej. Szklana rura anodowa otrzyma wodę z jonami wodorowymi (H+), natomiast rura gazowa katodowa otrzyma wodę z jonami wodorotlenowymi (OH-).
Przetestuj próbki wody zjonizowanej. W tym celu można użyć wskaźnika kwasowo-zasadowego. Gdy używany jest wskaźnik uniwersalny, anoda powinna być jasnoróżowa. Dzieje się tak, ponieważ woda z jonami wodorowymi jest kwaśna, a różowy jest wskaźnikiem kwasów. Z drugiej strony, podstawy wydają się zielonkawo-niebieskie, gdy używany jest wskaźnik uniwersalny. Woda zjonizowana w katodzie powinna mieć ten kolor, ponieważ woda z jonami wodorotlenkowymi jest zasadowa. Ponadto w katodzie powinno być więcej wody. Dzieje się tak, ponieważ elektroliza wody daje 2 dwuatomowe cząsteczki wodoru na każdą dwuatomową cząsteczkę tlenu. Więcej gazu oznacza, że przekształciło się więcej związanej z nim wody.
Wydobądź gazowy wodór. Można to zrobić za pomocą gumowego węża i przyczepiając go do pojemnika odbiorczego. Węże gumowe są powszechnie stosowane w laboratoriach chemicznych i służą do dostarczania paliwa do palnika Bunsena. Wąż powinien wygodnie przylegać do kurków. Po odkręceniu kurków, ciśnienie zjonizowanej wody wypchnie gazowy wodór z układu elektrolizy do pojemnika. Zapasowy tlen dwuatomowy może być bezpiecznie uwolniony do otaczającego powietrza.
Rzeczy, których będziesz potrzebować
- System elektrolizy
- Woda destylowana
- Gumowy wąż
- Pojemnik odbiornika