المحتوى
في هذه المقالة: إعداد التحليل الكهربائي للماء. التحليل الكهربائي للمياه. 9 المراجع
عملية الحصول من الماء (ح2O) من الهيدروجين والأكسجين عن طريق التيار الكهربائي يسمى التحليل الكهربائي. يمكن إجراء تجربة فصل الغاز هذه في المنزل باستخدام القليل من المعدات المتطورة. يمكن تركيبه وقيادته بواسطة الأطفال تحت إشراف شخص بالغ. ومع ذلك ، لا تتوقع إنقاذ الكوكب بالأكسجين المنطلق في الهواء والهيدروجين المنتج كوقود: الكميات المنتجة كجزء من هذه التجربة صغيرة ، لكن التأثير ما زال مذهلاً والتحرير ، مفيد.
مراحل
الجزء 1 إعداد التحليل الكهربائي للماء
-
صب 350 مل من الماء الدافئ في وعاء مناسب. لا يحتاج الماء إلى الوصول إلى الأعلى ، لذلك خذ حاوية ، ويفضل أن تكون زجاجية ، أكبر (500 مل ، على سبيل المثال). ستعمل التجربة بشكل أفضل باستخدام الماء الساخن ، لكن الماء البارد سيعمل كذلك.- بالنسبة للمياه المستخدمة ، يمكنك أخذ كل من ماء الصنبور والمياه المعبأة في زجاجات.
- الماء الساخن ذو لزوجة منخفضة ، بحيث يمكن للأيونات التي تحمل الشحنات الدوران بسهولة أكبر دون أن تكون بطيئة للغاية.
-
صب ملعقة كبيرة (17 جم) من الملح في الماء. اسكبه تدريجياً أثناء المزج مع ملعقة حتى يصبح الخليط متجانسًا جيدًا. تحصل على محلول ملحي كهربائيا (أي ، محمّل بأيونات موجبة وسالبة).- كلوريد الصوديوم (في الواقع ، ملح الطعام) هو إلكتروليت جيد ، وهذا يعني أنه سيحسن من توصيل الماء ، سيكون التفاعل الكيميائي أفضل.
- سوف يدور التيار الذي سينبعث من البطارية بمقاومة أقل بين القطبين اللذين سيكونان قضبان التحليل الكهربائي. سيكون لديك أفضل إصدار الغاز.
-
قطع طرفي أقلامك. الهدف هو الحصول على قطعة من الجرافيت على كل جانب من جوانب القلم بحيث يمكنك تثبيتها ، دون كسرها ، مقطع تمساح ، ويكون الجرافيت موصلًا. استخدام مبراة بسيطة لمسح قطعة من الألغام.- في الواقع ، سيكون منجمان من الجرافيت بمثابة أقطاب كهربائية للتجربة ، ومن خلالها سيتم تعميم التيار الناتج عن البطارية.
- الجرافيت مقاوم للماء ولن ينكسر أثناء التجربة ، حتى يمكنك استخدام أقلام التلوين لرسم (بعد التجفيف).
-
قطع مستطيل في صندوق من الورق المقوى قاسية. يمكنك أن تأخذ ، على سبيل المثال ، صندوق أحذية أو أي صندوق من الورق المقوى السميك. اقطعها على نطاق واسع بما يكفي وطويلة بما يكفي لتناسب الحاوية. أثناء قيامك بعمل فتحتين لمرور أقلام الرصاص ، تأكد من أن تأخذ من الورق المقوى سميكًا بدرجة كافية بحيث تظل محتفظة بصلابتها.- لا يوجد الورق المقوى إلا لحمل الأقلام في وضع معين ، أي أن الأقلام الرصاص يجب أن تكون جزئيًا في الماء وبعيدًا عن جدران الحاوية.
- الورق المقوى غير موصل ، لذلك سوف يستريح دون أي إزعاج في الجزء العلوي من الحاوية: لن يتداخل مع التجربة.
-
جعل اثنين من الثقوب لأقلام الرصاص. لا ينبغي أن تكون هذه الثقوب واسعة للغاية ، لأن الأقلام ستُحمل بواسطة الورق المقوى. الأفضل هو جعل درجة صغيرة مع القاطع واسحب قلم القوة. حاول أن تفعل كل شيء مرة واحدة ، وإلا فسيكون الثقب عريضًا جدًا ولن يثبت قلم الرصاص. بمجرد الضغط على أقلام الرصاص على نفس المستوى ، يجب ألا تلمس بعضها البعض أو تلمس أسفل أو جوانب الحاوية.
الجزء 2 بدء التحليل الكهربائي للماء
-
قم بتوصيل كبلين بكلا طرفي البطارية. البطارية هنا هي مصدر الكهرباء وسيسمح الكابلان ، المزودان بمشابك التمساح من كلا الطرفين ، بالغسل في الماء عبر المناجم. يتم توصيل كابل إلى الطرف الموجب ، والآخر إلى الطرف السلبي.- يمكنك أخذ بطارية 6 فولت وبطارية 9 فولت ، سيكون رد الفعل في كلتا الحالتين.
- هذه البطاريات هي للبيع في المتاجر العامة أو متاجر DIY.
-
قم بتوصيل كل من الكابلات بأحد الأقلام. الصعوبة تكمن في الحصول على ملقط قليلا في الجرافيت وأنها لا تتحرك بعد الآن. إذا كان المنجم ليس طويلاً بما يكفي ، فحاول تنظيفه بقليل من الخشب باستخدام أداة القطع. يجب أن يكون الاتصال نظيفًا.- مع هذا التجميع ، يتم إرسال التيار إلى الماء ، ويتم تنشيط أيونات الوسط المائي وتتحرك نحو القضبان (الأقطاب الكهربائية) ويتم إغلاق الدائرة بواسطة القضيب الثاني المتصل بالطرف السالب.
-
اغمس الأقلام في محلول ملحي. ضع الكرتون المثقوب لأقلام رصاص على حافة الحاوية. يجب أن تكون نقاط أقلام الرصاص تحت الماء ومستقيمة قدر الإمكان. قم بإزالة الورق المقوى بدقة لتجنب تحريك الأقلام.- إذا كنت تريد أن تعمل التجربة بشكل جيد ، فتأكد من عدم لمس أقلام الرصاص ولا على الجدران الزجاجية للحاوية. إذا لزم الأمر ، قم برفع أو خفض أقلام الرصاص برفق.
-
مراقبة النتيجة. لقد تسببت في حدوث الأكسدة والاختزال بواسطة فقاعات تشكلت على نقطتي القلم الرصاص. على قلم رصاص متصل بالإكسجين الموجب (الأنود) يتم تشكيل الأكسجين وعلى قلم رصاص آخر (الكاثود) ، الهيدروجين ، وكلاهما منفصل في شكل غازي ، والتي الفقاعات.- يبدأ رد الفعل من اللحظة التي تقوم فيها بغمس أقلام الرصاص في محلول ملحي ... ويتم توصيل الكابلات بالبطارية.
- سوف يطلق الكاثود المزيد من الفقاعات ، لأنه يوجد ببساطة ضعف عدد ذرات الهيدروجين مثل الأكسجين في الماء ، حيث تكون الصيغة H2O.