Περιεχόμενο
Η ηλεκτρόλυση είναι η διαδικασία που χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό του νερού (H2O) στα συστατικά του αέρια, το οξυγόνο (02) και το υδρογόνο (H2). Η συσκευή ηλεκτρόλυσης είναι εύκολη στη συναρμολόγησή της, γεγονός που την καθιστά ένα κοινό σχέδιο επιστήμης. Δεδομένου ότι μόνο το νερό δεν είναι καλός αγωγός ηλεκτρικής ενέργειας, συνήθως προστίθεται ένας ηλεκτρολύτης για να σχηματίσει μια λύση για να διευκολύνει την αντίδραση.
Εξουσία
Η ηλεκτρόλυση απαιτεί μια πηγή ηλεκτρικής τροφοδοσίας DC. Για μια επιστημονική έκθεση ή για ένα πείραμα στο σπίτι, μια μπαταρία 6V ή 12V φανάρι λειτουργεί καλύτερα. Μία μεγαλύτερη πηγή ρεύματος ενέχει τον κίνδυνο σοβαρών ηλεκτροπληξιών και μια μικρότερη πηγή ισχύος θα επιβραδύνει την αντίδραση πάρα πολύ. Θα χρειαστεί ένα μήκος σύρματος και ένα ηλεκτρόδιο για τους θετικούς και τους αρνητικούς ακροδέκτες, που έχουν μέγεθος για την πηγή ενέργειας. Ένα καρφί οκτώ λεπτών θα λειτουργεί ως ηλεκτρόδιο με μπαταρία 12V.
Νερό
Μόνο το νερό δεν θα εκτελεί ηλεκτρική ενέργεια. Ένας ηλεκτρολύτης, ο οποίος είναι ένα χημικό που θα διασπαστεί σε θετικά και αρνητικά ιόντα σε διάλυμα, θα επιτρέψει την ηλεκτρική ενέργεια να ρέει μέσα από το διάλυμα πιο εύκολα. Τα εργαστήρια χημείας συχνά χρησιμοποιούν υδροξείδιο του νατρίου (NaOH), το οποίο διαχωρίζεται σε ιόντα Na + και OH-, αλλά πολλά κοινά άλατα θα λειτουργήσουν επίσης. Μη χρησιμοποιείτε, ωστόσο, χλωριούχο άλας όπως το άλας που είναι κατάλληλο για το χλωριούχο νάτριο (NaCl) - επειδή αυτό θα έχει σαν αποτέλεσμα θανατηφόρο αέριο χλώριο στο πείραμα ηλεκτρόλυσης. Η συγκέντρωση εξαρτάται από τον ηλεκτρολύτη που επιλέγετε. Μπορείτε να εκτελέσετε μια σύντομη σειρά δοκιμών για να βρείτε τη συγκέντρωση ηλεκτρολυτών που παράγει τα καλύτερα αποτελέσματα.
Ρύθμιση
Γεμίστε μια μικρή μπανιέρα με το διάλυμα ηλεκτρολύτη και στη συνέχεια γεμίστε δύο φιάλες. Για μια μπαταρία 6V, θα λειτουργούν μπουκάλια σόδας 20γρ., Αλλά για μια μπαταρία 12V, πρέπει να χρησιμοποιείτε φιάλες σόδας δύο λίτρων ή παρόμοια δοχεία. Αναστρέψτε τα μπουκάλια μέσα στη μπανιέρα, προσέχοντας να μην αφήσετε τον αέρα να εισχωρήσει. Προωθήστε τα ή στηρίξτε τα ώστε να είναι τουλάχιστον σε γωνίες 45 μοιρών. Σύρετε ένα ηλεκτρόδιο σε κάθε φιάλη και εκτελέστε το συνδεδεμένο καλώδιο έξω από τη μπανιέρα στη μπαταρία ή στην πηγή τροφοδοσίας. Μην συνδέετε τα καλώδια μέχρι να είστε έτοιμοι να ξεκινήσετε το πείραμα.
Ηλεκτρόλυση
Μόλις το πείραμα είναι έτοιμο, συνδέστε τα καλώδια στους ακροδέκτες της μπαταρίας. Οι φυσαλίδες θα σχηματιστούν γύρω από τα ηλεκτρόδια και θα αρχίσουν να μετατοπίζουν το νερό στις φιάλες. Το υδρογόνο σχηματίζει διπλάσιο ρυθμό οξυγόνου, οπότε το μπουκάλι υδρογόνου θα είναι σύντομα σαφώς διπλάσιο από το φυσικό αέριο με τη φιάλη οξυγόνου. Κρατήστε τα καλώδια συνδεδεμένα όσο χρειάζεται, αλλά μην αφήσετε τα ηλεκτρόδια να εκτεθούν.