Χρησιμοποιώντας μια μικρή πηγή ενέργειας και μερικά ηλεκτρόδια, μπορείτε να διαχωρίσετε μόρια νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο. Η διαδικασία είναι απλή και μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας μερικά οικιακά είδη. Η διαδικασία της ηλεκτρόλυσης είναι ένας καλός τρόπος παραγωγής υδρογόνου και είναι μια συναρπαστική νέα επιλογή για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Βήματα
Μέρος 1 από 2: Ηλεκτρόλυση του νερού
Βήμα 1. Συγκεντρώστε τα απαραίτητα υλικά
Ο διαχωρισμός υδρογόνου και οξυγόνου γίνεται μέσω της απλής διαδικασίας ηλεκτρόλυσης. Για να κάνετε αυτό το πείραμα, θα χρειαστείτε μια μπαταρία 9 βολτ, ένα κλιπ μπαταρίας με σφιγκτήρες αλιγάτορα προσαρτημένους στο τέλος κάθε σύρματος, 2 μολύβια νούμερο 2, ένα μικρό ποτήρι, νερό, ένα μικρό κομμάτι χαρτόνι και μαγειρική σόδα ή αλάτι Το
- Τα περισσότερα από αυτά τα αντικείμενα μπορούν εύκολα να βρεθούν στο σπίτι.
- Κλιπ μπαταριών με σφιγκτήρες αλιγάτορα στο τέλος μπορείτε να βρείτε στα καταστήματα ηλεκτρονικών ειδών ή στα υπερκαταστήματα.
Βήμα 2. Αφαιρέστε τη γόμα και ακονίστε και τα δύο άκρα κάθε μολυβιού
Τα μολύβια έχουν γραφίτη στο εσωτερικό τους και αυτά θα χρησιμεύσουν ως ηλεκτρόδια για το πείραμα. Τα ηλεκτρόδια θα οδηγήσουν τον ηλεκτρισμό στο νερό και θα προκαλέσουν τη διάσπαση των μορίων.
Ακονίστε τα άκρα έτσι ώστε ο γραφίτης να είναι καλά εκτεθειμένος και στα δύο άκρα κάθε μολυβιού
Βήμα 3. Διαλύστε αλάτι ή μαγειρική σόδα σε νερό
Προσθέτοντας αλάτι ή μαγειρική σόδα στο νερό, αυξάνετε την αγωγιμότητα του ηλεκτρισμού μέσα στο νερό. Προσθέστε ένα φλιτζάνι ζεστό νερό στο ποτήρι σας και μια κουταλιά αλάτι ή μαγειρική σόδα.
- Ανακατεύουμε μέχρι να διαλυθεί πλήρως η σκόνη.
- Εάν προσθέσετε αλάτι, η αντίδραση θα είναι διαφορετική από την απλή ηλεκτρόλυση καθαρού νερού. Καθώς τα μόρια του νερού διασπώνται, θα σχηματιστεί αέριο υδρογόνο και το οξυγόνο θα συνδυαστεί με τα ιόντα νατρίου για να σχηματίσει ιόντα υδροξυλίου και το χλώριο στο άλας θα σχηματίσει αέριο χλώριο. (Σημειώστε ότι το αέριο χλώριο είναι εξαιρετικά τοξικό)
- Εάν προσθέσετε μαγειρική σόδα, τα αέρια που σχηματίζονται είναι υδρογόνο, οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα.
Βήμα 4. Πιέστε τα μολύβια μέσα από το χαρτόνι
Κάντε περίπου 2 τρύπες στο χαρτόνι 1⁄2 ίντσα (13 mm) χωριστά σπρώχνοντας τα μολύβια. Τοποθετήστε τα έτσι ώστε το χαρτόνι να βρίσκεται περίπου στα μισά από τα μολύβια. Εάν τα μολύβια δεν είναι ασφαλή, κολλήστε τα στο χαρτόνι.
- Κόψτε το χαρτόνι έτσι ώστε να κρέμεται στο πάνω μέρος του γυάλινου δοχείου με το μείγμα σας. Τοποθετήστε το πάνω από το δοχείο έτσι ώστε τα μολύβια να κρέμονται ακριβώς πάνω από το κάτω μέρος.
- Βεβαιωθείτε ότι τα μολύβια δεν αγγίζουν το ένα το άλλο.
Βήμα 5. Συνδέστε έναν σφιγκτήρα αλιγάτορα στο επάνω άκρο κάθε μολυβιού
Σε αυτό το σημείο, θα πρέπει να έχετε τα δύο μολύβια να βγαίνουν από το ποτήρι με τους πυθμένες βυθισμένους στο νερό. Συνδέστε έναν σφιγκτήρα αλιγάτορα από το κλιπ μπαταρίας στο τμήμα γραφίτη κάθε μολυβιού.
Δεν έχει σημασία ποιος σφιγκτήρας συνδέετε σε ποιο μολύβι
Βήμα 6. Συνδέστε το κλιπ μπαταρίας στην μπαταρία 9 βολτ
Αφού έχετε ρυθμίσει τα πάντα και είστε έτοιμοι, μπορείτε να συνδέσετε το ρεύμα. Η σύνδεση του κλιπ θα προκαλέσει ένα ρεύμα να τρέξει στο σύστημά σας. Μόλις συνδεθεί η μπαταρία, θα δείτε φυσαλίδες να σχηματίζονται στα άκρα των μολυβιών βυθισμένες στο νερό.
Οι φυσαλίδες που παράγονται είναι φυσαλίδες υδρογόνου και αερίου χλωρίου. Το οξυγόνο συνδυάζεται με το νάτριο για να σχηματίσει ιόντα υδροξυλίου και το υπόλοιπο χλώριο σχηματίζει αέριο
Μέρος 2 από 2: Συλλογή υδρογόνου
Βήμα 1. Συγκεντρώστε τα απαραίτητα υλικά
Είναι ένα πράγμα να δείχνεις ότι η ηλεκτρόλυση λειτουργεί, αλλά μπορεί επίσης να θέλεις να συλλέξεις το παραγόμενο αέριο υδρογόνο. Για να συλλέξετε τα αέρια, θα χρησιμοποιήσετε ένα παρόμοιο σετ με αυτό στο πρώτο μέρος, αλλά θα χρειαστείτε επίσης 2 δοκιμαστικούς πλαστικούς δοκιμαστικούς σωλήνες και λαστιχάκια/ταινία για να τα κρατήσετε στη θέση τους. Θα χρειαστείτε ένα δοχείο μεγαλύτερο από ένα ποτήρι για αυτό. ένα μικρό πλαστικό δοχείο τροφίμων λειτουργεί πολύ καλά.
Θα χρειαστείτε επίσης τα ίδια εφόδια με τα παραπάνω: 2 μολύβια νούμερο 2, μπαταρία 9 βολτ, κλιπ μπαταρίας με σφιγκτήρες αλιγάτορα και νερό
Βήμα 2. Ρυθμίστε το σύστημα ηλεκτρόλυσης
Αυτή η ρύθμιση θα είναι ελαφρώς διαφορετική επειδή και τα δύο μολύβια θα βυθιστούν εντελώς στο δοχείο. Ακονίστε και τα δύο άκρα κάθε μολυβιού έτσι ώστε το μολύβι να είναι πιο κοντό από το μήκος του δοκιμαστικού σωλήνα. Συνδέστε έναν σφιγκτήρα αλιγάτορα στο ένα άκρο κάθε μολυβιού. Κολλήστε τους σφιγκτήρες αλιγάτορα στο κάτω μέρος του δοχείου έτσι ώστε τα μολύβια να κολλήσουν ευθεία στον αέρα.
Τοποθετήστε τα μολύβια στον σφιγκτήρα έτσι ώστε οι άκρες να μην αγγίζουν το κάτω μέρος του δοχείου
Βήμα 3. Γεμίστε το δοχείο με ζεστό νερό
Αν θέλετε καθαρό υδρογόνο και οξυγόνο, προσθέστε μόνο μαγειρική σόδα στο μείγμα. Εάν ενδιαφέρεστε μόνο για τη συλλογή αερίου υδρογόνου, μπορείτε να προσθέσετε αλάτι, αλλά να ξέρετε ότι η αντίδραση θα παράγει αέριο υδρογόνο και χλώριο από το άλας.
Τα άτομα οξυγόνου θα συνδυαστούν με το νάτριο και τα διαθέσιμα ιόντα υδρογόνου για να σχηματίσουν υδροξείδιο του νατρίου
Βήμα 4. Τοποθετήστε τους δοκιμαστικούς σωλήνες στο δοχείο
Τοποθετήστε τους δοκιμαστικούς σωλήνες ανάποδα στο δοχείο και γείρετε τους έτσι ώστε να γεμίσουν πλήρως με το διάλυμα. Μόλις γεμίσουν εντελώς, συνδέστε τα με την όψη προς τα έξω με το εξωτερικό του δοχείου με λαστιχάκια ή ταινία.
Είναι πολύ σημαντικό να μην υπάρχουν φυσαλίδες στους δοκιμαστικούς σωλήνες
Βήμα 5. Σύρετε το ελεύθερο άκρο ενός μολυβιού σε κάθε σωλήνα
Σε αυτό το σημείο, το ένα άκρο του μολυβιού έχει ένα σφιγκτήρα και το άλλο είναι δωρεάν. Γείρετε τον δοκιμαστικό σωλήνα έτσι ώστε να μπορείτε να σύρετε ένα μολύβι μέσα στο σωλήνα. Επαναλάβετε αυτό με το δεύτερο δοκιμαστικό σωλήνα και μολύβι. Εάν το μολύβι αγγίζει το άκρο του δοκιμαστικού σωλήνα, ακονίστε το προς τα κάτω για να είναι πιο κοντό.
Θυμηθείτε ότι ο δοκιμαστικός σωλήνας πρέπει να είναι εντελώς γεμάτος με νερό χωρίς φυσαλίδες πουθενά
Βήμα 6. Συνδέστε το κλιπ μπαταρίας στη μπαταρία
Όταν ολοκληρωθεί ολόκληρη η ρύθμιση, συνδέστε το κλιπ μπαταρίας για να στείλετε ρεύμα στο σύστημα. Το μολύβι που συνδέεται με την αρνητική πλευρά της μπαταρίας θα παράγει υδρογόνο, ενώ το μολύβι που συνδέεται με τη θετική πλευρά θα παράγει οξυγόνο.
Καθώς παράγεται το αέριο, το νερό στο σωλήνα θα μετατοπιστεί και θα έχετε έναν σωλήνα από καθαρό αέριο υδρογόνο και χλώριο ή οξυγόνο
