Η ηλεκτρόλυση του νερού στο εργαστήριο

Η ηλεκτρόλυση του νερού στο εργαστήριο

Ηλεκτρόλυση του νερού

Πώς μπορούμε να πραγματοποιήσουμε ηλεκτρόλυση του νερού, χρησιμοποιώντας τη συσκευή Hof­mann που είναι διαθέσιμη στο εργαστήριο; Εδώ μπορείς να βρεις τις οδηγίες για την ηλεκτρολυτική διάσπαση του νερού και το αντίστοιχο φύλλο εργασίας.


ΨΗΦΙΑΚΟ ΒΙΒΛΙΟ

2.6 Διάσπαση του νερού – Χημικές ενώσεις και χημικά στοιχεία


ΣΤΟΧΟΙ

Οι στόχοι της παρούσας εργαστηριακής άσκησης είναι οι ακόλουθοι:

  1. Να διαπιστώσεις ότι το νερό αποτελείται από υδρογόνο και οξυγόνο.
  2. Να διαπιστώσεις ότι οι ιδιότητες του νερού είναι διαφορετικές από τις ιδιότητες των στοιχείων που το αποτελούν, δηλαδή το υδρογόνο και το οξυγόνο.
  3. Να διαπιστώσεις πειραματικά ότι οι όγκοι υδρογόνου και οξυγόνου που προέρχονται από τη διάσπαση του νερού έχουν σταθερή αναλογία (2:1).

ηλεκτρολυση: αρχη μεθοδου

Το νερό είναι μία χημική ένωση η οποία αποτελείται από υδρογόνο και οξυγόνο σε αναλογία 2:1. Όταν περνάει ρεύμα μέσα από νερό στο οποίο έχει διαλυθεί μικρή ποσότητα θειικού οξέως (διάλυμα ηλεκτρόλυσης), το νερό διασπάται και παράγονται τα δύο αέρια, το οξυγόνο και το υδρογόνο σύμφωνα με την παρακάτω αντίδραση:

νερό →  υδρογόνο  +  οξυγόνο

ή στη γλώσσα της χημείας:

 2H2O →      2H2       +      Ο2

ηλεκτρόλυση-σ. Hofmann

Το υδρογόνο είναι άχρωμο αέριο το οποίο όταν πλησιάσει τη φλόγα ενός κεριού εκρήγνυται με κρότο. Το οξυγόνο είναι επίσης άχρωμο αέριο, το οποίο μπορεί να αναζωπυρώσει την φλόγα ενός ξύλου που σιγοκαίει.

Για την πραγματοποίηση της ηλεκτρόλυσης χρησιμοποιούμε μία συσκευή η οποία είναι κατασκευασμένη από γυαλί και ονομάζεται συσκευή Hof­mann. Αυτή αποτελείται από ένα κεντρικό σωλήνα στο πάνω μέρος του οποίου βρίσκεται ένα χοανοειδές άνοιγμα και δύο πλευρικούς σωλήνες. Οι δύο πλευρικοί σωλήνες, που είναι και βαθμονομημένοι, έχουν στο επάνω μέρος στρόφιγγες που ανοιγοκλείνουν και στο κάτω μέρος τους προσαρμόζονται ηλεκτρόδια. Το θετικό ηλεκτρόδιο ονομάζεται άνοδος, ενώ το αρνητικό ηλεκτρόδιο ονομάζεται κάθοδος.

ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ

ΟΡΓΑΝΑ — ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΥΛΙΚΑ
Μικροσκόπιο
Αντικειμενοφόρες πλάκες
Καλυπτρίδες
Ξυραφάκι
Βελόνα ανατομίας
Λαβίδα με λεπτά άκρα
Οδοντογλυφίδες
Σταγονόμετρο
Διηθητικό χαρτί
Διάλυμα lugol (1–2gr J & 4gr KJ σε 100ml νερού)
Βολβός κρεμμυδιού
Φύλλα ελιάς

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

  • Συνδέουμε τα ηλεκτρόδια με πηγή συνεχούς τάσης 15–20V. Παρεμβάλ­­λουμε στο κύκλωμα έναν διακόπτη και έναν λαμπτήρα. Ο διακόπτης θα πρέπει να είναι ανοικτός.
  • Γεμίζουμε τη συσκευή με το διάλυμα ηλεκτρόλυσης. Οι στρόφιγγες της συ­σκευής θα πρέπει να είναι ανοικτές και η στάθμη του ηλεκτρολύτη να είναι λίγο πιο κάτω από τις στρόφιγγες, διότι σε διαφορετική περίπτωση, αν υπάρχουν σταγόνες ηλεκτρολύτη πάνω από τις στρόφιγγες, όταν ανοίξουμε τις στρόφιγγες για να συλλέξουμε το οξυγόνο και το υδρογόνο, υπάρχει κίνδυνος να εκτιναχτούν.
  • Αφού ολοκληρώσουμε την πλήρωση της συσκευής, κλείνουμε τις στρόφιγγες στους σωλήνες. Κλείνουμε το κύκλωμα ώστε να αρχίσει η ηλεκτρόλυση και αφήνουμε τη συσκευή να λειτουργήσει για λίγα λεπτά.
  • Μετρούμε τους όγκους των δύο αερίων σε τρεις διαφορετικούς χρόνους.
  • Ακολουθούμε τις οδηγίες και συμπληρώνουμε το φύλλο εργασίας.

φυλλο εργασιας

ηλεκτρόλυση: πραγματοποιηση πειραματοσ


χρησιμοι συνδεσμοι

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

%d