Hur förbereder man väte och syre med vatten med ättiksyra?

Du har antagligen lärt dig någonstans på vägen att vatten består av syre och väte. Istället för att ta någons ord för det kan du bevisa detta för dig själv genom att separera vattnet tillbaka i dess komponenter. Den vanligaste tekniken för att separera vattenmolekyler är känd som elektrolys. Även om elektrolys kan göras med hushållsartiklar, främjar ättiksyra (vinäger) inte elektrolys tillräckligt för att generera en märkbar mängd gas. Du kan bevisa detta för dig själv genom att göra elektrolys med ättika och sedan med natron. Du kommer att märka att elektrolys med natron producerar mycket mer gas än med ättika.

Metod 1 av 3: bygga apparaten

1

Börja med ett tomt badkar. Du kan använda ett plast- eller glaskar. Undvik att använda ett metallkar eftersom du kommer att köra en elektrisk ström genom vattnet. Storleken av karet spelar ingen roll, men en bra startpunkt skulle vara att använda en ^en / _två gallon (1,9 liter) behållare.
2

Tejpa alligatorklämmor på botten av badkaret. Du behöver två krokodilklämmor. En kommer att ansluta till din positiva elektrod (anoden) och den andra kommer att ansluta till din negativa elektrod (katoden). Tejpa ena änden av varje klämma på insidan av karet. Se till att du har tillräckligt med utrymme så att du fortfarande kan öppna och stänga klippet.

Detta kommer att bekräfta att ättiksyra i vinäger inte främjar elektrolys av vatten.
3
Anslut elektroderna. Du behöver två elektroder gjorda av ett icke-reaktivt material som leder elektriciteten väl. Ett optimalt val är platina, men om du inte har platinaelektroder som ligger runt kan du använda grafit. Raka av träet av två pennor för att göra två grafitstavar. Kläm en till varje krokodilklämma inuti badkaret.
- Grafitstavar är bra elektroder eftersom de inte löses upp i vatten och leder elektricitet.

Metod 2 av 3: elektrolysera vatten och vinäger

1
Blanda en vinägerlösning. Tillsätt 5 matskedar (74 ml) av ättika till ^ett / _två gallon (1,9 liter) vatten. Den resulterande lösningen kommer att vara lite sur och kunna leda en liten mängd elektricitet. Häll lösningen i badkaret.
- Du kan använda eller inte använda hela lösningen. Fyll bara badkaret hela vägen.
2
Vänd ett provrör över varje elektrod. Fyll först 2 provrör med vatten. Du kan fylla dem från kranen eller med vattnet i badkaret. Vänd varje provrör över en av grafitelektroderna och i vattnet. Var noga med att inte få luftbubblor i provrören. Dessa rör är avsedda att samla upp väte eller syre som bildas.
- Du måste använda en klämma för att hålla provrören på plats över stavarna.
Undvik att använda ett metallkar eftersom du kommer att köra en elektrisk ström genom vattnet.
3
Anslut krokodilklämmorna till en strömförsörjning. Anslut krokodilklämmorna (sidan motsatt elektroderna) till endera polen på ett 9V batteri. Detta kommer att slutföra kretsen och tillåta ström att strömma. Strömmen kommer dock att begränsas av att vinägerlösningen inte kan leda bra. Detta kommer att bekräfta att ättiksyra i vinäger inte främjar elektrolys av vatten.
- Denna begränsning av strömmen förbjuder att vattnet delas upp i väte och syre.
- Vinäger är en svag syra, så den lossnar inte helt när den löses i vatten, vilket innebär att det finns färre joner att leda elektricitet.

Metod 3 av 3: elektrolysera vatten och bakpulver

1
Fyll badkaret med en natriumbikarbonatlösning. Lägg 1 msk (21 g) av bakpulver (natriumbikarbonat) till ^en / _två gallon (1,9 liter) vatten. Den bakpulver kommer att upplösas i elektrolyter i lösningen. Dessa elektrolyter ökar mängden ström som vattnet kan leda.
- Bakpulver former natrium och bikarbonat joner när dissocieras.
2
Täck över elektroderna. Fyll två provrör med vatten från kranen eller från karet. Vänd varje provrör upp och ner för att täcka varje elektrod. Var noga med att inte släppa in luft i provrören. Rören samlar upp de gaser som du producerar under elektrolys.
- Använd en klämma för att hålla provrören på plats över elektroderna.
Även om elektrolys kan göras med hushållsartiklar, främjar ättiksyra (vinäger) inte elektrolys tillräckligt för att generera en märkbar mängd gas.
3

Anslut strömkällan. Anslut en alligatorklämma till den positiva polen på ett 9V batteri. Anslut den andra till den negativa terminalen. Detta skapar en krets som låter ström strömma genom elektrolytlösningen.
4
Titta på bubblor samlas vid anoden och katoden. När strömmen flyter genom lösningen kommer den att dela upp en del av vattenmolekylerna. Resultatet blir vätgas (H ₂) och syrgas (O ₂). Syrgas, som har en laddning på -2, kommer att lockas till en positiv laddning och samlas på anoden (en elektronacceptor som drar till sig negativa laddningar, kallas anjoner). Vätgasen, som har en laddning på +1, kommer att lockas till en negativ laddning och samlas vid katoden (en elektronacceptor som drar till sig positiva laddningar, kallas katjoner).
- När gaserna samlas upp kommer de att bubbla ut ur vattnet runt sina respektive elektroder och fångas upp i provrören.
- Du kommer att märka att vatten förskjuts längst upp på provröret och ersätts av gaserna.
- Observera att röret som täcker katoden förskjuts dubbelt så mycket vatten som röret som täcker anoden. Det beror på att det bildas dubbelt så många vätemolekyler som syremolekyler.

Tips

Detta är ett bra experiment att göra med barn. Du kan också prova det med andra elektrolyter som leder elektricitet, till exempel bordssalt (NaCl), som dissocieras i Na + och Cl -joner när de löses i vatten.

Varningar

Stick inte händerna i vattnet när strömkällan är ansluten.
Vätgas är mycket brandfarligt. I dessa små mängder är det säkert, men var försiktig.

Läs också: Hur man gör väte (vetenskapsexperiment)?