Vannelektrolyse: hva vet vi om det

Innholdsfortegnelse:

Vannelektrolyse: hva vet vi om det
Vannelektrolyse: hva vet vi om det
Anonim

Mange av oss må ha elsket eksperimentene som ble utført i kjemitimene på skolen. Det er alltid interessant å observere hvordan ulike stoffer interagerer med hverandre og hva som er resultatet. Og noe slikt som elektrolyse av vann, gjentar noen eksperimenter ganske vellykket hjemme. Som kjent fører denne prosessen til frigjøring av oksygen og hydrogen. Men hvordan skjer egentlig alt dette? Hvorfor er det i det hele tatt nødvendig med vannelektrolyse, og hva er utsiktene? La oss se nærmere på dette.

vannelektrolyse
vannelektrolyse

Hvordan vannelektrolyse fungerer

Hvis du tar en ordinær strømforsyning, kobler grafittstaver til polene og senker dem ned i springvann, så vil det gå en likestrøm gjennom det, ulike elektrokjemiske reaksjoner vil begynne å skje i væsken. Deres aktivitet avhenger direkte av spenningen og tilstedeværelsen av alle slags s alter i vannet. Hvis vi vurderer elektrolyse av vann hjemme ved bruk av vanlig kjøkkens alt, så i den mest forenklede formen, kan flere uavhengige prosesser skilles i den.

Elektrokjemisk prosess

Det består i at oksygen frigjøres ved anoden - og på dette stedet surgjøres væsken, og ved katoden - hydrogen - og væsken alkaliseres her. Men det er ikke alt. Hvis spesielle elektroder brukes, vil elektrolyse av vann gjøre det mulig å oppnå ozon ved den negative polen, og hydrogenperoksid ved den positive polen. Ferskt (ikke destillert) vann inneholder alltid minerals alter - klorider, sulfater, karbonater. Når elektrolyse av vann skjer, deltar de også i reaksjoner. Når det for eksempel begynner å gå en likestrøm gjennom vann med oppløst kjøkkens alt, begynner det å dannes klor ved anoden – og vannet blir surgjort her, og det dannes natriumhydroksid ved katoden – og vannet blir alkalisk. En slik reaksjon er forbigående, og de kjemiske elementene som har dukket opp igjen begynner å samhandle med hverandre. Som et resultat begynner det snart å dukke opp natriumhypokloritt - 2NaOCl. Omtrent det samme skjer med kalium- og kalsiumklorider. Som vi kan se, dannes det som et resultat av nedbryting av ferskvann en blanding av sterke oksidasjonsmidler: ozon, oksygen, natriumhypokloritt og hydrogenperoksid.

vannelektrolyse hjemme
vannelektrolyse hjemme

Elektromagnetisk prosess

Det ligger i det faktum at vannmolekyler er orientert parallelt med strømmen slik at deres hydrogendel (med “+”-tegnet) tiltrekkes av katoden, og oksygendelen (med “-”-tegnet) tiltrekkes av anoden. Påvirkningskraften på dem er så sterk at den fører til svekkelse og noen ganger til brudd av hydrogenbindinger. Som et resultat dannes atomært oksygen, noe som påvirker reduksjonen av vannets hardhet. Det oksiderer kalsiumioner til et oksid (Ca+ + O → CaO), som igjen kombineres med vann og danner det tilsvarende hydratet: CaO + H2O → Ca(OH)2

kavitasjonsprosess

Sammenbruddet av mikroskopiske bobler av hydrogen og oksygen, som oppstår på grunn av elektrolyse, frigjør enorm energi, som ødelegger vannmolekylene som danner veggene deres. Som et resultat oppstår ioner og atompartikler av oksygen og hydrogen, hydroksyler og andre stoffer.

plasmaelektrolyse av vann
plasmaelektrolyse av vann

Application

Vannelektrolyse er av stor praktisk verdi for moderne industri. Det brukes ofte til å rense vann fra ulike urenheter. Det er også en enkel måte å produsere hydrogen på. Sistnevnte er interessant som et mulig alternativ til konvensjonelt drivstoff. For tiden studerer forskere plasmaelektrolyse av vann, som er mye mer effektiv enn vanlig. Og i tillegg til dette er det en teori om at man for nedbrytningen av "livselixiren" kan bruke spesielle bakterier som kan produsere en liten strøm. Som du ser, er elektrolyse av vann slett ikke så enkelt som det ser ut til å begynne med, og man kan sikkert forvente at videre studier av det godt kan føre til en overgang til hydrogendrivstoff.

Anbefalt: