A vízbontás, illetve a vízbontó készülék feltalálása, használata az 1800-as évekre datálható. Először Nicholson és Carlisle alkalmazta, minő meglepő a víz bontására. A készülékükkel nagyszerűen be tudták mutatni az elektrolízist. Ezen megfontolásokat és kutatásokat vitte tovább August Wilhelm von Hoffman német kémikus és hozta létre, a róla elnevezett Hoffman-féle vízbontó készüléket. Az általa kivitelezett kísérleti eszközt a mai napig számtalan iskolában használjuk a vízbontás szemléltetésére.
A tovább gombra való kattintással egy csodálatos elektrokémiai utazásban lesz részed, a helyedben én nem hagynám ki! Amennyiben a jövőben sem szeretnél lemaradni a hasonló utazásokról iratkozz fel hírlevelünkre és lájkold facebook oldalunkat.
A címben szereplő "víz elgázosítása" valljuk meg, hogy erős túlzás, sőt tudományosan sem állja meg a helyét. A következőekben oldjuk fel ezt a téves állítást, illetve ismerkedjünk meg a víz elektrolízisével a Hofmann-féle vízbontó készülék alkalmazásával.
Többször elhangzott már az elektrolízis, mint kifejezés, de pontosan mit is értünk alatta?
A Hoffman által megalkotott készülék tulajdonképpen egy háromágú közlekedőedény. A közlekedőedények fa vagy műanyag talpazaton rögzülnek. A középső csőbe töltjük a sósavval vagy kénsavval savanyított vizet. A két szélső cső alján egy-egy elektródot találunk, amihez az áramforrást csatlakoztatjuk. A csövek felső részén üvegből készült záró csapokat találunk.
Hoffman-féle vízbontó készülék
A következőekben kénsavval (H2SO4) savanyított víz példáján keresztül mutatjuk be a lejátszódó reakciókat. Első lépésként elkészítettük a megfelelő oldatot, majd betöltöttük a készülékünk középső csövébe. Amint rácsatlakoztatjuk az áramforrást az elektródokra megindul az elektrolízis. Az áramforrásunk pozitív sarkával összekötött elektród lesz az anód, míg a negatív sarokra csatlakoztat elektród a katód.
Az tapasztaljuk, hogy a katódon H2 gáz, míg az anódon O2 gáz képződik. Szemmel látható, hogy a képződő gázok térfogata nem egyenlő, a katódon fele akkora térfogatú O2 képződik, mint az anódon képződő H2. Nézzük meg a reakció egyenletét és derítsünk fényt az arányokra.
A kénsav híg oldatokban hidrogénionra és szulfátionra disszociál. A hidrogénionok először hidrogén atommá, majd hidrogén molekulává alakulnak a katódon. A szulfátionok pedig semlegesítésüket követően a vízzel lépnek reakcióba.
2SO4+2H2O ---> 2H2SO4+O2
Tehát a katódon hidrogén, az anódon pedig oxigén keletkezik, 2:1 arányban.
A keletkezett gázok (hidrogén, oxigén) egyaránt színtelenek és szagtalanok, azonban fizikai tulajdonságaikban eltéréseket tapasztalunk. A katód fölött lévő csőben összegyűlt oxigén fölé helyezzünk parázsló hurkapálcát. Azt fogjuk tapasztalni, hogy a hurkapálcánk az oxigén hatására meggyullad. Az anód fölött lévő csőben összegyűlt gáz pedig a gázscsap óvatos megnyitását követően meggyullad.
Szintén a víz elektrolízisének témakörébe tartoznak a hidrogén üzemanyagcellák, amelyek a víz elektrolízisével állítanak elő hidrogént és oxigént. Az ezzel kapcsolatos korábbi bejegyzésünket tekintsd meg IDE kattintva. A bejegyzésben szereplő i-H2GO-t most webáruházunkban kedvezményesen vásárolhatod meg!
Kísérlethez szükséges eszközök:
- Hoffman-féle vízbontó készülék
 |
 |
 |
Jakus Ádám
e-mail: fizika@stiefel.hu
Tel.: (1) 415-2010
Videó forrása: Youtube, Dr. Béres József Laboratórium, TÁMOP 3.1.3-11/22012-0036
