Sisu

• Sammud
• Kogukonna küsimused ja vastused
• Hoiatused

Muud jaotised

Vesinik on kõige kergem element ja sellel on palju tööstuslikke kasutusviise, sealhulgas hüdrogeenitud rasvade loomine köögis kasutamiseks ja süsivesinike tootmine söest. See on veemolekulide oluline osa ja seda saab eraldada väikese koguse elektriga. Mõningate aktiivsete metallide ja tugevate hapete abil saate toota ka vesinikgaasi. Mõlemad meetodid on suhteliselt lihtsad ja võimaldavad teil koguda gaasilist vesinikku.

Sammud

1. meetod 2-st: veeväljasurve kasutamine aktiivsete metallidega

1. 

   Koguge vajalikud materjalid. Vesiniku kogumiseks tugeva happe ja aktiivse metalli segamise reaktsiooni abil on vaja: Erlenmeyeri kolbi, kummikorki, plasttorusid, destilleeritud vett, katseklaase, suurt mahutit, 3 molaarset soolhapet (HCl) ja magneesiumi- või tsinkpelletid.
   • Erlenmeyeri kolb on klaasist kolb, millel on kooniline põhi ja silindriline kael.
   • Kummikorg on mõeldud kolvi ülaosale ja toru läbimiseks peab selle keskel olema auk.
   • Selle katse jaoks sobib kas magneesium või tsink, te ei vaja mõlemat.
   • Mõnda neist tarvikutest võib vaja minna ostma veebist või laboratooriumi kauplusest.

2. 

   
   
   Kanda korralikke kaitsevahendeid. Kui töötate tugeva happega, näiteks soolhappega, peate kindlasti järgima õigeid ettevaatusabinõusid. Labori mantli kandmine, kindad, kinniste kingadega ja silmakaitsed on hädavajalikud.
   • Prillid peaksid pritsmete eest kaitsmiseks ümbritsema oma silmade külgi.
   • Kandke kindaid, mis sobivad korralikult, et hoida oma käte ja sõrmede osavust.

3. 

   
   
   Valmistage eksperimentaalne seadistus ette. Sisestage toru üks ots kummikorgi auku. Tahate, et torustik läbiks kummikorgi ja jääks otsast veidi välja. Täitke suur anum veega ja asetage toru vaba ots vette. Kui katse algab, asetate kummikorgi Erlenmeyeri kolbi.
   • Pange need tükid kõrvale, kuni olete valmis neid kasutama.

4. 

   
   
   Katseklaas uputatakse vette. Võtke vähemalt üks katseklaas (võite kasutada rohkem, kui soovite rohkem vesinikku koguda) ja uputage see vette. Kallutage toru nii, et kõik õhumullid pääseksid välja. Asetage toru vastasküljel kummikorgi külge kinnitatud sukeldatud toru kohale.
   • Enne alustamist on oluline, et kõik õhumullid eemaldatakse torust. Kui neid pole, on torusse kogutud gaas midagi enamat kui ainult vesinik.

5. 

   Lisage Erlenmeyeri kolbi vesinikkloriidhape. Lisage nii palju soolhapet, et kolb täidetakse umbes poolenisti. Ligikaudu 100 ml peaks olema piisav. Enne happe lisamist veenduge, et kolb oleks puhas ja kuiv. Kandke kummikindaid ja olge kolbi täitmisel ettevaatlik.
   • Olge ettevaatlik, et vett ei satuks happesse. Happele lisatud vesi võib põhjustada plahvatuse ja vigastusi.

6. 

   Alustage keemilist reaktsiooni HCl-le metallgraanulite lisamisega. Lisage kolbi vesinikkloriidhappele peotäis tsinki või magneesiumi graanuleid. Täpne summa, mille sisse panite, pole oluline, kuid reaktsiooni alustamiseks peaks piisama väikesest peotäiest.
   • Pärast graanulite lisamist asetage kork kolbi nii, et süsteem oleks nüüd suletud.

7. 

   Koguge vesinik sukeldatud katseklaasi. Kui metall reageerib happega, tekib gaasiline vesinik. See vesinik liigub kolvi ülaossa, läbi torustiku ja vette uppunud katseklaasi. Gaas tõrjub vee välja ja katseklaasi ülaosas peaksite nägema mulli.
   • Kui katseklaas on täis vesinikku, uputage teine ​​katseklaas veega ja asetage see toru kohale. Võite koguda nii palju vesinikku, kui teie reaktsioon tekib.
   • Hoidke katseklaase allapoole, et vältida vesinikgaasi õhku pääsemist.

8. 

   Veenduge, et gaas on vesinik. Selleks, et kinnitada, et gaas on vesinik, saate teha nn splint-testi. Süüdake tikk ja hoidke seda toru all. Kuulete hüppavat või piiksuvat heli, mis näitab vesiniku olemasolu.

2. meetod 2-st: elektrolüüsi kasutamine

1. 

   Koguge vajalikud materjalid. Selles katses kasutate vesiniku ja hapniku gaaside eraldamiseks veemolekulidest elektrit. Vesinikgaasi elektrolüüsi abil kogumiseks vajate 9-voldist akut, pliiatsit, kahte katseklaasi, plastmahutit, vett, söögisoodat, kahte suurt kummilinti (valikuline) ja klambritega akuklambrit.
   • Selle toimimiseks peab pliiatsil olema grafiit. Pliiats number 2 sobib ideaalselt. Selleks töötab ka kaks väikest grafiiditükki.
   • Piisab väikesest toiduainete hoidmise mahutist või kausist.
   • Veenduge, et akuklamber mahub 9-voldisele patareile ja selle otsas on punane ja must traat, mille alligaatori klambrid on olemas. Neid klambreid kasutatakse teie süsteemi aku külge ühendamiseks.

2. 

   Eemaldage kustutuskumm pliiatsilt ja murra pliiats pooleks. Teil on vaja kahte tükki grafiiti, ühte aku positiivse ja negatiivse otsa jaoks. Teritage pliiatsi iga tüki mõlemad otsad punktini. Veenduge, et grafiit oleks hästi kokku puutunud.
   • Selle sammu saab vahele jätta, kui teil on juba kaks tükki puhast grafiiti.

3. 

   Keerake konteineri ümber kaks X-kujulist kummiriba. See samm on valikuline, kuid on lihtne viis katseklaase katse ajal paigal hoida. Venitage üks kummipael üle anuma ja venitage teine ​​kummipael selle kohale nii, et see ristuks üle esimese, moodustades X.
   • Kui te ei kasuta kummipaelu, kinnitage katseklaasid kindlasti lindi või nööriga nii, et need jääksid katse ajal tagurpidi.

4. 

   Valmistage söögisooda ja vee lahus. Söögisooda lahustamine vees aitab elektrit süsteemis juhtida. Lisatud söögisooda täpne kogus pole oluline, kuid umbes 1 tl 1 tassi vee kohta peaks olema piisav. Segage, kuni see on täielikult lahustunud.
   • Söögisooda lahustumise kiirendamiseks kasutage sooja vett.

5. 

   Täitke plastmahuti ja katseklaasid söögisooda lahusega. Mahuti peab olema mõlema katseklaasi mahutamiseks piisavalt suur. Lisage lahusest nii palju, et mahuti oleks umbes kolmveerand täis. Uppige katseklaasid anuma lahusesse ja keerake need tagurpidi. Asetage iga toru kummipaela X risti, et see oma paigal hoida.
   • On väga oluline, et mõlemad katseklaasid oleksid täielikult vett täis ja õhumulle ei jääks.

6. 

   Kinnitage alligaatori klambrid grafiidile. Võtke akuklambrist üks klamber ja kinnitage see ühe pliiatsi otsa. Veenduge, et see puudutaks võimalikult palju grafiiti. Tehke sama ülejäänud alligaatori klambri ja pliiatsiosaga.
   • Üks pliiats tuleb kinnitada punasele klambrile ja üks pliiats musta klambri külge.

7. 

   Libistage pliiatsi kinnitamata ots katseklaasi. Hoidke katseklaasi täielikult vee all, kallutage seda veidi, et saaksite pliiatsi kinnitamata otsa torusse libistada. Korrake seda protsessi teise pliiatsi ja teise katseklaasiga.
   • Sel hetkel peaks kõik olema vee all ja iga katseklaasi sees peaks olema üks pliiatsitükk.
   • Hoidke aku külge kinnitatud akuklambri otsa veest väljas.

8. 

   Kinnitage akuklamber 9-voldise aku külge. Kui kõik on seadistatud, olete nüüd valmis rakendama 9-voldise aku elektrit. Aku klambri ots peaks konteinerist välja paistma, nii et lihtsalt kinnitage aku oma kohale. Kui aku on kinnitatud, peaksite märkama mullide tõusu grafiidi otsast ja hõljumist iga katseklaasi otsa.
   • Kui te ei näe tekkinud mulli, kontrollige, kas alligaatori klambrid on pliiatsi grafiidi külge kindlalt kinnitatud. Samuti kontrollige, kas teie aku on täielikult laetud.
   • Pliiatsile kinnitatud negatiivse traadiga katseklaas toodab vesinikku, aku positiivse traadi külge kinnitatud katseklaas aga hapnikku.

9. 

   Koguge vesinik ja hapnik kahte katseklaasi, kuni igas torus on paar tolli gaasi. Pidage meeles, et aku negatiivse otsaga ühendatud torus on vesinik ja hapnik on torus, mis on ühendatud positiivse otsaga. Eemaldage katseklaasid purgist ükshaaval. Hoidke neid tagurpidi ja laske vett välja voolata. Torudes olev gaas jääb alles, kuigi te seda ei näe.

10. 

    Test vesiniku olemasolu suhtes. Vesiniku olemasolu saate testida, kui tabate tikku ja hoiate leeki gaasi kohal. Kui see on vesinik, annab see väga selgelt eristuva popi heli. Tiku asemel võite kasutada ka süüdatud küünalt.
    • Toiteallika positiivse küljega ühendatud katseklaasis hapniku testimiseks puhuge põlema pandud tikk (või küünal) ja asetage veel hõõguv ots katseklaasi alla. Kui küünal taastub, on hapnik olemas.

Kogukonna küsimused ja vastused

Kas mul on vaja kahte katseklaasi, kui tahan koguda ainult vesinikku?

Bess Ruff, MA
Keskkonnateadlane Bess Ruff on Florida osariigi ülikooli geograafiadoktorant. Ta omandas 2016. aastal Santa Barbaras asuvas California ülikoolis keskkonnateaduse ja juhtimise magistrikraadi. Ta on teinud Kariibi mere mere ruumilise planeerimise projektide uurimistöid ja pakkunud uurimistoetust säästva kalanduse rühma kraadiõppejõuna.

Keskkonnateadlane Kui soovite vesinikku koguda ainult elektrolüüsimeetodi abil, võite kasutada ühte katseklaasi. Veenduge, et kasutatav toru oleks ühendatud aku negatiivse otsaga.

Kui palju saab sellest lihtsast elektrolüüsi katsest vesinikku koguda? Ja milline oleks gaasilise vesiniku rõhk?

See oleneb. Reaktsiooni (vee jagunemise) kiirus põhineb aku ampritel ja reageerimiseks jäänud ajast. Tavaliselt on vesinik umbes merepinna rõhul, kui te ei tee katset tõeliselt kuumas või külmas keskkonnas.

Miks kogub vesinik negatiivsesse torusse

Tänu sellele, kuidas veemolekulid jagavad elektrone, on vesiniku aatomid positiivselt ja hapniku aatomid negatiivselt laetud. Gaaside väljavõtmisel tõmbub positiivselt laetud vesinik negatiivsesse torusse, negatiivselt laetud hapnik aga positiivsesse torusse.

Miks ei pääsenud gaas minu gaasikogumistorust välja?

See on vesinik, gaas, mis on kõigist teistest, kaasa arvatud heelium, kergem, mis tähendab, et see jääb katseklaasi seni, kuni toru suletud ots on peal, kuna teised gaasid selle välja tõrjuvad. Põhjus, miks me vesiniku asemel kasutame heeliumi, on see, et see ei ole tuleohtlik. See on tingitud asjaolust, et see on väärisgaas (sellel on täisvalentsne kest, mis koosneb 8 elektronist) ja on seetõttu mitteaktiivne.

Kas gaas oleks väga tuleohtlik?

Jah. Vaadake Hindenburgi katastroofi YouTube'is. Tsepeliinid kasutasid vesinikku, kuna see oli kõige kergem gaas ja neid oli üsna lihtne saada. Seetõttu töötavad mõned autotootjad vesinikkütusega autode kallal.

kas see on vesiniku vedel vorm?

Ei - selle katse vesinik on gaasiline

• 
  
  Kuidas vedeldada vesinikku? Vastus

Hoiatused

• Puhta vesinikuga olge ettevaatlik. See on õhuga segatuna väga plahvatusohtlik.
• Veenduge, et kogu muu õhk oleks eemaldatud seadmetest, milles te vesinikku kogute.