Jak zrobić wodę z wodoru i tlenu

Woda to potoczna nazwa ditlenek wodoru lub H.₂O. Cząsteczka powstaje w wyniku licznych reakcji chemicznych, w tym reakcji syntezy z jej pierwiastków, wodoru i tlenu. Zrównoważone równanie chemiczne dla reakcji jest następujące:

2 godz₂ + O₂ → 2 godz₂O

Teoretycznie łatwo jest zrobić wodę wodór i gazowy tlen. Wymieszaj oba gazy razem, dodaj iskrę lub wystarczającą ilość ciepła, aby zapewnić energię aktywacji do rozpoczęcia reakcji i wstępnie-natychmiastową wodę. Samo zmieszanie dwóch gazów w temperaturze pokojowej nic jednak nie da, ponieważ cząsteczki wodoru i tlenu w powietrzu nie tworzą spontanicznie wody.

Energia musi zostać dostarczona do zerwania wiązań kowalencyjnych, które zawierają H₂ i O₂ cząsteczki razem. Kationy wodoru i aniony tlenowe mogą wtedy reagować ze sobą, co robią ze względu na różnice elektroujemności. Kiedy wiązania chemiczne ponownie się formują, tworząc wodę, uwalniana jest dodatkowa energia, która propaguje reakcję. Reakcja netto to wysoce egzotermiczny, co oznacza reakcję, której towarzyszy wydzielanie ciepła.

Jednym z powszechnych pokazów chemicznych jest napełnienie małego balonu wodorem i tlenem oraz dotknięcie balonu - z daleka i za osłoną bezpieczeństwa - płonącą szyną. Bezpieczniejszą odmianą jest wypełnienie balonu gazowym wodorem i podpalenie balonu w powietrzu. Ograniczony tlen w powietrzu reaguje, tworząc wodę, ale w bardziej kontrolowanej reakcji.

Jeszcze inną łatwą demonstracją jest bąbelkowanie wodoru do wody z mydłem, aby utworzyć bąbelki wodoru. Pęcherzyki unoszą się, ponieważ są lżejsze od powietrza. Długa rączka zapalniczki lub płonącej szyny na końcu drążka metrowego może zostać użyta do podpalenia ich w celu utworzenia wody. Możesz użyć wodoru ze zbiornika sprężonego gazu lub z dowolna z kilku reakcji chemicznych (np. reakcja kwasu z metalem).

Niezależnie od reakcji, najlepiej nosić ochronę słuchu i zachować bezpieczną odległość od reakcji. Zacznij od małych rzeczy, abyś wiedział, czego się spodziewać.

Francuski chemik Antoine Laurent Lavoisier nazwany wodorem, po grecku „wytwarzający wodę”, w oparciu o jego reakcję z tlenem, inny pierwiastek o nazwie Lavoisier, co oznacza „producent kwasu”. Lavoisier był zafascynowany reakcjami spalania. Opracował aparat do wytwarzania wody z wodoru i tlenu, aby obserwować reakcję. Zasadniczo w jego zestawie zastosowano dwa słoiki - jeden na wodór, a drugi na tlen - które podawano do osobnego pojemnika. Mechanizm iskrowy zainicjował reakcję, tworząc wodę.

Możesz zbudować aparat w taki sam sposób, o ile będziesz uważnie kontrolować szybkość przepływu tlenu i wodoru, abyś nie próbował jednocześnie wytworzyć zbyt dużej ilości wody. Należy również użyć pojemnika odpornego na ciepło i wstrząsy.

Podczas gdy inni ówcześni naukowcy znali proces tworzenia wody z wodoru i tlenu, Lavoisier odkrył rolę tlenu w spalaniu. Jego badania ostatecznie obaliły teorię flogistonu, która sugerowała, że ​​nazywa się element podobny do ognia flogiston został uwolniony z materii podczas spalania.

Lavoisier wykazał, że gaz musi mieć masę do zajścia spalania i że masa została zachowana po reakcji. Reakcja wodoru i tlenu w celu wytworzenia wody była doskonałą do zbadania reakcją utleniania, ponieważ prawie cała masa wody pochodzi z tlenu.

ZA Raport Narodów Zjednoczonych z 2006 roku szacuje się, że 20 procent ludzi na świecie nie ma dostępu do czystej wody pitnej. Jeśli tak trudno jest oczyścić wodę lub odsalić wodę morską, możesz się zastanawiać, dlaczego nie wytwarzamy wody z jej żywiołów. Powód? Jednym słowem - BOOM!

Reagowanie wodoru i tlenu jest zasadniczo spalaniem wodoru, z wyjątkiem tego, że zamiast zużywać ograniczoną ilość tlenu w powietrzu, zasilasz ogień. Podczas spalania tlen jest dodawany do cząsteczki, która wytwarza wodę w tej reakcji. Spalanie również uwalnia dużo energii. Ciepło i światło wytwarzane są tak szybko, że fala uderzeniowa rozszerza się na zewnątrz.

Zasadniczo masz wybuch. Im więcej wody zrobisz naraz, tym większa eksplozja. Działa na wystrzeliwanie rakiet, ale widzieliście filmy, w których to poszło strasznie źle. Eksplozja Hindenburga jest kolejnym przykładem tego, co dzieje się, gdy gromadzą się duże ilości wodoru i tlenu.

Możemy więc wytwarzać wodę z wodoru i tlenu, a chemicy i nauczyciele często tak robią - w małych ilościach. Nie jest praktyczne stosowanie tej metody na dużą skalę ze względu na ryzyko i ponieważ znacznie droższe jest oczyszczanie wodoru i tlen zasilający reakcję, niż wytwarzanie wody innymi metodami, oczyszczanie zanieczyszczonej wody lub kondensacja pary wodnej z powietrze.