چگونه آب را از هیدروژن و اکسیژن تولید کنیم؟

چگونه آب را از هیدروژن و اکسیژن تولید کنیم؟

در تئوری، ساختن آب از گاز هیدروژن و گاز اکسیژن بسیار آسان است. به سادگی دو گاز را با هم مخلوط کنید، یک جرقه یا گرمای کافی اضافه کنید تا انرژی فعال سازی را شروع کنید تا واکنش شروع شود، و از پیش تعیین شده!

آب فوری صرفا دو مخلوط کردن دو گاز در دمای اتاق هیچ کاری نمی کند، درست مانند مولکول های هیدروژن و اکسیژن در هوا، آب خود را به شکل خود به خود ایجاد نمی کند. انرژی لازم برای شکستن پیوندهای کووالانسی که مولکول های H 2 و O 2 را با هم نگه می دارند، تامین می شود. سپس کاتدی هیدروژن و آنیون های اکسیژن آزاد می شود تا با یکدیگر واکنش نشان دهند، زیرا آنها به دلیل تفاوت های الکترونگاتیوی آنها عمل می کنند. هنگامی که اوراق قرضه شیمیایی برای اصلاح آب تولید می شود، انرژی اضافی آزاد میشود که واکنش را پخش می کند. واکنش خالص بسیار اکسوترمی است .

در حقیقت، یک تظاهرات شیمی معمولی این است که بالون (کوچک) را با هیدروژن و اکسیژن پر کنید و بالون (از فاصله و پشت یک سپر ایمنی) را با یک شکاف سوزان لمس کنید. تنوع ایمن تر است برای پر کردن بالون با گاز هیدروژن و احتراق بالون در هوا. اکسیژن محدود در هوا برای تشکیل آب واکنش می دهد، اما در یک واکنش کنترل بیشتر.

یک تظاهرات آسان دیگر این است که حباب هیدروژن را به آب صابون بدهیم تا حباب های گاز هیدروژنی ایجاد شود. حباب ها شناور هستند، زیرا آنها از هوا سبک تر هستند. یک سیلندر سبک تر یا سوزاننده در پایان یک چوب متری می تواند برای احتراق آنها به شکل آب استفاده شود. شما می توانید هیدروژن از مخزن گاز فشرده یا از هر یک از چندین واکنش شیمیایی (مانند واکنش اسید با فلز) استفاده کنید.

با این حال شما واکنش می دهید، بهترین استفاده را برای محافظت از گوش و نگه داشتن فاصله ایمن از واکنش. شروع کوچک، بنابراین شما می دانید چه انتظار می رود.

درک واکنش

شیمیدان فرانسوی Antoine Laurent Lavoisier به نام هیدروژن (یونانی برای "آب تشکیل") بر اساس واکنش با اکسیژن (یکی دیگر از عناصر Lavoisier نامیده می شود، یعنی "اسید تولید کننده"). Lavoisier با واکنش های احتراق جذاب بود. او دستگاهی را برای شکل گیری آب از هیدروژن و اکسیژن برای مشاهده واکنش طراحی کرد. اساسا، راه اندازی او با استفاده از دو شیشه جداگانه (یکی برای هیدروژن و یکی برای اکسیژن)، که به یک کانتینر جداگانه تغذیه. یک مکانیزم جرقه ای این واکنش را ایجاد کرد و آب را تشکیل داد. شما می توانید یک دستگاه را به همان شیوه ساخت کنید، تا زمانی که مراقب باشید جریان جریان اکسیژن و هیدروژن را کنترل کنید، بنابراین سعی نکنید آب زیاد را یک بار (و از یک کانتینر مقاوم در برابر حرارت و شوک استفاده کنید).

در حالی که دیگر دانشمندان زمان با روند تشکیل آب از هیدروژن و اکسیژن آشنایی داشتند، لاووئیسیر کشف نقش اکسیژن در احتراق بود. مطالعات او در نهایت تئوری فلوژیستون را رد کرد، که یک عنصر آتش مانند فلوژیستون را از ماده در هنگام احتراق منتشر کرد.

Lavoisier نشان داد که گاز باید جرمی داشته باشد تا احتراق رخ دهد و جرم پس از واکنش حفظ شود. واکنش هیدروژن و اکسیژن برای تولید آب واکنش اکسیداسیون عالی برای مطالعه بود زیرا تقریبا تمام جرم آب از اکسیژن می آید.

چرا ما نمیتوانیم آب درست کنیم؟

گزارش سال 2006 سازمان ملل متحد حدود 20 درصد از مردم جهان را به آب آشامیدنی تمویل می کند. اگر آب تمیز یا آب شیرین آب خیلی سخت است، ممکن است بدانید که چرا ما فقط از عناصر آن آب را تولید نمی کنیم. دلیل؟ در یک کلمه ... BOOM

اگر در مورد آن فکر نکنید، واکنش هیدروژن و اکسیژن اساسا سوختن گاز هیدروژن است، به جز استفاده از مقدار محدود اکسیژن در هوا، شما در حال تغذیه از آتش است. در طول احتراق، اکسیژن به یک مولکول اضافه می شود که در این واکنش آب تولید می کند.

احتراق همچنین مقدار زیادی انرژی را آزاد می کند. گرما و نور تولید می شود، به طوری که یک موج شوک به سرعت بیرون می رود. اساسا شما یک انفجار دارید آب بیشتری را که در یک زمان ایجاد می کنید، انفجار بزرگتر است. این برای پرتاب موشک کار می کند، اما شما ویدیو هایی دیده اید که در آن به طرز وحشیانه اشتباه گرفته شد. انفجار هندیبورگ مثال دیگری از آنچه اتفاق می افتد وقتی که مقدار زیادی هیدروژن و اکسیژن با هم همراه شوند اتفاق می افتد.

بنابراین، ما می توانیم آب را از هیدروژن و اکسیژن تولید کنیم، و در مقادیر کم، شیمیدانان و مربیان اغلب آن را انجام می دهند. فقط استفاده از این روش در مقیاس وسیع به علت خطراتی نیست و به دلیل هزینه زیاد برای تمیز کردن هیدروژن و اکسیژن برای تغذیه واکنش نسبت به استفاده از آب با استفاده از روش های دیگر، پاک کردن آب آلوده یا صرفا بخار آب از هوا.