Производство на водород с помощта на желязо (опити)

Тръбата на огнеупорен стъкло поръсва железен прах (търговски наличен метал на прах, и може да отнеме много тънки метални стружки) слой от 2-3 см. След това се добавят на капки 0,5 мл вода. Желязо на прах абсорбира вода. В още влажна смес от приблизително три см поръсва сух слой от железен прах. Тръбата затвори гумената запушалка, през която прескачане извита стъклена тръба с вътрешен напречно сечение 6,3 mm. вътрешната страна на тръбата се предпази от силно нагряване парче лист азбест, азбест или стъклена вата. След това се определи тръбата под ъгъл на статив или монтиране на тръбите, както е показано на фигурата. изходната тръба газ да се потопи във водата и над своя край укрепване обърнатия тръба пълна с вода. Такова устройство за събиране на газове, наречени пневматичен корито.

За успеха на опита, необходими за желязо на прах, тъй като сухата част на колоната, тя се нагрява толкова, колкото е възможно. Това изисква силна Бунзен горелка. В твърде малко увеличение на налягането на газа, колкото е възможно подаването на въздух, така че пламъкът е разделена на вътрешния конус и "блед" външната част. Въпреки това, не е възможно да се даде възможност ретроспекция (това показва слаба свирка), тъй като в този случай, горене започва в горелката и загрява. е необходимо да се гасят горелката веднага чрез затваряне на достъпа на газ, и след това отново се запали, предварително ограничаване на подаване на въздух.

Горелката създаде епруветка така, че външният ръб на горещите не-светлинен пламъка течеше тръба. Ние първо загрява част, разположена малко по-високо суха колона железен прах, докато тръбата не е значително нагряване. След това бавно обобщим пламък зона под сух железен прах.

Влажният слой се нагрява, водата се изпарява и парата реагира с желязо на прах горещо. Така желязо улавя вода кислород и водород освободен. Тя преминава през стъклената тръба, и устройството за събиране образува мехурчета, които се събират в епруветка, пълен с вода. Това се случва толкова бързо, че имаме време да се запълни и втората тръба. Всяка пълнене тръба директно под водата, което трябва да се затвори запушалката и едва след това премахване на въздушна баня.

Ако газовите мехури престават да се формира, да спре отопление и подпали формира водород. За тази инвертна отвора на тръба надолу и отворите на дъното на пламъка ще направи отвор. Газ ще изгори бързо. Ще видим син пламък и ще чуете свистящ звук, а може да бъде и силен памук. Ако показа, означава в тръбата не е чист водород, и се смесва с въздух. Въздухът може да се получи при това в обем от апарата или началото на експеримент с използване на нестандартни тръби. Във всеки случай, за да се избегнат наранявания при евентуална експлозия фрагменти преди горят газ тръба увита мокра кърпичка.

Желязо лесно се комбинира с кислород, така че да измества водород от вода. При стайна температура, този процес е много бавен, а напротив, в червена топлина - силно. Водородът се изгаря при запалване. Той се свързва с кислорода във въздуха и водата се генерира отново. Ако водород не се смесва от началото с кислород или въздух за горенето се осъществява спокойно. Смес на водород с въздух или чист кислород експлодира. Тази смес nazyvayutgremuchim газ и описаните по-горе в ин витро тест -proboy на гърмящ газ. Ако ние работим с водород, предишен опит е необходимо, с помощта на този тест, за да се гарантира, че водород не съдържа въздух.

Въз основа на първата нашия опит, ние може да даде общ рецепта разлагане на химично съединение: че свободен компонент А на връзка AV, трябва да влиза в реакция с веществото С, който се свързва с В-лек от A. Желязото е по-склонни към образуване на съединения с кислород от водород, и по този начин го измества от водата. Други метали също са способни на това, например цинк, алуминий, магнезий или натрий. Такива метали са посочени като активен, докато kakneaktivnye метали: мед, сребро, злато и платина - не може да се разлагат вода. Метали за тяхната способност да се смесват с кислород могат да бъдат доставени в поредица, която започва с най-благородния метал - злато, и завършва с най-реактивни алкалните метали; - .. натрий, калий и др склонността към съединение с елемент с посочения в афинитет химия. Gold има слаба и натриев - много силен афинитет към кислорода. Отклони водород от вода може да бъде тези метали, които афинитет към кислорода по-голям от афинитета на водород към него.

Неблагородни метали като натриев или калиев, реагират бурно с вода до образуване на бази. Магнезиев също вече при стайна температура може да се разложи вода:

2mg + 2Н2 О = 2 mg (ОН) 2 + 4Н

Въпреки това, полученият магнезиев хидроксид се разтваря във вода много слабо. Той остава на метал под формата на тънък слой, който забавя по-нататъшното разтваряне. Поради тази реакция инхибиране много метали не се разтварят във вода. Въпреки това, ако няколко минути, за да се вари в колба малко магнезиев прах с 5 мл вода и няколко капки от разтвор на фенолфталеин алкохол, течността ще се превърне в червено. Достатъчно е съвсем незначително количество магнезиев хидроксид (по-малко от 0.1 мг / л), индикаторът показва основната реакция. Този малък експеримент дава представа за високата чувствителност на много химични реакции.

Сега трябва да се открие водород, който се оказа в резултат на разлагане на магнезиев вода. Тъй като чиста вода разлагане практически спира поради образуването на защитното фолио, трябва да се внимава, че воден непрекъснато унищожени. За да направите това, ние използваме добавки. Ще се постигне желания ефект чрез използване на много малки количества киселина или соли като железен хлорид (III) или магнезиев хлорид. Поставяме тръбите в голям брой парчета магнезий или магнезий на прах малко, или част от магнезиев лента. Един от тези тръби ще запълни с чешмяна вода, друг - вода, към която е добавен много малко количество от киселина или оцет, трети или разреден разтвор на железен хлорид (III) или сол. Подкиселеният вода и мехурчета газ са оформени в солеви разтвори, но разтворим магнезиев енергично. Ако тясната тръба, пълна с вода и се обърна, тя се потопите в широка тръба, е възможно да се съберат отделеният газ. ние го получите от толкова много от подкиселена вода, тя ще бъде в състояние да извърши тест за детониране на газ.

инертен повърхност образуване на филм се нарича пасивиране. Ако не за това явление, хром, алуминий и много други метали ще бъде в много кратък период от време, разрушен от атмосферен кислород или водна пара.

Електролитно разлагане на водата

За разлагане на вода токов най-често се използва апарат Хофман. Кой не трябва такава машина, той може лесно да се изгради подобна структура. Нека да вземе парче от много широка стъклена тръба (например, чаша или бутилка широка уста без дъно. Как да премахнете дъното, е описана в глава 8 и острите ръбове трябва oplavit на пламъка на горелка Бунзен). Откриването на колбата с тръба или врата, снабдена много плътно в близост гумената запушалка. Тръбата не твърде близо един до друг, два отвора се пробиват, в която паста електрод като две въглероден прът. Тези пръти могат да бъдат закупени или взети от батерията на електрически фенер. Преди прилагането пречиства въглеродни пръти удължен във вода. За долните краища на прътите въглеродните граничат настоящите проводници на изолиран меден проводник. Най-добре е да се електротехник подходящи терминали и да ги спойка голите краищата на проводниците. В краен случай, навита жица прът. Изолационни лакове с жица трябва да бъде щателно махам, а броят на навивките трябва да бъде достатъчно голям. Проводниците свързани към акумулатора на прожектора, или по-добре, оловна батерия. Ако има променлива съпротива в рамките на няколко ома, включете го във веригата. Тогава процент електролиза ще бъде коригирана добре.

Напълнете електролиза съд, направен около две трети вода, които се добавят малко sernoy- разредена киселина. Чиста вода провежда електричество е много слабо. Вече малки количества киселина значително увеличава проводимостта. Най-добре е, че концентрацията на сярната киселина е 2-аз%. Внимателно -even разредена сярна киселина разяжда кожата. Помнете винаги: когато киселина разреждане трябва да бъде много бавно се излива във водата, във всеки случай, не мога да направя обратното - да се излива вода в коте "лети.

Клетката е готова. Сега ние се затвори електрическата верига. На двата електрода се освобождава газ: на положителния полюс (анод) е по-слаба от отрицателния (катода) - по-силна. Съберете газове за тяхното проучване. За да се постави тази обърнати пълни с вода тръби -само над електродите, така че те също са на гумена тръба и електрическата верига се прекъсва.

В двете тръби отговарят на газ. В идеалния случай, трябва да се очаква, че на анода се образува точно два пъти по-малко газ, отколкото върху катода. Тъй като кислород се освобождава при анода и катода - водород. Тъй формула - вода H2O, а след това един кислороден атом има два водородни атома и разлагането на водата трябва да се формира два пъти водородни атоми от кислород. От друга страна, ние знаем от училище хода че равни обеми газове винаги съдържат същия брой молекули, право на Авогадро), както и молекулата на водород и кислород молекула съдържа два атома на елемента.

Въпреки правилността на тази теория, ние сме малко разочаровани, когато се сравни обема на газ, произведен. Кислород не е достатъчно, тъй като част от него, свързан към въглеродния атом на електрода. За Необходими са точни проучвания прилагат благороден метал електродите (за предпочитане платина).

Експерименти с водород

Ако се използва електролиза на достатъчно мощен източник на захранване (например батерия), е възможно да се получат значителни количества от двете газове и носят със себе прости експерименти.

В епруветка се пълни с водород ще се извърши тест на гърмящ газ. Като цяло, това дава отрицателен резултат, и полученият чист водород изгаря безопасно. Въпреки това, може да се получи положителна реакция и - ако водород се смесва с въздуха, разтворен във водната баня с кислород. Това може да се случи, когато по невнимание вкарва на тръбите, или, по-често, непосредствена близост до електродите. Кислородът се лесно се открива с тлеещ факел. Запалете дърво раздробят, нека си го оставете за известно време да горят във въздуха, а след това са изгасили пламъците бързо го dunuv. Тлеещ, овъглени край luchiny въведе в тръбата с кислород. Ще видим как запали тлеещ факел. Ние ще продължим да учи толкова дълго, колкото има газ в тръбите.

С помощта на нашия електролиза устройство, ние също може да се получи чист детониращ газ и да го взриви. За тази дебелостенна стъклена пълни с вода, поставени едновременно на двата електрода. По време на електролизата, тя ще се съберат в смес от водород кислород. Веднага след като стъклото започне да запълва внимателно го, дупка до пламъка на горелката се сближат. Последвано от силно памук и се овлажнява стената на съда. От различните елементи в реакцията на съединението имаме вода.

Само се извърши тази ovet е наложително в чашите за защита! Освен това, за да се получи смес от газове, само в малки количества, като се използва най-краен случай стъклото от не повече от 250 мл. Увийте мокро стъкло с дебел плат (за предпочитане с кърпа), за да се избегне нараняване, ако то ще се счупи. И отново, преди подпалването на сместа, като предпазна мярка отворя устата си, за да защитят тъпанчетата. Имайте предвид също, че електролитна производство на водород често е придружено от експлозии. Това гърмящ запалва спонтанно под действието на електрическа искра или каталитично активни примеси. Поради тази причина, само малки количества газ могат да бъдат получени по време на експеримента, за да държи на безопасно разстояние.