Hogyan készítsünk vizet hidrogénből és oxigénből?

A víz a közös neve dihidrogén-monoxid vagy H₂O. A molekulát számos kémiai reakcióból állítják elő, beleértve az elemeinek, a hidrogén és az oxigén szintézis reakcióját. A reakció kiegyensúlyozott kémiai egyenlete:

2H₂ + O₂ → 2 H₂O

Elméletileg könnyű vízből előállítani hidrogén gáz és oxigén-gáz. Keverjük össze a két gázt, adjunk hozzá egy szikra vagy elegendő hőt, hogy biztosítsuk az aktiválási energiát a reakció elindításához, és készítsünk elő azonnali vizet. A két gáz szobahőmérsékleten történő keveredése azonban semmit sem fog tenni, mivel a levegőben lévő hidrogén- és oxigénmolekulák nem képeznek spontán vizet.

Energiat kell szolgáltatni a H-t tartalmazó kovalens kötések megszakításához₂ és O₂ molekulák együtt. A hidrogénkationok és az oxigénionok ezután szabadon reagálhatnak egymással, amit az elektronegativitási különbségeik miatt végeznek. Amikor a kémiai kötések víz formálódnak, további energia szabadul fel, amely tovább terjeszti a reakciót. A nettó reakció: erősen exoterm, amely olyan reakciót jelent, amelyet hőkibocsátás kísér.

Az egyik általános kémiai demonstráció az, hogy egy kis ballont megtöltünk hidrogénnel és oxigénnel, és megérinti a ballont - távolról és egy biztonsági pajzs mögött - egy égő szilánkkal. A biztonságosabb változat az, ha egy ballont megtöltünk hidrogéngázzal, és meggyújtják a ballont a levegőben. A levegőben lévő korlátozott oxigén víz képződik, de egy jobban szabályozott reakcióban.

Egy újabb egyszerű demonstráció az, hogy hidrogénbuborékot szappanvízbe buborékoltatva hidrogéngázbuborékokat képez. A buborékok lebegnek, mert könnyebbek, mint a levegő. Egy hosszan kezelt öngyújtó vagy égő szilánk a mérőpálca végén felhasználható víz meggyulladására. Használhat hidrogént egy sűrített gáztartályból vagy a másikból a kémiai reakciók bármelyike (például sav reagáltatása a fémmel).

A reakció végrehajtása ellenére a legjobb fülvédőt viselni, és biztonságos távolságot kell tartania a reakciótól. Kezdje kicsivel, hogy tudja, mire számíthat.

Francia kémikus Antoine Laurent Lavoisier hidrogénnek nevezték, görögül a "vízképző", az oxigénnel történő reakciója alapján, egy másik elem, amelyet Lavoisier nevez, jelentése "savtermelő". Lavoisier lenyűgözte az égési reakciókat. Kialakított egy készüléket, amely vizet képez hidrogénből és oxigénből a reakció megfigyelésére. Alapjában véve két csengőtartályt használt - egyet hidrogén és egy oxigént -, amelyeket külön tartályba töltöttek. Szikraképző mechanizmus indította el a reakciót, és vizet képez.

Ugyanúgy építhet egy készüléket, amíg óvatosan ellenőrzi az oxigén és a hidrogén áramlási sebességét, hogy ne próbáljon egyszerre túl sok vizet képezni. Használjon hő- és ütésálló tartályt is.

Miközben a korabeli más tudósok ismerkedtek a víz hidrogénből és oxigénből történő képződésével, Lavoisier felfedezte az oxigénnek az égés során játszott szerepét. Tanulmányai végül megcáfolták a phlogiston elméletet, amely azt javasolta, hogy tűzszerű elem hívjon fel flogiszton az égés során felszabadult az anyagból.

Lavoisier kimutatta, hogy a gáznak tömegűnek kell lennie az égéshez, és a reakciót követően a tömeg megmarad. A hidrogén és az oxigén reagáltatása víz előállítására kiváló oxidációs reakció volt, mivel a víz tömegének csaknem az oxigén származik.

A Az ENSZ 2006. évi jelentése becslések szerint a bolygón az emberek 20% -a nem fér hozzá tiszta ivóvízhez. Ha ilyen nehéz a víz tisztítása vagy a tengervíz sótalanítása, akkor azon tűnődhet, vajon miért nem pusztán vizet készítünk annak elemeiből. Az OK? Egyszóval - BOOM!

Ha a hidrogén és az oxigén reagál, alapvetően hidrogén gázt éget, azzal a különbséggel, hogy a korlátozott mennyiségű oxigén felhasználása helyett a levegőt táplálja. Az égés során oxigént adnak egy molekulához, amely vizet termel ebben a reakcióban. Az égés is sok energiát bocsát ki. A hő és a fény olyan gyorsan termelődik, hogy az ütési hullám kifelé terjed.

Alapvetően robbanásod van. Minél több vizet készít egyszerre, annál nagyobb a robbanás. A rakéták indításához működik, de olyan videókat láttál, ahol borzalmasan rosszul ment. A Hindenburg-robbanás egy másik példa arra, ami történik, ha sok hidrogén és oxigén összekeveredik.

Tehát előállíthatunk vizet hidrogénből és oxigénből, és a vegyészek és oktatók gyakran csinálják - kis mennyiségben. Nem praktikus a módszert széles körben alkalmazni a kockázatok miatt, és mivel a hidrogén és hidrogén tisztítása sokkal drágább az oxigén táplálja a reakciót, mint más módszerrel víz előállítása, a szennyezett víz tisztítása vagy a vízgőz kondenzálása a levegő.