Yksi monista fysikaalis-kemiallisista prosesseista, jotka ovat saaneet laajan sovelluksen sekä teollisuudessa että jokapäiväisessä elämässä, on elektrolyysi - valinta liuoksessa tai sulassa olevaan virtalähteeseen kytkettyjen elektrodien pinnalla, niiden komponentit (puhdas metalli - alumiini, kupari, kaasu jne.). Tärkein asennus, jossa tämä prosessi tapahtuu, on elektrolysaattori.
Elektrolyysilaite
Mikä on elektrolyysi
Elektrolysaattori on erityinen asennus, jota käytetään erottamaan sen osat liuoksesta tai sulasta.
Elektrolyysilaitteen pääominaisuudet ovat:
- Yhden elektrodin käyttöjännite vaihtelee välillä 1,8 - 2,0 V;
- Virranvoimakkuus - elektrolyysimenetelmän normaalia kulkua varten virtaa syötetään elektrodeille, jonka tämän ominaisarvon arvo on 5-10 A;
- Elektrodien lukumäärä - elektrodien vähimmäismäärä on 2, enimmäismäärän rajoittaa itse asennuksen koko ja tarkoitus;
- Elektrodien mitat - elektrodeina ei käytetä hiilitankoja, vaan metallilevyjä, joiden koko määräytyy asennuksen tarkoituksen mukaan, levyille syötetyn virran virtajänniteominaisuudet;
- Vastakkain varautuneiden elektrodipintojen välinen etäisyys - elektrodilevyjen on oltava vähintään 1,5 mm;
- Elektrodimateriaali - nykyaikaisissa elektrolysaattoreissa anodin ja katodin materiaalina käytetään ruostumatonta terästä, jossa on nikkeliä.
Toinen tärkeä elektrolyysilaitoksen ominaisuus on katalyyttien käyttö.
Tällaisia asennuksia käytetään seuraaviin tarkoituksiin:
- Hankitaan happivetykaasu, joka koostuu vedyn ja hapen seoksesta (Brownin kaasu);
- Puhtaan alumiinin, magnesiumin ja sinkin eristäminen suolasta sulaa;
- Veden puhdistus suolista ja siihen liuenneista epäpuhtauksista;
- Ohut nikkelikerros, sinkki, joka estää korroosiota metalliosien pinnalla;
- Elintarvikkeiden desinfiointi;
- Jäteveden puhdistus raskasmetallien ja muiden haitallisten aineiden liuenneista suoloista.
Tärkeä! Tavallisesta raudasta valmistettua platinaelektrodia käytetään harvemmin elektrolyysilaitoksissa kuin ruostumattomasta teräksestä, koska se hapettuu nopeammin ja muuttuu käyttökelvottomaksi.
Itse tehty elektrolysaattori
Kuka tahansa voi tehdä elektrolysaattorin omin käsin. Yleisimmän suunnittelun kokoamisprosessia varten tarvitaan seuraavat materiaalit:
- ruostumaton teräslevy (parhaat vaihtoehdot ovat ulkomainen AISI 316L tai meidän 03X16H15M3);
- pultit М6х150;
- aluslaatat ja mutterit;
- läpinäkyvä putki - voit käyttää vesivaakaa, jota käytetään rakennustarkoituksiin;
- useita kalanrunkoliittimiä, joiden ulkohalkaisija on 8 mm;
- muovisäiliö, jonka tilavuus on 1,5 litraa;
- pieni suodatin, joka suodattaa vesijohtovettä, esimerkiksi suodatin pesukoneille;
- takaiskuventtiili.
Asennusprosessi
Kerää elektrolysaattori omin käsin seuraavien ohjeiden mukaisesti:
- Ensinnäkin, sinun on merkittävä ja myöhempi sahaus ruostumattomasta teräksestä valmistetusta levystä samoihin neliöihin. Sahaus voidaan tehdä kulmahiomakoneella (kulmahiomakone). Yksi tällaisten neliöiden kulmista on leikattava kulmassa levyjen oikean kiinnityksen varmistamiseksi;
- Seuraavaksi sinun on tehtävä reikä pultille levyn sivulle kulmasahan leikkausta vastapäätä;
- Levyjen liitäntä on tehtävä vuorotellen: yksi levy "+": lla, seuraava "-": llä ja niin edelleen;
- Eri varautuneiden levyjen välissä on oltava eristin, joka toimii putkena vesitasolta.Se tulisi leikata renkaiksi, jotka tulisi leikata pituussuunnassa 1 mm: n paksuisten nauhojen saamiseksi. Tämä levyjen välinen etäisyys on riittävä hyvään kaasun kehittymiseen elektrolyysin aikana;
- Levyt kiinnitetään toisiinsa aluslevyillä seuraavasti: aluslevy istuu pulttiin, sitten levy, sitten kolme aluslevyä levyn jälkeen ja niin edelleen. Edullisesti varautuneet levyt sijoitetaan negatiivisesti varautuneiden arkkien peilikuvaan. Tämä mahdollistaa sahattujen reunojen koskemisen elektrodeihin;
Elektrolyysilaitoksen levyt koottuina yhteen
- Levyjä koottaessa sinun tulee samanaikaisesti eristää ne ja kiristää mutterit;
- Jokaisen levyn on myös oltava rengasmainen, jotta voidaan varmistaa, ettei oikosulkua ole;
- Lisäksi koko kokoonpano on sijoitettava muovilaatikkoon;
- Sen jälkeen on syytä korostaa paikkoja, joissa pultit koskettavat astian seinämiä, joihin porataan kaksi reikää. Jos pultit eivät sovi astiaan, ne on leikattava rautasahalla;
- Sitten pultit kiristetään muttereilla ja aluslevyillä rakenteen tiiviyden varmistamiseksi;
Levyt asetetaan muoviastiaan
- Suoritettujen vaiheiden jälkeen sinun on tehtävä reikiä astian kanteen ja työnnettävä liittimet niihin. Läpäisemättömyys voidaan tässä tapauksessa varmistaa tiivistämällä liitokset silikonipohjaisilla tiivistysaineilla;
- Rakenteessa oleva varoventtiili ja suodatin sijaitsevat kaasun ulostulossa ja toimivat keinona hallita liiallista kaasun kertymistä, joka voi johtaa huonoon tulokseen;
- Elektrolyysiyksikkö on koottu.
Viimeinen vaihe on testi, joka suoritetaan samalla tavalla:
- astian täyttäminen vedellä kiinnikkeiden pulttien merkkiin saakka;
- virran kytkeminen laitteeseen;
- liitäntä putken liittimeen, jonka vastakkainen pää lasketaan veteen.
Jos laitteistoon syötetään heikkoa virtaa, kaasun vapautuminen putken läpi on melkein huomaamatonta, mutta sitä on mahdollista tarkkailla elektrolysaattorin sisältä. Lisäämällä vaihtovirtaa ja lisäämällä emäksistä katalyyttiä veteen on mahdollista lisätä merkittävästi kaasumaisen aineen saantoa.
Valmistettu elektrolysaattori on pääsääntöisesti tärkeä osa monia laitteita, esimerkiksi vetypolttimia.
vetypolttimen ulkonäkö, jonka perustana pidetään itse valmistettua elektrolysaattoria
Kun tiedät ioniasennusten tyypit, tärkeimmät ominaisuudet, laitteen ja toimintaperiaatteet, voit suorittaa itse valmistetun rakenteen oikean kokoamisen, mikä on erinomainen avustaja monissa arkipäivän tilanteissa: hitsauksesta ja moottoriajoneuvojen polttoaineenkulutuksen säästämisestä lämmitysjärjestelmien toimintaa.
Laite ja toimintaperiaate
Katodi ja anodi
Yksinkertaisin elektrolyysilaitos koostuu useista "soluista", joista kukin sisältää:
- 2 levyelektrodia - katodi (negatiivinen) ja anodi (positiivinen);
- Kumitiiviste kahden vierekkäisen erilaisen elektrodin kehän ympäri.
Ulkokennot on varustettu erityisillä putkilla, joiden kautta muodostuneet kaasut poistetaan.
Useat toisiinsa kytketyt elektrolyysilaitoksen "solut"
Elektrolysaattori voi sisältää 1-30-40 tai enemmän tällaisia "kennoja", samannimiset levyt on kytketty sarjaan.
Tärkeä! Kun käytetään vaihtovirralla varustettuja virtalähteitä, käytetään lisäksi tasasuuntaajia, joista yksinkertaisin on diodisilta.
Tällainen asennus toimii seuraavasti:
- Tislattua vettä, johon on liuotettu alkali- tai tavallista ruokasoodaa, kaadetaan elektrodien väliseen tilaan;
- 1,8-2,0 V: n jännite syötetään virtalähteestä asennuksen kaikkien kennojen elektrodeihin;
- Elektrolyysimenetelmän seurauksena veteen liuenneen aineen anionit (positiivisesti varautuneet ionit) houkuttelevat negatiivisesti varautuneeseen katodiin, minkä seurauksena siihen muodostuu ohut natriumkalvo;
- Positiivisesti varautuneella anodilla tapahtuu vesimolekyylien tuhoutuminen, jolloin kukin muodostaa 2 vetyatomia ja 1 happiatomia;
- Haaraputkien kautta vapautunut räjähtävä kaasu tulee sille tarkoitettuun säiliöön.
Elektrolyysiprosessin intensiteetti riippuu jännitteestä ja virran voimakkuudesta - näiden ominaisuuksien matalilla arvoilla prosessi ei edetä. Jos virtalähde syöttää virtaa, jolla on liian suuret virtajänniteominaisuudet, elektrolysaattoriin kaadettu liuos on erittäin kuuma ja kiehuu.
Virheenkorjaus ja laitteen testaus
Sitten on tarpeen määrittää, missä pultit koskettavat laatikon seiniä, ja porata näissä paikoissa kaksi reikää. Jos ilman selvää syytä käy ilmi, että pultit eivät sovi astiaan, niin niiden pitäisi leikkaa ja kiristä mutterien avulla... Nyt sinun on porattava kansi ja työnnettävä kierteiset liittimet molemmilta puolilta. Läpäisemättömyyden varmistamiseksi liitos on tiivistettävä silikonipohjaisella tiivistysaineella.
Kun olet asentanut oman elektrolysaattorin omin käsin, sinun on testattava se. Tätä varten liitä laite virtalähteeseen, täytä se vedellä pultteihin saakka, laita kansi liittämällä putki liittimeen ja laskemalla putken vastakkainen pää veteen. Jos virta on heikko, virta näkyy elektrolysaattorin sisäpuolelta.
Lisää kotitekoisen laitteen virtaa vähitellen. Tislattu vesi ei johda sähköä hyvin, koska se ei sisällä suoloja tai epäpuhtauksia. Elektrolyytin valmistamiseksi on tarpeen lisätä veteen emästä. Tätä varten sinun on otettava natriumhydroksidi (sisältyy putkien puhdistamiseen käytettäviin välineisiin, kuten "Mole"). Varoventtiili tarvitaan estämään kunnollisen kaasumäärän kertyminen.
- On parempi käyttää tislattua vettä ja soodaa katalysaattorina.
- Sinun tulisi sekoittaa osa leivinjauhetta 40 osaan vettä. Sivujen seinät ovat parhaiten akryylilasia.
- Elektrodit on parhaiten valmistettu ruostumattomasta teräksestä. On järkevää käyttää kultaa levyihin.
- Käytä taustalla läpikuultavaa PVC: tä. Ne voivat olla kooltaan 200 - 160 millimetriä.
- Voit käyttää omaa itse valmistamaasi elektrolysaattoria ruoan valmistamiseen polttoaineen täydelliseen palamiseen autoissa ja useimmissa tapauksissa.
Kuivaa elektrolysaattoria käytetään pääasiassa koneisiin. Generaattori lisää polttomoottorin tehoa. Vety syttyy paljon nopeammin kuin nestemäinen polttoaine, mikä lisää männän voimaa. Moolin lisäksi voit ottaa Mister Musclen, kaustista soodaa, ruokasoodaa.
Generaattori ei toimi juomavedessä. On parempi liittää sähköä näin: ensimmäinen ja viimeinen levy - miinus ja keskellä oleva levy - plus. Mitä suurempi levyjen pinta-ala ja mitä voimakkaampi virta on, sitä enemmän kaasua vapautuu.
Elektrolysaattorityypit
DIY-pistehitsaus akuille
Suunnittelusta ja toimintaperiaatteesta riippuen on 5 tyyppistä elektrolyysilaitosta.
Kuiva
Nämä elektrolysaattorit koostuvat levymäisistä elektrodeista, jotka on erotettu suljetuilla kumitiivisteillä. Usein asennuksen "solut" sijoitetaan lisäksi suljettuun koteloon.
Elektrolyysin tuloksena syntynyt vety ja happi poistetaan rungon päässä olevista erityisistä haaraputkista tai laitoksen äärilevyistä.
Virtaava
Tämän tyyppisissä elektrolyysiasennuksissa on seuraava laite:
- Elektrolyysikylpy (runko), jossa on kaksi suutinta, joista yhden läpi syötetään elektrolyyttiä, toisen läpi purkautuu elektrolyysin seurauksena muodostunut räjähtävä kaasu;
- Välilevyillä erotetut levyelektrodit;
- Säiliö, jossa on elektrolyytti, joka sijaitsee kotelon yläpuolella elektrodeilla ja liitetty letkuilla laitoksen elektrolyysihauteen haaraputkiin ja jossa on haaraputki kaasuventtiilillä yläosassa.
Tällaisen laitteen käytön aikana kehittynyt kaasu haaraputken ja letkun kautta menee säiliöön elektrolyytin kanssa ja luoden siihen tietyn paineen, poistuu asennuksesta haaroitusputken venttiilin kautta.
Kalvo
Tällaisten laitteistojen elektrolyysikennot koostuvat kahdesta elektrodista, jotka on erotettu ohuella kalvolla, joka antaa elektrolyysituotteiden kulkea ja erottaa elektrodit toisistaan.
Kalvoelektrolyysilaitos
Kalvo
Tämän tyyppiset elektrolyysiasennukset koostuvat U-muotoisesta pullosta, johon on asetettu kaksi elektrodia, ja 2-3 läpäisemättömästä kalvosta. Samanlaisia elektrolysaattoreita käytetään puhtaan vedyn ja hapen erilliseen tuotantoon.
Emäksinen
Toisin kuin muut elektrolysaattorimallit, näissä alkaliliuosta käytetään elektrolyyttinä - kaustinen sooda (natriumhydroksidi), joka ei ole vain vedyn ja hapen lisälähde, vaan myös katalysaattori elektrolyysille.
Alkalinen elektrolyysilaite
Tällaiset asennukset, toisin kuin muun tyyppiset analogit, mahdollistavat halvemman tavallisesta raudasta valmistettujen elektrodien käytön.
Tee elektrolyysilaite omin käsin
Olet varmasti perehtynyt elektrolyysiprosessiin peruskoulun opetussuunnitelmasta. Tällöin 2 polaarista elektrodia asetetaan veteen virran alla metallien tai ei-metallien saamiseksi puhtaassa muodossa. Elektrolysaattoria tarvitaan vesimolekyylien hajottamiseksi hapeksi ja vedyksi. Osana tieteellisiä mekanismeja elektrolysaattori jakaa molekyylit ioneiksi.
Tätä laitetta on kahta tyyppiä:
- Kuiva elektrolysaattori (tämä on täysin suljettu kenno);
- Märkä elektrolysaattori (nämä ovat kaksi metallilevyä, jotka on sijoitettu vesisäiliöön).
Tämä laite on laitteen kannalta yksinkertainen, mikä tekee siitä mahdollisen käyttää jopa kotona... Elektrolysaattorit jakavat molekyylien atomien elektrolyysivarat varattuiksi.
Meidän tapauksessamme se jakaa veden positiiviseksi vedeksi ja negatiiviseksi hapeksi. Tätä varten tarvitaan suuri määrä energiaa, ja tarvittavan energiamäärän pienentämiseksi käytetään katalysaattoria.
Elektrolysaattori vedyn tuotantoon
Maadoituslaskenta
Yksinkertaisimman elektrolysaattorin kokoamiseksi omin käsin, voit käyttää kuvassa esitettyä piirustusta.
Piirustus yksinkertaisimmasta kotitekoisesta elektrolysaattorista
Merkintä! Elektrolysaattori on melko vaarallinen asennus, joka käytön aikana suurina määrinä kerääntyvä oksivetykaasu voi aiheuttaa vakavan räjähdyksen. Laitetta ei saa sijoittaa lähelle avotulta, lämmityslaitteita.
DIY-elektrolysaattori autoon
Automoottorin polttoaineen palamisen parantamiseksi kootaan usein elektrolysaattori, joka koostuu kotelosta vanhasta akusta, jonka sisäpuolella on ruostumattomasta teräksestä valmistetut levyt, kahdesta suuttimesta, joista toinen on kytketty elektrolyytillä täytettyyn säiliöön, toinen on kytketty moottorin ilmansyöttöletkuun (tarkemmin sanottuna aallotetulla ilmanottoaukosta ilmansuodattimeen).
Tällainen kotitekoinen virtaava elektrolysaattori saa virtansa auton akusta releellä ja 10 A: n sulakkeella.
Luomme laitteen omin käsin
Tämän prosessin laite voidaan tehdä käsin.
Tätä varten tarvitset:
- Ruostumaton teräslevy;
- Pultit M6 x 150;
- Aluslevyt;
- Pähkinät;
- Läpinäkyvä putki;
- Liitoselementit, joissa on kierre molemmin puolin;
- Puolitoista litraa muoviastiaa;
- Vedensuodatin;
- Takaiskuventtiilissä ei ole vettä.
Erinomainen vaihtoehto ruostumattomalle teräkselle on ulkomaisen valmistajan AISI 316L tai maamme valmistajan 03X16H15M3. Ruostumatonta terästä ei tarvitse ostaa, voit ottaa vanhan. 50-50 senttimetriä riittää sinulle.
"Miksi ottaa itse ruostumaton teräs?" - kysyt. Koska yleisin metalli syöpyy. Ruostumaton teräs sietää emäksiä paremmin. Pitäisi piirrä arkki siten, että se jaetaan 16 vastaavaan neliöön... Voit leikata sen kulmahiomakoneella. Leikkaa jokaisessa neliössä yksi kulmista.
Poraa sahatavasta kulmasta toiselle puolelle ja vastakkaiselle kulmalle reikä pultille, joka auttaa pitämään levyjä yhdessä. Elektrolysaattori ei lakkaa toimimasta näin:t levysähkö virtaa levylle - ja vesi hajoaa hapeksi ja vedyksi. Tämän ansiosta tarvitsemme hyvän ja negatiivisen levyn.
Levyt on kytkettävä vuorotellen: plus-miinus-plus-miinus, samankaltaisella menetelmällä tulee olemaan voimakas virta. Levyjen eristämiseksi yksi yhdestä käytetään putkea. Rengas leikataan tasolta. Leikkaamalla se saadaan millimetrin paksuinen nauha. Tämä etäisyys on oikeampi kaasun valmistamiseksi.
Levyt on kytketty toisiinsa aluslevyillä: laitamme aluslevyn pulttiin, sitten levyn ja kolme aluslevyä, sitten levyn uudelleen ja niin edelleen. Plussalle ja miinukselle on istutettava kahdeksan levyä. Jos kaikki on tehty oikein, levyjen leikkaukset eivät kosketa elektrodeja.
Sitten sinun on kiristettävä mutterit ja eristettävä levyt. Sitten laitamme rakenteen muoviastiaan.
Elektrolysaattorivalmistajien yleiskatsaus
Elektrolyysilaitteiden päätuottajia ovat sekä kotimaiset yritykset (RUSAL, NPF RutTech, JSC Uralkhimmash) että niiden ulkomaiset kilpailijat - Teledyne Energy Systems, Inc (USA), Hydrogenics Corp. (Belgia).
Elektrolysaattori on siis melko yksinkertainen ja monipuolinen asennus, joka tuottaa oksivetykaasua, jota on tarkoitus tulevaisuudessa käyttää polttoaineena polttomoottoreissa ja lämmityskattiloissa.
Tee-se-itse-kotielektrolyysi
Kun olin pieni, halusin aina tehdä jotain itse, omin käsin. Mutta vanhemmat (ja muut läheiset ihmiset) eivät useimmissa tapauksissa sallineet tätä. Ja en nähnyt silloin (ja toistaiseksi en näe) mitään pahaa, kun pienet lapset haluavat oppia ??
En tietenkään kirjoittanut tätä artikkelia muistellakseni lapsuuden kokemuksia halusta aloittaa itsensä kouluttaminen. Aivan vahingossa, kun selasin Internetiä, törmäsin tällaiseen kysymykseen. Eräs pieni pommikoneen poika esitti kysymyksiä elektrolyysin tekemisestä kotona. Totta, en vastannut hänelle, koska tämä poika halusi elektrolysoida tuskallisen epäilyttävän seoksen? Päätin, etten sanoisi enää synnistä, anna minun katsoa itse kirjoja. Mutta ei niin kauan sitten, taas vaeltaen foorumeilla, näin samanlaisen kysymyksen kemian koulun opettajalta. Kuvauksen perusteella hänen koulunsa on niin köyhä, että se ei voi (ei halua) ostaa elektrolysaattoria 300 ruplaan. Opettaja (mikä ongelma!) Ei löytänyt tapaa syntyneestä tilanteesta. Joten autoin häntä. Niille, jotka ovat kiinnostuneita tällaisista kotitekoisista tuotteista, lähetän tämän artikkelin sivustolle.
Itse asiassa tuotantoprosessi ja itse kuormalavamme käyttö on hyvin alkeellista. Mutta kerron sinulle ensin turvallisuudesta ja toisessa valmistuksesta. Ja asia on, että puhumme esittelyelektrolysaattorista, ei teollisuuslaitoksesta. Tämän ansiosta turvallisuuden vuoksi on hyvä käyttää sitä verkkovirrasta, mutta ei AA-paristoista tai akusta. Luonnollisesti mitä korkeampi jännite, sitä nopeammin elektrolyysiprosessi etenee. Kaasukuplien visuaaliseen havaitsemiseen se on kuitenkin aivan tarpeeksi 6 V, mutta 220 on jo liian suuri. Tällaisella jännitteellä esimerkiksi vesi kiehuu nopeimmin, ja tämä ei ole kovin turvallista ... No, luulitko, että tajusit jännitteen?
Puhutaan nyt siitä, missä ja millaisissa olosuhteissa kokeilemme. Aivan ensimmäinen asia, sen pitäisi olla joko vapaa tila tai hyvin ilmastoitu huone. Vaikka tein kaiken asunnossa, jossa oli suljetut ikkunat eikä mitään sellaista? Toiseksi kokeilu on parasta tehdä hyvällä pöydällä. Sana "hyvä" tarkoittaa, että pöydän on oltava tukeva ja parempi painava, jäykkä ja kiinnitetty lattian pintaan. Tällöin pöytälevyn on oltava vastustuskykyinen aggressiivisille aineille. Muuten, laatta laatasta on täydellinen tähän (vaikkakaan valitettavasti kaikki). Tällainen pöytä on kätevä paitsi tälle kokemukselle. Tein kuitenkin kaiken tavallisella jakkaralla ?? Kolmanneksi kokeilun aikana sinun ei tarvitse siirtää virtalähdettä (minun tapauksessani paristoja). Tämän ansiosta luotettavuuden vuoksi on parasta asettaa ne välittömästi pöydälle ja kiinnittää ne niin, etteivät ne liiku. Uskokaa minua, tämä on helpompaa kuin pitää heitä säännöllisesti käsillä. Sidoin omat paristot sähköteipillä ensimmäiseen kovaan esineeseen, jonka näin. Neljänneksi, astiat, joissa kokeilemme, olkoon niiden pieniä. Yksinkertainen lasi sopii tai ammuttu lasi. Muuten, tämä on optimaalisin tapa käyttää lasia kotona, toisin kuin alkoholin kaataminen niihin jatkokäytössä ...
No, siirrytään nyt nimenomaan laitteeseen. Se on esitetty kuvassa, mutta nyt selitän lyhyesti mitä ja mitä.
Meidän on otettava yksinkertainen lyijykynä ja poistettava puu tavallisella veitsellä ja saat koko lyijy lyijykynästä. Voit kuitenkin ottaa lyijyn mekaanisesta lyijykynästä. Mutta on kaksi vaikeutta kerralla. Ensimmäinen on tavallinen. Mekaanisen lyijykynän lyijy on liian ohut, meille se ei yksinkertaisesti sovellu visuaaliseen kokeiluun. Toinen vaikeus on jokin käsittämätön koostumus nykyisistä levyistä. Tuntuu siltä, että niitä ei ole valmistettu grafiitista, vaan jostakin muusta. Kokemukseni tällaisesta "lyijystä" ei ollut lainkaan onnistunut edes 24 V: n jännitteellä. Tämän ansiosta minun piti valita hyvä puinen yksinkertainen lyijykynä. Tuloksena oleva grafiittitanko toimii meille elektrodina. Kuten voitte kuvitella, tarvitsemme kaksi elektrodia. Tämän ansiosta menemme valitsemaan toisen kynän tai yksinkertaisesti rikkomaan olemassa olevan tangon kahteen osaan. Tein todella tämän.
Kaikilla käsillä olevilla johtimilla käärimme ensimmäisen lyijyelektrodin (langan toisen pään kanssa) ja yhdistämme tämän johdon virtalähteen miinukseen (toisen pään kanssa). Sitten otamme toisen lyijyn ja teemme saman sen kanssa. Tätä varten tarvitsemme tämän perusteella toisen johdon. Mutta tässä tapauksessa yhdistämme tämän johdon virtalähteen plus-osaan. Jos sinulla on vaikeuksia kiinnittää hauras grafiittitanko lankaan, voit käyttää käsillä olevia työkaluja, kuten teippiä tai teippiä. Jos grafiitin kärjen kääriminen itse langan kanssa ei onnistunut eikä teippi tai eristysnauha antanut tiukkaa yhteyttä, yritä liimata lyijy johtavalla liimalla. Jos sinulla ei ole tätä, sido ainakin johto lankaan langalla. Ei tarvitse pelätä, lanka ei palaa tällaisesta jännitteestä ??
Niille, jotka eivät tiedä mitään paristoista ja niiden liittämisen yksinkertaisista säännöistä, selitän vähän. Sormityyppinen paristo tuottaa 1,5 V: n jännitteen. Kuvassa on kaksi samanlaista paristoa. Lisäksi ne ovat yhteydessä toisiinsa vähitellen - yksi toisensa jälkeen, ei rinnakkain. Samanlaisella (sarja) liitännällä lopullinen jännite summataan kunkin akun jännitteestä, ts. Minulle se on 1,5 + 1,5 = 3,0 V. Tämä on vähemmän kuin aiemmin ilmoitetut 6 volttia. Mutta olin liian laiska menemään ostamaan muutama paristo lisää. Periaate sinulle ja niin on oltava selvä ??
Aloitetaan kokeilu. Esimerkiksi rajoitamme itsemme veden elektrolyysiin.Ensinnäkin se on hyvin saavutettavissa (toivon, että tämän artikkelin lukija ei asu Saharassa), ja toiseksi se on vaaraton. Lisäksi näytän, kuinka samalla laitteella (elektrolysaattorilla) samalla aineella (vedellä) suoritetaan kaksi eri kokea. Luulen, että sinulla on tarpeeksi mielikuvitusta keksiä joukko samanlaisia kokeita muiden aineiden kanssa ?? Yleensä vesijohtovesi sopii meille. Mutta suosittelen, että lisäät hieman enemmän ja suolaa sitä. Hieman - tämä tarkoittaa pientä puristusta, ei kokonaista jälkiruokalusikkaa. Tämä on tärkeää! Sekoita suolaa hyvin liuottamiseksi. Joten vesi, joka on dielektrinen puhtaassa tilassa, johtaa täydellisesti sähköä. kokeilun alussa pyyhi pöytä mahdolliselta kosteudelta ja laita sitten virtalähde ja lasillinen vettä siihen.
Laske molemmat jännitteen alaiset elektrodit veteen. Samanaikaisesti varmista, että veteen upotetaan vain grafiittia, eikä lanka itse saa koskettaa vettä. Kokeen alku voi viivästyä. Aika riippuu monista indikaattoreista: veden koostumuksesta, johtojen laadusta, grafiitin laadusta ja tietysti virtalähteen jännitteestä. Reaktioni alku viivästyi pari sekuntia. Happi alkaa kehittyä elektrodissa, joka oli kytketty paristojen plus-osaan. Vety vapautuu miinukseen liitetystä elektrodista. On huomattava, että vetykuplia on enemmän. Hyvin pienet kuplat tarttuvat veteen upotetun grafiitin osan ympärille. Sitten osa kuplista alkaa kellua.
Elektrodi kokeen alussa. Ei ole vielä kaasukuplia. Vetykuplat muodostuivat elektrodin ollessa kytkettynä paristojen miinusnapaan
Mitä muita kokeita voi olla? Jos olet jo pelannut tarpeeksi vedyllä ja hapella, siirrymme toiseen kokeiluun. Se on mielenkiintoisempi erityisesti kotitutkijoille. Se on mielenkiintoinen siinä mielessä, että sitä on mahdollista paitsi nähdä, myös haistaa. Aiemmissa kokemuksissa saimme happea ja vetyä, jotka eivät mielestäni ole kovin näyttäviä. Ja toisessa kokeessa saamme kaksi ainetta (muuten hyödyllisiä jokapäiväisessä elämässä). kokeen alkaessa lopeta edellinen koe ja kuivaa elektrodit. Ota nyt pöytäsuola (jota käytät yleensä keittiössä) ja liuotetaan se vesimassaan. Tässä tapauksessa ei pieni määrä. Oikea määrä suolaa on ainoa asia, joka tekee toisesta kokemuksesta erilaisen kuin ensimmäinen. Suolan liuottamisen jälkeen voit toistaa kokeen välittömästi. Nyt tapahtuu erilainen reaktio. Hyvällä elektrodilla ei vapautu nyt happea, vaan klooria. Negatiivisesti vapautuu myös vetyä. Mitä tulee lasiin, jossa suolaliuos sijaitsee, natriumhydroksidi jää siihen pitkittyneen elektrolyysin jälkeen. Tämä on tuttu kaustinen sooda, alkali.
Kloori, voit haistaa sen. Mutta parhaan vaikutuksen saavuttamiseksi suosittelen ottamaan vähintään 12 V: n jännitteen. Muuten et voi tuntea aromia. Emäksen läsnäolo (erittäin pitkän elektrolyysin jälkeen) lasissa voidaan tarkistaa useilla tavoilla. Yksinkertaisin ja väkivaltaisin on laittaa kätesi lasiin. Etninen ennus sanoo, että jos palava tunne alkaa, lasissa on alkalia. Älykkäämpi ja selkeämpi tapa on lakmuskoe. Jos koulusi on niin huono, että se ei edes pysty hankkimaan lakmusa, käsillä olevat indikaattorit auttavat sinua. Yksi näistä, kuten sanotaan, voi toimia pisarana juurikasmehua? Mutta on täysin mahdollista tiputtaa vain vähän rasvaa liuokseen. Saippuoitumisen pitäisi tapahtua sikäli kuin tiedän.
Hyvin uteliaille kuvaan mitä todellisuudessa tapahtui kokeiden aikana. Ensimmäisessä kokeessa sähkövirran vaikutuksesta tapahtui samanlainen reaktio: 2 H2O >>> 2 H2 + O2 Molemmat kaasut kelluvat luonnollisesti vedestä pintaan. Muuten, kelluvat kaasut voivat olla loukussa. Voitko tehdä sen itse?
Toisessa kokeessa reaktio oli täysin erilainen.Se sai alkunsa myös sähkövirrasta, mutta nyt paitsi vesi, myös suola toimi reagensseina: 4H2O + 4NaCl >>> 4NaOH + 2H2 + 2Cl2 Muista, että reaktion on tapahduttava ylimääräisessä vedessä. Voit selvittää, mitä suolamäärää pidetään suurimpana, laskemalla sen yllä olevasta reaktiosta. Voit silti miettiä, kuinka parantaa laitetta tai mitä muita kokeita voidaan tehdä. Todellakin on mahdollista, että natriumhypokloriittia voidaan saada elektrolyysillä. Laboratorio-olosuhteissa se saadaan useimmissa tapauksissa johtamalla kaasumaista klooria natriumhydroksidiliuoksen läpi.