Producerea de hidrogen, prin utilizarea fierului (experimente)

Tubul de sticlă refractară pulbere pentru presărare fier (pulbere de metal disponibil în comerț, și poate lua o pilitură de metal foarte subțire) un strat de 2-3 cm. Apoi se adaugă în picături 0,5 ml de apă. Pulbere de fier absoarbe apa. In amestec încă umed de aproximativ trei centimetri presărare strat uscat de pulbere de fier. Tubul închide dopul de cauciuc prin care un tub de sticlă omitere curbat având o secțiune transversală interioară 6,3 mm. Tubul lateral interior proteja bucata de încălzire puternică de azbest foaie, azbest sau vată de sticlă. Apoi, vom repara tubul la un unghi pe un trepied sau un suport pentru tuburi, așa cum este indicat în figură. Conducta de evacuare a gazului să fie scufundat în apă și peste capătul ei întări tubul inversat umplut cu apă. Un astfel de dispozitiv de colectare a gazelor numite jgheab pneumatic.

Pentru succesul experienței necesare pentru pulbere de fier, de la sfârșitul sec al coloanei, aceasta a fost încălzită cât mai mult posibil. Acest lucru necesită un arzător Bunsen puternic. La prea mici, o creștere a presiunii gazelor cât mai mult posibil furnizarea de aer, astfel încât flacăra este împărțit în conul interior și „non-luminos“ partea exterioară. Cu toate acestea, este imposibil de a permite Flashback (arată fluierul slab), deoarece, în acest caz, de ardere începe în arzător și se încălzește. este necesară pentru a stinge arzătorul imediat prin închiderea accesului de gaz, și apoi re-aprinde-l, de pre-restrictionarea alimentare cu aer.

Arzătorul stabili un tub de testare, astfel încât marginea exterioară a flăcării mai tare non-luminos curgea tub. Am încălzit primă porțiune situată oarecum mai mare pulbere de fier coloană uscată, în timp ce tubul nu este apreciabil încălzit. Apoi însumează încet zona flăcării sub fier pulbere uscată.

Stratul umed este, apa se evapora încălzită, iar aburul reacționează cu pulberea de fier fierbinte. Astfel, fierul captează oxigenul apa și hidrogenul eliberat. Se trece prin tubul de sticlă, iar dispozitivul de colectare a format bule, care sunt colectate într-un tub de testare umplut cu apă. Acest lucru se întâmplă atât de repede încât avem timp pentru a umple și al doilea tub. Fiecare tub de umplere direct sub apă trebuie să închideți dopul și numai apoi se scoate din baia de aer.

În cazul în care bulele de gaz încetează să mai fie format, opriți de încălzire și foc la hidrogenul format. Pentru aceasta inversa deschiderea tubului în jos și deschide partea de jos a flăcării va face gaura. Gazele vor arde rapid. Vom vedea o flacără albastră și auzi un sunet fluierat, și poate fi, și bumbac puternic. În cazul în care a apărut, înseamnă în tub nu este hidrogen pur, și se amestecă cu aerul. Aerul poate ajunge sub ea în deplasarea de la aparat sau la începutul experimentului, folosind tuburi substandard. În orice caz, pentru a evita rănirea atunci când o posibilă explozie fragmente înainte de a arde tubul de gaz înfășurat șervețel umed.

Fier combină ușor cu oxigenul, astfel că poate deplasa hidrogenul din apă. La temperatura camerei, acest proces este foarte lent, dimpotrivă, la foc roșu - violent. Hidrogenul este arsă la aprindere. Se conecteaza cu oxigenul din aer și apă este generat din nou. Dacă hidrogenul nu se amestecă de la început cu oxigen sau aer, combustia are loc în mod pașnic. Un amestec de hidrogen cu oxigen sau aer explodeaza pur. Acest amestec de gaz nazyvayutgremuchim și descrise mai sus, în -proboy test in vitro pe gaz oxihidrogen. Dacă vom lucra cu hidrogen, experiența anterioară este necesar, cu ajutorul acestui test pentru a se asigura că hidrogenul nu conține aer.

Bazat pe prima noastră experiență, putem da o descompunere rețetă generală a unui compus chimic: care, componenta liberă A a conexiunii AV, trebuie să introduceți să reacționeze cu substanța C, care se conectează la B mai ușoare decât A. Fierul este mai înclinat la formarea de compuși cu oxigen decât hidrogen, și astfel dislocuit din apă. Alte metale sunt de asemenea capabile de acest lucru, de exemplu, zinc, aluminiu, magneziu sau sodiu. Aceste metale sunt denumite activ, în timp ce metalele kakneaktivnye: cupru, argint, aur și platină - nu se poate descompune apa. Fier pentru capacitatea lor de a se amesteca cu oxigenul poate fi furnizat într-o serie care începe cu metalul cel mai prețios - aur, și se termină cu metalele alcaline mai reactive; - .. sodiu, potasiu, etc. Īnclinația la un compus cu un element numit în chimia afinitate. Aurul are un slab și sodiu - o afinitate foarte puternică față de oxigen. Disloca de hidrogen din apa poate fi acele metale care afinitate pentru oxigen mai mare decât afinitatea hidrogenului la acesta.

metale de bază, cum ar fi sodiu sau potasiu, reacționează violent cu apa pentru a forma baze. Magneziu De asemenea deja la temperatura camerei, se poate descompune apa:

2mg + 2H2O = 2mg (OH) 2 + 4H

Cu toate acestea, hidroxidul de magneziu rezultat este dizolvat în apă foarte slab. El rămâne pe metal sub forma unui film subțire, care întârzie dizolvarea ulterioară. Datorită acestei inhibiției reacție multe metale nu se dizolvă în apă. Cu toate acestea, în cazul în care mai multe minute pentru a fierbe în balon pudra de magneziu mică cu 5 ml apă și câteva picături de soluție de alcool fenolftaleină, lichidul se colorează în roșu. Este suficient cantitate destul de mică de hidroxid de magneziu (mai puțin de 0,1 mg / l), indicatorul arată reacția principală. Acest experiment mic oferă o idee despre sensibilitatea ridicată a multor reacții chimice.

Acum, avem nevoie pentru a detecta hidrogen, care sa dovedit ca rezultat al descompunerii apei de magneziu. Deoarece descompunerea apei pure încetează practic datorită formării filmului de protecție, trebuie avut grijă ca hidratate distrus în mod continuu. Pentru a face acest lucru, folosim aditivi. Vom realiza efectul dorit, prin utilizarea unor cantități foarte mici de acid sau săruri cum ar fi clorura de fier (III) sau clorură de magneziu. Plasam tuburile într-un număr mare de bucăți de magneziu sau bit pudră de magneziu, sau o bucată de bandă de magneziu. Unul dintre aceste tuburi se vor umple cu apa de la robinet, o alta - apa la care sa adăugat o cantitate foarte mică de acid sau oțet, a treia sau soluție de clorură ferică (III) sau o sare a dilua. Apa acidulată și bulele de gaz se formează în soluții de sare, dar magneziu solubil viguros. În cazul în care tubul îngust umplut cu apă și, întorcându-se, se arunca într-un tub larg, este posibil de a colecta gazele degajate. am obține de la atât de multe de apă acidulată, acesta va fi în măsură să efectueze un test pe detonante de gaz.

inert suprafață formarea peliculei este numită pasivizare. Dacă nu pentru acest fenomen, crom, aluminiu și multe alte metale ar fi într-o perioadă foarte scurtă de timp, distrus de oxigenul atmosferic sau vapori de apă.

descompunerea electrolitică a apei

Pentru descompunerea electrocutării apei cel mai frecvent utilizate aparate Hoffmann. Care nu au o astfel de mașină, el poate construi cu ușurință o structură similară. Să luăm o bucată dintr-un tub de sticlă foarte larg (de exemplu, un pahar de laborator sau o sticlă gura mare, fără fund. Cum de a elimina din partea de jos, este descrisă în capitolul 8 și muchiile ascuțite trebuie să oplavit pe flacăra unui arzător Bunsen). Deschiderea vasului tubului sau a gâtului montat foarte strâns aproape dopul de cauciuc. Tubul nu prea aproape unul de altul, două găuri sunt forate, în care pasta de electrod sub forma a două tija de carbon. Aceste tije pot fi cumpărate sau luate de la baterie la lanterna electrică. Înainte de a aplica purifica tije de carbon extins prin fierbere în apă. La capetele inferioare ale tijelor de carbon învecina conductorilor din sârmă de cupru izolată. Cel mai bine este de a obtine un electrician terminale adecvate și le lipi capetele goale ale firelor. Într-un caz extrem, bobinată sârma laminată. Lacuri cu sârmă trebuie să fie meticulos curățați, iar numărul de spire ar trebui să fie suficient de mare. Firele conectat la baterie pentru lanterna, sau mai bine, o baterie de plumb. Dacă există o rezistență variabilă în câteva ohmi, include în lanț. Apoi, rata de electroliză va fi ajustat bine.

Se umple vasul de electroliză făcut aproximativ două treimi apă, care adaugă un sernoy- acid diluat puțin. Apa pura conduce electricitatea foarte slab. Deja cantități mici de acid crește foarte mult conductivitatea. Este cel mai bine că concentrația de acid sulfuric a fost de 2% i. Cu atenție diluarea -chiar acid sulfuric corodează pielii. Amintiți-vă întotdeauna: atunci când diluarea de acid ar trebui să fie foarte lent, se toarnă în apă, în orice caz, nu se poate face opusul - să toarne apă în pis „acoperi.

Celula este gata. Acum vom închide circuitul electric. La ambii electrozi este eliberat gaz: la polul pozitiv (anod) este mai slabă pe negativ (catod) - mai puternic. Se colectează gaze pentru studiul lor. Pentru a pune acest tuburi umplute cu apă răsturnate -numai deasupra electrozilor, astfel că și ei pe un tub de cauciuc, iar circuitul electric este întrerupt.

În ambele tuburi întâlnesc cu gaz. În mod ideal, ar trebui să ne așteptăm ca anodul este format exact de două ori mai puțin gaz decât pe catod. Deoarece oxigenul este eliberat la anod și catod - hidrogen. Deoarece formula - Apă H2O, apoi un atom de oxigen există doi atomi de hidrogen și descompunerea apei trebuie să fie format de două ori atomi de hidrogen decât oxigen. Pe de altă parte, știm din cursul școlar că volume egale de gaze conțin întotdeauna același număr de molecule, legea lui Avogadro), precum molecula de hidrogen si molecula de oxigen conține doi atomi ai elementului.

În ciuda corectitudinii acestei teorii, suntem oarecum dezamăgiți când comparăm volumul de gaz produs. Oxigenul nu este suficient, pentru că o parte din el conectat la carbonul electrodului. Pentru ca sunt necesare studii precise pentru a aplica electrozii de metal nobil (preferabil platină).

Experimentele cu hidrogen

Dacă este utilizat în electroliza unei surse de putere suficient de puternic (de exemplu, baterie), este posibil să se obțină cantități semnificative de ambele gaze si transporta cu ei experimente simple.

Într-un tub de testare umplut cu hidrogen va efectua un test pe gaz oxihidrogen. În general, se dă un rezultat negativ, iar hidrogenul pur obținut arde în condiții de siguranță. Cu toate acestea, puteți obține o reacție pozitivă și - în cazul în care hidrogenul este amestecat cu aerul dizolvat în baia de apă cu oxigen. Aceasta se poate întâmpla atunci când este împins accidental pe tuburi, sau, cel mai adesea, imediata apropiere a electrozilor. Oxigenul este ușor de detectat printr-o torță mocnit. Aprinde o așchie de lemn, să-l lase o vreme să ardă în aer, și apoi a pus flăcările l dunuv repede. Smoldering, carbonizate luchiny final introduce în tubul cu oxigen. Vom vedea cum aprins o torță mocnit. Vom continua să studieze, atâta timp cât există gaze în tuburi.

Cu ajutorul dispozitivului nostru de electroliza, putem obține, de asemenea, un gaz detonante pur si sufla-l. Pentru a face acest lucru, un pahar cu pereți groși umplut cu apă, a pus simultan pe cei doi electrozi. In timpul electrolizei, se va aduna într-un amestec de oxigen hidrogen. De îndată ce sticla începe să se umple cu atenție aproximative ea, o gaură în jos pentru flacăra arzătorului. Urmată de un bumbac puternic și umezește peretele vasului. Dintre diferitele elemente în reacția compusului avem apă.

efectua doar acest ovet este imperios necesar în ochelarii de protecție! Mai mult, pentru a obține un amestec gazos numai în cantități mici, folosind sticla caz cele mai extreme nu mai mare de 250 ml. Wrap sticlă umed cu o pânză groasă (de preferință cu un prosop) pentru a evita rănirea dacă se va rupe. Și din nou, înainte de foc la amestec, ca o măsură de precauție deschide gura pentru a proteja timpanele. Rețineți, de asemenea, că producția de hidrogen electrolitic este adesea însoțită de explozii. Acest oxihidrogen aprinde spontan sub efectul unei scântei electrice sau impurități active catalitic. Din acest motiv, doar cantități mici de gaz pot fi, de asemenea, obținute pe parcursul experimentului pentru a menține la o distanță sigură.