Elektrolýza
vody
Princíp
práce
Na
kladnej elektróde - anóde sa vyvíja kyslík O2,
prebieha reakcia:
2 OHˉ → H2O +
½ O2 + 2e-
Na
zápornej elektróde - katóde sa uvoľňuje vodík H2;
prebieha reakcia:
2 H2O + 2e- → 2 OH-
+ H2
Výsledná
reakcia elektrolýzy:
H2O → H2 +
½ O2
Pomôcky
a chemikálie
Jedna
sklenená vaňa (8 x 15 cm), 2 jednorázové striekačky (10
cm3), 2 veľké zatváracie špendlíky (z ocele),
3 ploché batérie, kliešte, nôž, lyžica, skrutkovač, 4
veľké svorky, 2 malé svorky (prípadne štipce), 0,5 m tenkého
káblového drôtu, zapaľovač, drevená trieska, pracia sóda
(Na2CO3 . 10 H2O), destilovaná
voda H2O
Postup práce
a)
Výroba elektród
Zatváracie
špendlíky vyhneme (do 180° uhla) a ostré špicaté konce
odštikneme. Odstránime piesty striekačiek a namiesto nich
vsunieme do striekačiek vyhnuté zatváracie špendlíky tak,
že odštiknuté konce špendlíkov vystrčíme čo možno najďalej
z ústí striekačiek. Špendlíky pomocou zapaľovača v ústí
striekačiek vzduchotesne zatavíme. Prstom pritom fixujeme
zatvárací špendlík v striekačke tak dlho, kým umelá
hmota opäť nestvrdne.
b)
Výroba elektrolytu
Praciu
sódu ( Na2CO3 . 10 H2O) rozpúšťame
v destilovanej vode H2O, až kým nevznikne nasýtený
roztok.
c)
Konštrukcia elektrolyzéra
3
ploché batérie sériovo zapojíme pomocou svoriek, elektródy
spojíme pomocou drôtu a svoriek s voľnými pólmi zdroja,
vložíme ich do vane s nasýteným roztokom sódy (Na2CO3
. 10 H2O) a v roztoku ich upevníme vo
zvislej polohe.
d)
Priebeh
elektrolýzy a dôkaz vzniknutých produktov
Elektrolýzu
necháme prebiehať, kým nevznikne 6 cm3 vodíka H2
a 3 cm3
kyslíka O2 .Striekačku s vodíkom H2
vyberieme z elektrolytu ústím smerom dole a vodík H2 dokážeme
tak, že ústie skúmavky priblížime k plameňu zapaľovača.
Striekačku s kyslíkom O2 uzavrieme ešte v
elektrolyte palcom, vyberieme z vaničky a obrátime. Kyslík
O2 dokážeme tlejúcou trieskou.
e)
Príprava a dôkaz traskavého plynu
Elektrolýzu
necháme prebiehať, kým nevznikne 6 cm3 vodíka H2,
resp. 3 cm3 kyslíka O2. Potom elektrický
obvod prepólujeme a elektrolýzu necháme prebiehať ďalej,
kým na každej elektróde nevznikne 9 cm3 traskavého
plynu. Traskavý plyn v obidvoch striekačkách zapálime zapaľovačom
bezprostredne po vybratí elektródy z elektrolytu.
Pozorovanie
Na
katóde sa tvorí vodík H2, na anóde kyslík O2
a ich množstvo
závisí od dĺžky trvania elektrolýzy.
Poznámky
Elektródy
po použití dobre opláchneme vodou a osušíme, (aby
sme zabránili korózii). V prípade viacnásobného
opakovania pokusu aparatúru nerozoberáme (časová úspora).
Zneškodnenie splodín
Roztok
sódy (Na2CO3 . 10 H2O) je možné
použiť viackrát (po použití ho môžeme naliať späť do
zásobnej fľaše). Staré batérie sa dajú odniesť do
zberu.
Bezpečnosť
Zapálenie
traskavého plynu je v danom množstve (9 cm3)
bezpečné. Koncentrovaný roztok sódy (Na2CO3
. 10 H2O) je alkalický, preto je potrebné
zabrániť jeho dlhšiemu kontaktu s pokožkou.
|
