science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe waterstofgas te bewaren en te verzamelen

Waterstof, het eenvoudigste en meest voorkomende element in het universum, is moeilijk te vinden in diatomische vorm op aarde. In plaats daarvan wordt het meestal aangetroffen in verbindingen. Een veel voorkomende waterstofverbinding is water. Diatomisch, of twee atomen per molecuul, waterstof kan worden geïsoleerd door gedestilleerd water elektrisch te scheiden. Dit proces staat bekend als elektrolyse en creëert ook zuurstofgas. Het is veruit de gemakkelijkste en veiligste manier om waterstofgas te verzamelen en op te slaan.

Zorg voor een elektrolysesysteem. Commercieel gemaakte elektrolysesystemen zijn veel betere opties dan persoonlijk gebouwde systemen. Ze worden meestal geleverd met een batterij, koperdraden, nikkelelektroden, glazen buizen, een waterreservoir en stopkranen. De batterij is de drijvende kracht en energie die de elektrolysereactie start. De koperdraden en de nikkelelektroden leveren de elektriciteit aan het water. De glazen buizen en het waterreservoir worden gebruikt om geïoniseerd en gedistilleerd water te houden. De stopkranen worden gebruikt om het waterstof- en zuurstofgas te extraheren.

Bevestig het elektrolyse-systeem aan een ringstand en klem. Het systeem moet verticaal zijn met het reservoir en de afsluitkranen bovenaan. De rubberen stoppen moeten zich het dichtst bij de grond bevinden.

Bevestig de koperdraden en de rubberen stoppen aan de onderste gaten in de glazen buizen.

Giet gedistilleerd water in het reservoir. Door gedestilleerd water te gebruiken, zijn gebruikers bijna gegarandeerd van pure monsters. Omdat het reservoir bovenaan staat, zal de zwaartekracht het water in de verbindingsbuis trekken. Als het reservoir niet bovenaan staat, kunt u een pomp gebruiken om water in de verbindingsslang te plaatsen.

Schakel de batterij in. De elektrische stromen scheiden het gedestilleerde water in twee verschillende soorten geïoniseerd water. De anodeglasbuis zal water met waterstofionen (H +) verkrijgen, terwijl de kathodegasbuis water zal ontvangen met hydroxide-ionen (OH-).

Test de geïoniseerde watermonsters. Hiervoor kan een zuur-base-indicator worden gebruikt. Wanneer de universele indicator wordt gebruikt, moet de anode helder roze zijn. Dit komt omdat water met waterstofionen zuur is en roze een indicator is voor zuren. Basen lijken aan de andere kant groenblauw als de universele indicator wordt gebruikt. Het geïoniseerde water in de kathode zou deze kleur moeten zijn omdat water met hydroxide-ionen basisch is. Ook lijkt er meer water in de kathode te zijn. Dit komt omdat de elektrolyse van water 2 diatomische waterstofmoleculen oplevert voor elk diatomisch zuurstofmolecuul. Meer gas betekent dat meer van het bijbehorende water is omgezet.

Extraheer het waterstofgas. Dit kan worden gedaan met behulp van een rubberen slang en deze aan een opvangcontainer te bevestigen. Rubberen slangen worden vaak aangetroffen in een chemielaboratorium en worden gebruikt om brandstof te leveren aan een bunsenbrander. De slang moet comfortabel aan de kranen worden bevestigd. Na het losdraaien van de plugkranen, zal de druk van het geïoniseerde water waterstofgas van het elektrolysesysteem naar de container dwingen. De reserve diatomische zuurstof kan veilig worden vrijgegeven in de omringende lucht.