بسم الله الرحمن الرحيم
أعمل بنفسك
فصل الهيدوجين و الأوكسجسن من الماء بواسطة التحليل الكهربائي
Separate Hydrogen and Oxygen from Water Through Electrolysis
التحليل الكهربائي هي طريقة فَصْل عناصرِ بتسليط تيارَ كهربائيَ خلال مُركّب (محلول كهربائي).
هي طريقة مستعملة في التطبيقاتِ الصناعيةِ المُخْتَلِفةِ مثل إزالة النحاسِ مِنْ خامِاتها.
أيضاً هي تُستَعملُ لفَصْل الهيدروجينِ والأوكسجينِ مِنْ الماءِ.
التحليل الكهربائي هي لَيسَت الطريقَة الأكثر كفاءة للحُصُول على الهيدروجينِ ، لَكنَّها هي أحد الأسهلِ وأرخص الطرقِ للحصول على الهيدروجينِ ” بالتحليل (التخمير) المنزلي”.
الهيدروجين هو العنصرُ الأكثر وفرةً في الكونِ.
مَع “الطاقة الخضراء” هناك هوس يَتكلّمُ عن تَشْغيل إقتصادِنا مستقبلآ خالي مِنْ النفطَ وأن يكون معتمدآ على الهيدروجينِ، تَعَلّم حول هذا الوقودِ المحتملِ للمستقبلِ فهو مهمُ ومثيرُ.
إضافةً إلى أن الهيدروجين هو وقود ذو طاقة عالية (وقوي Powerful) ، وهو كذلك سريعة الأنفجّار.
الخطوة الأولى – التحليل الكهربائي للماء.
تفسيرُ التحليل الكهربائي للماءِ.
2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g)
كا درسنا في دروس الكيمياء فكُلّ منا يَعْرفُ بأن جزيئة ماءِ مُشَكَّلةُ من عنصرين: آيونان موجبان للهيدروجينِ وآيونِ أوكسجينِ سلبيِ واحد.
إنّ جزيئةَ الماءَ مَحْمُولةُ سوية بالجاذبيةِ الكهرومغناطيسيةِ بين هذه الآيوناتِ.
عندما تسلط الكهرباء على الماء من خلال القطبين الكهربائيين , قطب سالب (سلبي) وقطب موجب (إيجابي) ، هذه الآيوناتِ تَجْذبُ إلى القطب المعاكس لها بالشحنة.
لذا آيونات الهيدروجينِ المَشْحُونةِ إيجابياً سَتَجْمعُ على القطب السالبِ والأوكسجينِ المَشْحُونِ سلبياً سَيَجْمع على القطب الموجبِ.
عندما تَتّصلُ هذه الآيوناتِ بأقطابها الكهربائية الخاصةِ هم أمّا يَكْسبونَ أَو يَفْقدونَ الألكتروناتِ إعتمادا على الشحنة الأيونيةِ هناك ، (في هذه الحالةِ ، يَكْسبُ الهيدروجينُ الألكتروناتَ والأوكسجينَ يَفْقدانِهم) بالقيام بذلك هذه الآيوناتِ تُوازنُ شحناتها ، و تُصبحُ حقيقية ، ذرات متوازنة بشكل كهربائي (أَو في حالة الهيدروجين جزيئة).
هذا النظامِ لَيسَ كفوءَ جداً لأن البعض مِنْ الطاقةِ الكهربائيةِ ستُحَوَّل إلى حرارةِ أثناء العمليةِ ، فكفائتها هي مِنْ 50 %- 70% .
الخطوة الثانية – المواد.
للعلم – أنك ستتعامل وستَضِعُ كهرباءَ في الماءِ ، وهذه العملية لَهُا الإمكانيةُ لِكي تَكُونَ خطرةَ ، لذا يجب أن تَكُونُ ذكياً حول ذلك ، فيجب أن لا تَمْسَّها بيديكَ العاريتين ولا تَلْصقُها بالماءِ ، فإذا كنت قلق بشأن ذلك فالحل هو لْبسُ قفازاتَ مطاطيةَ فأنها سَتَعطي بَعْض العزلِ الإضافيِ.
الهيدروجين هو سَريِع الإشتِعَالِ ومتفجّرُ ، إنّ الكميةَ التي ستعملها هي لَيستْ خطرة جداً ، لكن كُنْ حذراً.
فَصْل الهيدروجينِ والأوكسجينِ مِنْ الماءِ بسيطُ جداً. هو يُمكنُ أَنْ يَكُونَ بسهولة إلصاق سلكين بطارية إلى الماءِ وتُراقبُ الفقاعاتَ التي ستتشكّلُ.
على أية حال نحن نُريدُ جَمْع كُلّ هذه الفقاعات الصَغيرة.
الأشياء التي سَتَحتاجُ لها:
- · حاوية زجاجية – لأحتواء الماءِ ، واضح من المفضل أن تكون شفافة.
- · أنبوبة أختبار عدد 2 ، أو قنينتين صودا قديمة شفافة ، وذلك لجَمْع كلا الهيدروجين والأوكسجين.
- · مصدر كهربائي – وصلة 12 فولط 1000 ملي أمبير 12v 1000mA adapter ، بطاريات 9 فولط (تربط على التوالي series) أو أي من المصادرَ أخرى فهي تعمل أيضاً. (للعلم مصدر كهربائي أكبر يعني تشكيل فقاعات أكثر و أسرع).
- · أقطاب كرافايتِ (كاربون) كهربائية عدد 2 – وهي إختيارية ، يمكن أن تستخرجهما من بطاريتين جافتين قديمتين حجم C جهد 1,5 فولط ، ( كما يُمْكِنُ أَنْ توصل وتَلصقَ السلكين المعريين إلى الماءِ مباشرة بدلا من أستخدام القطبين الكاربونين ، لَكنَّهما سيتأكسدا وسيَصدّئا بسرعة جداً).
- · ملح.
- · ماء.
الخطوة الثالثة – الماء والملح
الماء لوحده هو لَيسَ موصل جيد جداً للكهربائية.
نَحتاجُ لإضافة نوع من منحل كهربائي ، وذلك بإضافة قليل من الملح للماء ، والآن الماء يكون موصل جيد وصالح للتحليل.
صب الماء المالح بالوعاء الزجاجي ، وبنفس الوقت أملئ أنبوب الأختبار أو أنبوبي الأختبار التي سيجمع بها العازين الناتجين الهيدروجين و الأوكسجين.
الخطوة الرابعة – الجزء الصعب و التركي The Tricky
حسناً هذا هوالجزءُ الصعبُ ، حيث ستَحتاجُ لقلب حاويةِ جمع الغاز(أنبوب اأختبار أو قنينة الصودا) رأساً على عقب في الوعاء الحاوية بحيث لا يدخل أي هواء في أنبوبة الأختبار ، يمكن تنفيذ ذلك ببساطة بغلق فتحة أنبوب الأختبار بأصبع الأبهام وتقلب بسرعة.
الخطوة الخامسة – الأقطاب الكهربائية.
الآن خذ القطبين الكهربائين المتصلين بالمصدر الكهربائيِ.
الهيدروجين سَيُشكّلُ على القطب الكهربائي الإيجابيِ ، والأوكسجين على السلبي ، (إذا كنت لا تَعْرفُ ما الفرق بينهما ، يَفْتحُ المصدرَ الكهربائيَ ويَلْصقَ القطبين الكهربائين في الماءِ ، الواحد ذو الفقاعاتِ الأكثرِ هو الهيدروجينُ).
الآن ألْصقُ القطب الكهربائي تحت حاويةُ جمع الغازِ.
يمكن تثبيت أنبوبي الأختبار بواسطة شريط لاصق لضمان بقائهما في المكان الصحيح.
الخطوة السادسة – هذا هو الهدف و النهاية.
هذا هو كل شيء ، وصل مصدر الكهرباء بالكهرباء وراقب الفقاعات ، تعتمد كمية ووقت تجميع الغاز على قوة المصدر الكهربائي ، فكلما كان أقوى فهو سيكون أسرع بالفقاعات.
ستحتاج أنبوبة الأختبار لـحوالي 5 دقائق لتمتلئ ، وستعرف بأنها قد أمتلئت عندما يزاح الماء للخارج من داخلها.
طبعا ينصح بأستخدام الأقطاب الكهربائية الكرافيتية بدلا من الأسلاك العارية التي سرعان ما تتأكسد وتصدأ.
مهند الشيخلي … muhannad alsheikhkly
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق