Elektrolýza vody: čo o nej vieme

Obsah:

Elektrolýza vody: čo o nej vieme
Elektrolýza vody: čo o nej vieme
Anonim

Mnohým z nás sa určite páčili experimenty vykonávané na školských hodinách chémie. Vždy je zaujímavé sledovať, ako sa rôzne látky navzájom ovplyvňujú a aký je výsledok. A takú vec, ako je elektrolýza vody, niektorí experimentátori celkom úspešne opakujú aj doma. Ako je známe, tento proces vedie k uvoľňovaniu kyslíka a vodíka. Ale ako presne sa to všetko deje? Prečo je vôbec potrebná elektrolýza vody a aké sú jej vyhliadky? Pozrime sa na to bližšie.

elektrolýza vody
elektrolýza vody

Ako funguje elektrolýza vody

Ak zoberiete obyčajný napájací zdroj, pripojíte k stĺpom grafitové tyče a spustíte ich do vody z vodovodu, potom cez ňu pretečie jednosmerný prúd, v kvapaline začnú prebiehať rôzne elektrochemické reakcie. Ich aktivita priamo závisí od napätia a prítomnosti všetkých druhov solí vo vode. Ak vezmeme do úvahy elektrolýzu vody v domácnosti pomocou bežnej kuchynskej soli, potom v najjednoduchšej forme v nej možno rozlíšiť niekoľko nezávislých procesov.

Elektrochemický proces

Spočíva v tom, že na anóde sa uvoľňuje kyslík - a v tomto mieste sa kvapalina okysľuje a na katóde - vodík - a tu sa kvapalina alkalizuje. To však nie je všetko. Ak sa použijú špeciálne elektródy, potom elektrolýza vody umožní získať ozón na zápornom póle a peroxid vodíka na kladnom póle. Čerstvá (nie destilovaná) voda vždy obsahuje minerálne soli – chloridy, sírany, uhličitany. Keď dôjde k elektrolýze vody, zúčastňujú sa aj reakcií. Napríklad, keď cez vodu s rozpustenou kuchynskou soľou začne prechádzať jednosmerný prúd, na anóde sa začne vytvárať chlór – a tu sa voda okyslí a na katóde sa vytvorí hydroxid sodný – a voda sa zalkalizuje. Takáto reakcia je prechodná a chemické prvky, ktoré sa opäť objavili, začnú navzájom interagovať. V dôsledku toho sa čoskoro začne objavovať chlórnan sodný - 2NaOCl. Približne to isté sa deje s chloridmi draslíka a vápnika. Ako vidíme, v dôsledku rozkladu sladkej vody vzniká zmes silných oxidačných činidiel: ozón, kyslík, chlórnan sodný a peroxid vodíka.

elektrolýza vody doma
elektrolýza vody doma

Elektromagnetický proces

Spočíva v tom, že molekuly vody sú orientované rovnobežne s prúdom tak, že ich vodíková časť (so znamienkom „+“) je priťahovaná ku katóde a kyslíková časť (so znamienkom „-“)) je priťahovaný k anóde. Sila vplyvu na ne je taká silná, že vedie k oslabeniu a niekedy až k pretrhnutiu vodíkových väzieb. V dôsledku toho vzniká atómový kyslík, ktorý ovplyvňuje zníženie tvrdosti vody. Oxiduje vápenaté ióny na oxid (Ca+ + O → CaO), ktorý sa následne spája s vodou a vytvára zodpovedajúci hydrát: CaO + H2O → Ca(OH)2

Proces kavitácie

Kolaps mikroskopických bublín vodíka a kyslíka, ktoré vznikajú v dôsledku elektrolýzy, uvoľňuje obrovskú energiu, ktorá ničí molekuly vody, ktoré tvoria ich steny. V dôsledku toho sa objavujú ióny a atómové častice kyslíka a vodíka, hydroxyly a ďalšie látky.

plazmová elektrolýza vody
plazmová elektrolýza vody

Aplikácia

Elektrolýza vody má pre moderný priemysel veľkú praktickú hodnotu. Často sa používa na čistenie vody od rôznych nečistôt. Je to tiež jednoduchý spôsob výroby vodíka. Ten je zaujímavý ako možná alternatíva ku klasickému palivu. V súčasnosti vedci študujú plazmovú elektrolýzu vody, ktorá je oveľa efektívnejšia ako zvyčajne. A okrem toho existuje teória, podľa ktorej na rozklad „elixíru života“môžete použiť špeciálne baktérie, ktoré dokážu produkovať malý prúd. Ako vidíte, elektrolýza vody nie je vôbec taká jednoduchá, ako sa na prvý pohľad zdá, a určite možno očakávať, že jej ďalšie štúdium môže viesť k prechodu na vodíkové palivo.

Odporúča: