تجزیه آب

 گاز تولید کنید!

  1) هدف‌

  2) آن‌چه نیاز دارید

  3) آن‌چه باید انجام دهید

  4) آن‌چه رخ می‌دهد

  5) نکته‌هایی برای والدین و معلمان 

  هدف‌

  تجزیه‌ی آب( H2O ) به اکسیژن و هیدروژن

  آن‌چه نیاز دارید

  • دو مداد(مداد HB معمولی مناسب است، اما2= HB بهتر است)

  • شیشه‌ی خالی مربا( با گنجایشی حدود نیم لیتر)

  • قطعه‌ی مربع شکلی از کارتن به اندازه‌ای که دهانه‌ی شیشه را بپوشاند

  • نوار چسب

  • آب

  • باتری چراغ قوه

  • نمک

  آن‌چه باید انجام دهید

  دو انتهای مدادها را نوک تیز کنید. پیش از آن که به تیزکردن انتهای مدادها بپردازید، پاکن انتهای مداد و بخش فلزی آن را به طور کامل جدا کنید. شیشه‌ی مربا را تا زیر دهانه‌ی آن با آب پر کنید. چند قاشق چای‌خوری نمک به شیشه‌ی پر از آب بیفزایید. مربع کارتونی را به سر شیشه بچسبانید. به دقت، یکی از مدادها را از کارتن بگذرانید، به گونه‌ای که نوک مداد به طور کامل زیر آب باشد. نزدیک سه سانتی‌متر فاصله از مداد اول، همین کار را برای مداد دوم انجام دهید. مداد اول را از نوک گرافیتی‌اش به انتهای منفی باتری وصل کنید. یعنی، یک انتهای سیم را به دور نوک مداد بپیچید و انتهای دیگر را به انتهای منفی باتری. اکنون باید یک مداد به قطب منفی و مداد دیگر به قطب مثبت باتری وصل شده باشد. انتهای دیگر مدادها، که سیم به آن‌ها وصل نیست، باید در آب غوطه‌ور باشد. اکنون باید حباب‌هایی از نوک‌های غوطه‌ور در آب بیرون بزند.

  آن‌چه رخ می‌دهد

  شما در حقیقت یک پیل الکترولیز درست کرده‌اید. گرافیت مداد یک هادی جریان الکتریکی است. جریان الکتریکی از قطب منفی باتری به درون گرافیت جریان می‌یابد و از راه آب به قطب مثبت هدایت می‌شود. نوک گرافیتی را که به قطب مثبت وصل است، آند و نوک گرافیتی را که به قطب منفی وصل است، کاتد گویند. حباب‌هایی که پیرامون آند تشکیل می‌شوند، گاز اکسیژن(O ₂) هستند. حباب‌هایی که پیرامون کاتد تشکیل می‌شوند، گاز هیدروژن(H ₂) هستند. حباب‌ها نتیجه‌ی الکترولیز(برق‌کافت) هستند؛ یعنی، فرایندی که باعث تغییر شیمیایی در پیل الکترولیز می‌شود. در این جا، تغییر شیمیایی تولید گاز هیدروژن و اکسیژن از آب است. شما ممکن است متوجه شده باشید که پیرامون کاتد نسبت به آند حباب بیش‌تری جمع می‌شود. این حقیقت به این خاطر است که آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم آب تشکیل شده است: H2O . بنابراین، در برابر هر مولکول گاز اکسیژن دو مولکول گاز هیدروژن خواهیم داشت.

  نکته‌هایی برای آموزگاران و خانواده

  آب درون شیشه نباید زیاد نمک داشته باشد. اگر آب بسیار غلیظ باشد، احتمال آن وجود دارد که گاز کلر تولید شود. افزودن فنول‌فتالین(ماده‌ای که در برخی ضد یبوست‌ها وجود دارد) به آب درون شیشه، باعث افزایش pH در نزدیکی کاتد می‌شود. از این رو، پیرامون کاتد قرمز می‌شود. با شیره‌ی کلم قرمز نیز می توان به این حقیقت پی‌برد. شیره‌ی کلم قرمز در محل کاتد، آبی و در محل آند، قرمز می‌شود. البته، مشاهده‌ی این رویداد دشوار است، زیرا رنگ ارغوانی تیره‌ی شیره‌ی کلم، تغییر رنگ را می‌پوشاند. اگر می‌خواهید حباب‌های بیش‌تری تشکیل شود، باتری‌های بیش‌تری اضافه کنید.

  این آزمایش را روی صفحه‌ی نمایشگر رایانه‌ی خود انجام دهید