Как разделить воду на кислород и водород: Разрыв молекул воды и Закон сохранения энергии. Какую использовать воду

Разрыв молекул воды и Закон сохранения энергии. Какую использовать воду

В данной статье поговорим про разрыв молекул воды и Закон сохранения энергии. В конце статьи эксперимент для дома.

Нет никакого смысла изобретать установки и устройства по разложению молекул воды на водород и кислород не учитывая Закон сохранения энергии. Предполагается, что возможно создать такую установку, которая на разложение воды будет затрачивать меньшее количество энергии, чем та энергия, которая выделяется в процессе сгорания (соединения в молекулу воды). В идеале, структурно, схема разложения воды и соединение кислорода и водорода в молекулу будет иметь циклический (повторяющийся) вид.

Изначально, имеется химическое соединение – вода (H₂O). Для её разложения на составляющие – водород (Н) и кислород (О) необходимо приложить определённое количество энергии. Практически, источником этой энергии может быть аккумуляторная батарея автомобиля. В результате разложения воды образуется газ, состоящий в основном из молекул водорода (Н) и кислорода (О). Одни, называют его «Газ Брауна», другие говорят, что выделяющийся газ, ничего не имеет общего с Газом Брауна. Думаю, нет необходимости рассуждать и доказывать, как называется этот газ, ведь это не важно, пускай этим занимаются философы.

Газ, вместо бензина поступает в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, где посредством искры от свечей системы зажигания воспламеняется. Происходит химическое соединение водорода и кислорода в воду, сопровождаемое резким выделением энергии взрыва, заставляющего двигатель работать. Вода, образованная в процессе химического соединения, выпускается из цилиндров двигателя в виде пара через выпускной коллектор.

Важным моментом является возможность повторного использования воды для процесса разложения на составляющие – водород (Н) и кислород (О), образованной в результате сгорания в двигателе. Ещё раз посмотрим на «цикл» круговорота воды и энергии. На разрыв воды, которая находится в устойчивом химическом соединении, затрачивается определённое количество энергии. В результате сгорания, наоборот выделяется определённое количество энергии. Выделяемая энергия может быть грубо рассчитана на «молекулярном» уровне. Из-за особенностей оборудования, затрачиваемую на разрыв энергию рассчитать сложнее, её проще измерить. Если пренебречь качественными характеристиками оборудования, потерями энергии на нагрев, и другими немаловажными показателями, то в результате расчётов и измерений, если они проведены правильно, окажется, что затраченная и выделенная энергии равны друг другу. Это подтверждает Закон сохранения энергии, который утверждает, что энергия никуда не пропадает и не появляется «из пустоты», она лишь переходит в другое состояние. Но мы хотим использовать воду как источник дополнительной «полезной» энергии. Откуда эта энергия вообще может взяться? Энергия тратится не только на разложение воды, но и на потери, учитывающие КПД установки по разложению и КПД двигателя. А мы хотим получить «круговорот», в котором энергии больше выделяется, чем затрачивается.

Я не привожу здесь конкретные цифры, учитывающие затраты и выработку энергии. Один из посетителей моего сайта прислал мне на Майл книгу Канарёва, за что я ему очень благодарен, в которой популярно разложены «подсчёты» энергии. Книга является очень полезной, и пара последующих статей моего сайта будет посвящена именно исследованиям Канарёва. Некоторые посетители моего сайта утверждают, что я своими статьями противоречу молекулярной физике, поэтому в своих последующих статьях я приведу на мой взгляд — основные результаты исследований молекулярщика — Канарёва, которые моей теории не противоречат, а даже наоборот подтверждают моё представление о возможности низкоамперного разложения воды.

Если считать, что вода, используемая для разложения – это самое устойчивое, конечное химическое соединение, и её химические и физические свойства такие же, как у воды, высвобождаемой в виде пара из коллектора двигателя внутреннего сгорания, то какими производительными установки по разложению не были, нет смысла пытаться получать дополнительную энергию из воды. Это противоречит Закону сохранения энергии. И тогда, все попытки использовать воду в качестве источника энергии — бесполезны, а все статьи и публикации на эту тему не более чем заблуждения людей, или просто — обман.

Любое химическое соединение при определённых условиях распадается или соединяется вновь. Условием для этого может служить физическая среда, в которой находится это соединение – температура, давление, освещённость, электрическое, или магнитное воздействие, либо наличие катализаторов, других химических веществ, или соединений. Воду можно назвать аномальным химическим соединением, обладающую свойствами, не присущими всем остальным химическим соединениям. К этим свойствам (в том числе) относятся реакции на изменения температуры, давления, электрического тока. В естественных Земных условиях, вода – устойчивое и «конечное» химическое соединение. В этих условиях имеется определённая температура, давление, отсутствует какое либо магнитное, или электрическое поле. Существует много попыток и вариантов изменить эти естественные условия для того, чтобы разложить воду. Из них, наиболее привлекательно выглядит разложение посредством воздействия электрического тока. Полярная связь атомов в молекулах воды настолько сильна, что можно пренебречь магнитным полем Земли, которое не оказывает никакого влияния на молекулы воды.

Небольшое отступление от темы:

Есть предположение определённых деятелей науки, что Пирамиды Хеопса не что иное, как огромные установки для концентрации энергии Земли, которую неизвестная нам цивилизация использовала для разложения воды. Узкие наклонные тоннели в Пирамиде, назначение которых до настоящего времени не раскрыто, могли использоваться для движения воды и газов. Вот такое «фантастическое» отступление.

Продолжим. Если воду поместить в поле мощного постоянного магнита, ничего не произойдёт, связь атомов будет по-прежнему сильнее этого поля. Электрическое поле, образованное мощным источником электрического тока, приложенное к воде посредством электродов, погруженных в воду, вызывает электролиз воды (разложение на водород и кислород). При этом, затраты энергии источника тока огромны — не сопоставимы с энергией, которую можно получить от обратного процесса соединения. Здесь и возникает задача минимизировать затраты энергии, но для этого необходимо понять как происходит процесс разрыва молекул и на чём можно «сэкономить».

Для того, чтобы верить в возможность использования воды, как источника энергии мы должны «оперировать» не только на уровне единичных молекул воды, а так же на уровне соединения большого числа молекул за счёт их взаимного притяжения и дипольного ориентирования. Мы должны учитывать межмолекулярные взаимодействия. Возникает резонный вопрос: Почему? А потому, что перед разрывом молекул необходимо их сначала сориентировать. Это, так же является ответом на вопрос «Почему в обычной электролизёрной установке используется постоянный электрический ток, а переменный – не работает?».

В соответствии с кластерной теорией, молекулы воды имеют положительные и отрицательные магнитные полюса. Вода в жидком состоянии имеет не плотную структуру, поэтому молекулы в ней, притягиваясь разноимёнными полюсами и отталкиваясь одноимёнными, взаимодействуют друг с другом, образуя кластеры. Если для воды, находящейся в жидком состоянии, представить оси координат и попытаться определить в каком направлении этих координат больше ориентированных молекул, у нас ничего не получится, потому что ориентация молекул воды без дополнительного внешнего воздействия — хаотична.

В твёрдом состоянии (состоянии льда) вода имеет структуру упорядоченных и точно ориентированных определённым образом друг относительно друга молекул. Сумма магнитных полей шести молекул H₂O в состоянии льда в одной плоскости равна нулю, а связь с соседними «шестёрками» молекул в кристалле льда приводит к тому, что в целом, в определённом объёме (куске) льда отсутствует какая либо «общая» полярность.

Если лёд растает от повышения температуры, то многие связи молекул воды в «решётке» разрушатся и вода станет жидкой, но всё равно «разрушение» будет не полным. Большое количество связей молекул воды в «шестёрки» сохранится. Такая талая вода называется «структурированной», является полезной для всего живого, но для разложения на водород и кислород не подходит потому, что необходимо будет тратить дополнительную энергию на разрыв межмолекулярных связей, затрудняющих ориентацию молекул перед их «разрывом». Значительная потеря кластерных связей в талой воде произойдёт позже, естественным путём.

Если в воде имеются химические примеси (соли, или кислоты), то эти примеси препятствуют соединению соседних молекул воды в кластерную решётку, отнимая у структуры воды водородные и кислородные связи, чем при низких температурах нарушают «твёрдую» структуру льда. Всем известно, что растворы кислотных и щелочных электролитов не замерзают при отрицательных температурах так же, как и солёная вода. Благодаря наличию примесей, молекулы воды становятся легко ориентируемыми под действием внешнего электрического поля. Это с одной стороны хорошо, не надо тратить лишнюю энергию на полярную ориентацию, но с другой стороны это плохо, потому, что эти растворы хорошо проводят электрический ток и в результате этого, в соответствии с Законом Ома, амплитуда тока необходимая на разрыв молекул оказывается значительной. Низкое межэлектродное напряжение приводит к низкой температуре электролиза, поэтому такая вода используется в электролизёрных установках, но для «лёгкого» разложения такая вода не годится.

Какая же вода должна применяться? Вода должна иметь минимальное количество межмолекулярных связей – для «лёгкости» полярной ориентации молекул, не должна иметь химических примесей, увеличивающих её проводимость – для уменьшения тока, используемого для разрыва молекул. Практически, такой воде соответствует дистиллированная вода.

Вы можете провести простой эксперимент сами

Налейте свеже-дистиллированную воду в пластиковую бутылку. Поместите бутылку в морозильную камеру. Выдержите бутылку около двух-трёх часов. Когда Вы достанете бутылку из морозильной камеры (трясти бутылкой нельзя), Вы увидите, что вода находится в жидком состоянии. Откройте бутылку и тонкой струйкой выливайте воду на наклонную поверхность из нетеплопроводного материала (например — широкую деревянную доску). На Ваших глазах вода будет превращаться в лёд. Если в бутылке осталась вода, закройте крышку, резким движением ударьте дном бутылки о стол. Вода в бутылке резко превратится в лёд.

Эксперимент может не получиться, если дистилляция воды была произведена более пяти суток назад, некачественно, или подвергалась тряске, в результате чего, в ней появились кластерные (межмолекулярные) связи. Время выдержки в морозильной камере, зависит от самой морозильной камеры, что так же может повлиять на «чистоту» эксперимента.

Этот эксперимент подтверждает, что минимальное количество межмолекулярных связей именно в дистиллированной воде.

Ещё один важный аргумент в пользу дистиллированной воды: Если Вы видели, как работает электролизёрная установка, то знаете, что использование водопроводной (даже очищенной через фильтр) воды загрязняет электролизёр так, что без регулярной его чистки снижается эффективность электролиза, а частая чистка сложного оборудования – лишние трудозатраты, да и оборудование из-за частых сборок – разборок придёт в негодное состояние. Поэтому даже и не думайте использовать для разложения на водород и кислород водопроводную воду. Стэнли Мэйер использовал водопроводную воду только для демонстрации, чтобы показать какая «крутая» у него установка.

Чтобы понять то, к чему нам необходимо стремиться, мы должны понять физику процессов, происходящих с молекулами воды во время воздействия электрического тока. В следующей статье мы вкратце, без «заумной нагрузки на мозг» ознакомимся с теорией профессора Канарёва о строении молекул воды, кислорода и водорода.

Воду научились разделять на водород и кислород с помощью золотых

Золотые наношарики помогают разделяют воду на кислород и водород с помощью солнца. Такая технология очень перспективна для топливных элементов.

Шипастые золотые шарики наноразмера, похожие на рыбу-ежа, при помощи одной лишь солнечной энергии успешно разделяют воду на кислород и водород, необходимый для топливных элементов.

В большом масштабе новая технология может создать метод сбора солнечной энергии, которую легче будет хранить для последующего использования, что позволит ей справиться с колебаниями спроса на энергию, которыми до сих пор страдают возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия и ветровая.

Крошечные золотые звездочки покрыты ультратонким слоем оксида титана, который действует на молекулы воды как катализатор. Инфракрасный и видимый солнечный свет преобразуются в электроны золотом, а затем эти высококонцентрированные электроны подаются в слой титана для разделения воды на водород и кислород.

До этого данный процесс мог быть осуществлен только с ультрафиолетовым светом, действующим на более объемные, неэффективные титановые и золотые катализаторы.

Исследование Лауры Фабрис, инженера материалов из Университета Рутгерса в Нью-Брансуике, опубликованное в журнале Chem, решает эту проблему, благодаря специально разработанной форме или морфологии наночастиц золота с титановым покрытием для улавливания более широкого диапазона длин волн в солнечном свете.

Таким образом удалось получить гораздо более эффективный и недорогой процесс, который имеет более низкий след в окружающей среде.

Частицы должны быть с острыми шипами по двум причинам. Во-первых, они служат хорошими антеннами для ближнего инфракрасного излучения, которое является широкой частью солнечного спектра. Также шипы позволяют исследователям направлять большой объем электронов к их острым кончикам, что облегчает миграцию электронов в титан.

Команда Фабрис уже проверили в чем-то вроде чана этих наносфер золота, постоянно перемешиваемых в воде, благодаря чему каждая часть их поверхности находилась в частом контакте с молекулами воды и солнечными лучами.

— У нас есть только шесть или семь кончиков, и мы можем настроить длину этих наконечников от 70 до 100 нанометров, что отлично. В принципе вы могли бы создать материал, поглощающий весь солнечный свет, — отметила Фабрис.

Материал, поглощающий весь солнечный свет, был бы намного более эффективным, чем те, которые есть сейчас, которые могут поглощать только 5%. 

опубликовано econet.ru  Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Разложение воды под действием звука описано ещё в «Юном технике»

— У ада и небес есть свои границы, защита, охрана, воины, ворота. Зачем им все это?
— Людей боятся, вот и окопались как могли…

«Непонятное устройство, стоявшее на столе Кили, имело сверху нечто вроде помеси форсунки и воронки. Кили некоторое время дул в него, а затем вылил туда порядка 18 литров воды. Через некоторое время манометр показал давление в 680 атмосфер, и Кили объявил, что вода дезинтегрировалась, а в генератор поступил так называемый «эфирный пар», способный приводить в действие любые механизмы. В доказательство Кили запустил находившийся тут же небольшой «вечный двигатель».»

«В 1884 году Кили продемонстрировал эфирную пушку, которая при немалом скоплении народа бесшумно выстрелила на 270 метров 140-граммовым ядрышком. В 1890-е Кили больше внимания стал уделять энергии, извлекаемой из чистых вибраций. без всякого эфирного пара. Последним его шоу (1897 год) стал вибрационный двигатель, имевший мощность 10 лошадиных сил при массе 91 килограмм.»

«Дезинтегратор состоял из перестраиваемого резонатора, внутренности которого Кили держал в секрете, системы камертонов, воронки для воды и приёмного устройства для звука. На демонстрациях изобретатель шумел в «микрофон», заливал воду в воронку, камертоны вибрировали, внутри резонатора что-то происходило, и подсоединённый к нему электродвигатель начинал работать.»

«камертоны вибрировали, внутри резонатора что-то происходило»

dmitrijan:Разложение воды под действием звука описано ещё в «Юном технике». Как вариант получаем пар или смесь газов. Проблема лишь в отделении водорода от кислорода, рванёт запросто.

При этом можно снимать немалый заряд за счёт распада воды. Вообще-то такие элементы делают — туда нужно влить воду, спирт или даже бензин и получить электричество. Капризное устройство однако.

Собственно просто и банально.

Хотя приспособить эти устройства пока не придумали особо куда. Можно получать водородо-кислород для двигателя. Можно увлажнять комнату, можно сушить бельё, можно греть еду.

Собственно СВЧ печка этим и занимается, за счёт разложения жидкости нагревает еду.

Ну можно облака разгонять и дождик конденсировать и лить на головы врагов или на поля.

Собственно, так или иначе этот эффект используют нынче. Хотя самое большое распространение этот эффект нашёл в нагреве еды.

Ну можно гранит или чего там на надо, сверлить.

В целом технология недалеко ушла от забивания клина и поливания оного водой, чтобы тот разбух и разломил, только технологичней.

Вода весьма хороший абразив, особенно если усилить это свойство за счёт её «вскипания». Будет резать не хуже алмазной крошки, даже лучше.

elektromexanik: И опять резонансные явления. Только их надо рассматривать немного шире. Именно как работу с эфиром.

dmitrijan: Проблема лишь достаточной точности подачи рабочего инструмента, но она решается, за счёт УЗ форсунок, которые сразу подают воду нужного вида на обрабатываемый материал.

Ну и как побочный эффект, можно крошить материал, который будет распадаться, подавая тот же УЗ на кромку. Без всякого механического воздействия материал теряет атомарные связи и распадается. Хотя зона воздействия очень узкая, потому распылить камень не получится, а вот сделать дырку, сдув «пыль», легко. Как горячим ножом резать масло.

Пока проблема в материале рабочих кромок, но технически всё это решаемо даже на уровне современной техники.

Только пропадёт антураж. Не будет романтики звука тр-ррррр, и общности людей, что хотят этот перфоратор засунуть его владельцу куда нить и поглубже.

Нечто типа «карандаша», который при надавливании на стену, выдавливает в ней отверстие.

Там даже звук неслышен.

По сути «шуруп» просто вдавливается в стену через такое устройство, которое делает материал податливым рядом с ним, а после, когда его отводят, бетон опять твердеет. Шуруп так и застревает в «камне».

Технология мало отличается от прохождения ростка через камень.

С одной стороны мы трудно и нудно ломаем тот же асфальт, прикладывая массу усилий. А с другой стороны, слабый росток может взломать нам покрытие дороги, не особо напрягаясь.

Мы забиваем гвозди так:

Быстро и сильно.

Слабый росток ломает асфальт так:

Естественно есть несколько путей решения. Можно применять силу, можно применять «хитрость».

Если мы ломимся через камень напрямую, то росток поступает философски – он ищет щель или трещинку, и начинает её расширять, постепенно ломая монолит, пробивая себе дорогу. В сути это работа клина, за счёт расширения жидкости, просачивающейся в трещину.

Т.е. если камень не имеет достаточных трещинок для просачивания жидкости, то такой камень росток не взломает. Но если накернить дырочку и пустить росток, то тогда лишь дело времени.

В сути данную технологию можно легко перенять, адаптировав, ускорив процесс сжатия-расширения жидкости многократно, например, за счёт УЗ, и тогда то, что росток делает за недели, можно сделать за секунды.

Хотя нынче данная технология применяется, но с понятной нам стороны:

По сути, отбойный молоток и делает возвратно-поступательные движения, что значительно ускоряют процесс. Однако для этого нужен крепкий наконечник.

Но вода тоже довольно твёрдая при определённых условиях. Ведь если просто в воду войти – она мягкая, а если с разбегу, то весьма твёрдая. Т.е. вместо долота можно использовать воду, но под значительной скоростью.

dmitry_9_9_9: Фукусима, прорастающие растения сквозь асфальт

elektromexanik: Такие на треногах устанавливают.

dmitrijan: И эта технология используется и водой режут.

Однако и тут есть недостатки.

Резка водой не совсем отбойный молоток.
Осталось пойти дальше и совместить технологии, и можно при помощи воды и без всякой такой-то матери вдавливать те же крепежи прямо в стену без всякого тр-рррр шума.

В сути все компоненты технологии уже есть в наличии и даже изготавливаются серийно.

elektromexanik: Тогда вода для передачи колебаний совместно стене и детали?

dmitrijan: С другой стороны, конечно, применение такой технологии напоминает не прорубание, а смягчение материала, в который проходит рабочий инструмент. Но зато можно прямо на камне выдавливать иероглифы, как вариант, пугая учёных потомков росписями тинэйджеров на стенах зданий.

Вода передаёт колебания — она отличный несжимаемый проводник колебаний. Лучший и самый доступный в нашей физике.

Причём настолько текуча, что может плотно прилегать к обрабатываемому материалу по всей обрабатываемой поверхности, оставляя за собой отполированные плоскости без каких либо следов инструмента.

Т.е. после такой обработки даже полировать не нужно и удалять мелкие дефекты и трещины, их просто не будет.

Собственно и эта технология применяется, когда на вибростолах равномерно перемешивают материал, а полотно дороги становится на порядок прочнее после такой обработки. Да и детали делают с такой «закалкой», кромки тех же шестерёнок после УВЧ значительно превосходят по износостойкости своих собратьев.

elektromexanik: Осталось сделать способ просто совмещения двух материалов. Тогда можно будет обойтись и без сварки и без клепки и прочих традиционных способов соединения.

dmitrijan: Так делают же, для металлов и камня есть такие УВЧ, когда материал сжимают и он даже не спекается, а происходит диффузия.

Так делают без склейки разные штучки, где может быть зона разных металлов с разными свойствами в одном флаконе.

Даже детали варят так.

elektromexanik: Видимо дороговата пока технология.

dmitrijan: У любой технологии своя ниша, своё применение. Если сказано, что применять для металлов, значит для металлов.

С металлом проще, у него компоненты внутри материала. Так закаливают зубья шестерни.

Причём такой ремонт можно производить, даже не снимая.

elektromexanik: Индукционный нагрев. А как с непроводящими материалами?

dmitrijan: В данном случае материал уже содержит компоненту для воздействия. Т.е. примерно как если нам нужно разогреть еду в СВЧ, то она должна содержать хоть сколько-то воды.

Соответственно для других материалов используем либо другие частоты, либо материал воздействия, типа катализатора или переходника, который преобразует воздействие.

Вода, как переходник при передаче ВЧ весьма подходит.

Т.е. если на камень мы не можем непосредственно воздействовать схожим образом, то нам ничего не мешает предварительно «смочить» нужное место, а потом оказать воздействие.

elektromexanik: Принципиальных противоречий вроде нет.

dmitrijan: Масло же мы используем, как посредник. Да и в химических реакциях есть элементы, что в реакции не участвуют, но без них реакция не получится.

Как пример. Индукционные плиты. Они могут нагревать металлы, но не еду. Как мы поступаем? Мы на индуктор ставим сковородку, на которой уже нагреваем еду.

Т.е. сковорода в данном процессе является обычным катализатором нагрева.

Индуктор ведь, в сути, тот же вибрирующий инструмент, который воздействует на материалы на определённых частотах.

Принцип отбойного молотка или клиньев меняется мало.

Даже отопление делают.

elektromexanik: Но культура производства…

Губит людей не пиво, а разгильдяйство!

dmitrijan: Причём схемка проста и легко повторима.

Характерные ряды элементов и выносной рабочий элемент, который, собственно, может быть на некотором расстоянии от самого аппарата, и представляет собой совсем простое устройство.

И сводится…

Ой, палочка с катушечкой на проводе!

elektromexanik: Ну так это только исполнительный элемент.

dmitrijan: Причём не обязательно объёмной, а может быть плоской и даже в корпусе.

Причём если промышленно для индукционных плит индукторы мотают как тот же бифиляр.

Это для наглядности свидетелям секты всё украдено и Теслы.

Так мотают и весьма, весьма витиеватые конструкции.

elektromexanik: Хотя те катушки пока остаются некой заковыристой загадкой.

dmitrijan: Т.е. ничто нам не мешает намотать индуктор хоть плоским, хоть круглым, хоть длинным. Ничего особо от этого не поменяется.

elektromexanik: Мешает только отсутствие понимание, что собственно изменяется при смене формы катушки.

Кроме формы поля.

dmitrijan: Мотать на круглое проще и технологичней, но если намотать ан плоское, то компактней.

Получаем такую длинную плоскую палку с намоткой.

Хотя мотают даже так:

И даже так:

elektromexanik: С бифилярной намоткой есть некоторая неопределённость. У Тесла это две секции которые включены последовательно и суммарная индуктивность значительно возрастает вместе с межвитковой ёмкостью. А вот встречное включение или намотка сложенным вдвое проводом вообще обнуляет классический параметр индуктивности.

dmitrijan: Хотя такая круглая удобней, но плоская лучше работает.

Как отделить кислород от водорода

Для этого нужен более сложный прибор — электролизер, который состоит из широкой загнутой трубки, наполненной раствором щелочи, в которую погружены два электрода из никеля.

Монополярная ванна

Кислород будет выделяться в правом колене электролизера, куда подключен положительный полюс источника тока, а водород — в левом.

Это обычный тип электролизера, которым пользуются в лабораториях для получения небольших количеств чистого кислорода.

В больших количествах кислород получают в электролитических ваннах разнообразных типов.

Войдем в один из электрохимических заводов по производству кислорода и водорода. В огромных светлых залах-цехах строгими рядами стоят аппараты, к которым по медным шинам подводится постоянный ток. Это электролитические ванны. В них из воды можно получить кислород и водород.

Электролитическая ванна — сосуд, в котором параллельно друг другу расположены электроды. Сосуд наполняют раствором — электролитом. Число электродов в каждой ванне зависит от размера сосуда и от расстояния между электродами. По схеме включения электродов в электрическую цепь ванны делятся на однополярные (монополярные) и двухполярные (биполярные).

В монополярной ванне половина всех электродов подключается к положительному полюсу источника тока, а вторая половина — к отрицательному полюсу.

В такой ванне каждый электрод служит или анодом, или катодом, и на обеих сторонах его идет один и тот же процесс.

Биполярная ванна: 1 — катод; 2 — анод; 3 — биполярные электроды.

В биполярной ванне источник тока подключается только к крайним электродам, один из которых служит анодом, а другой — катодом. С анода ток поступает в электролит, через который он переносится ионами к близлежащему электроду и заряжает его отрицательно.

Проходя через электрод, ток снова входит в электролит, заряжая обратную сторону этого электрода положительно. Таким образом, проходя от одного электрода к другому, ток доходит до катода.

В биполярной ванне только анод и катод работают как монополярные электроды. Все же остальные электроды, расположенные между ними, являются с одной стороны катодами (—), а с другой стороны — анодами (+).

При прохождении электрического тока через ванну между электродами выделяются кислород и водород. Эти газы нужно отделить друг от друга и направить каждый по своему трубопроводу.

Существуют два способа отделения кислорода от водорода в электролитической ванне.

Отделение кислорода от водорода в электролитической ванне металлическими колоколами

Первый из них заключается в том, что электроды отгораживаются друг от друга металлическими колоколами. Образующиеся на электродах газы поднимаются в виде пузырьков кверху и попадают каждый в свой колокол, откуда через верхний отвод направляются в трубопроводы.

Этим способом кислород легко отделить от водорода. Однако такое разделение приводит к излишним, непроизводительным затратам электроэнергии, так как электроды приходится ставить на большом расстоянии друг от друга.

Другой способ разделения кислорода и водорода при электр

Обычная батарейка расщепляет воду на кислород и водород!

В отличие от традиционного топлива, которое выделяет вредные выхлопные газы, загрязняющие атмосферу и приводящие к изменению климатических условий, водородное топливо абсолютно безвредно для окружающей среды.

Почему все транспортные средства не используют водород в качестве топлива?

До сих пор экологически чистый процесс получения водорода требовал большого количества драгоценных металлов, что значительно повышает стоимость водородного топлива, особенно в сравнении с традиционным.

Путем химического взаимодействия атомов водорода с атомами кислорода, находящегося в воздухе, водородное топливо вырабатывает достаточно энергии для двигателя автомобиля, а «выхлопами» такого мотора становится чистая вода. Однако сегодня практически каждый «чистый» двигатель, который работает на водородном топливе, использует водород, полученный с помощью природного газа – процесс, экологическая чистота которого находится под сомнением.

Как получить «чистый» водород?

С помощью электрических потоков воду можно разделить на атомы кислорода и водорода. Этот процесс требует большого количества дорогих металлов, таких как платина или иридий, – они хорошо проводят электричество и не портятся, находясь в воде долгое время.

Процесс расщепления молекулы воды на атомы водорода и кислорода называется электролизом и проходит следующим образом: два электрода опускаются в воду, по ним проводится ток, под действием которого атомы водорода стремятся к отрицательно заряженному катоду, а атомы кислорода к положительно заряженному аноду.

Новый прорыв

Ученые из Стэндфордского университета провели уникальный эксперимент, в результате которого совершили процесс электролиза с помощью стандартных никелевых электродов под рекордно низким напряжением — обычная батарейка в 1.5 Вольт.

По данным ученых, конструкция электродов из никеля и его оксида позволила процессу успешно завершиться под таким низким напряжением. До этого никому не удавалось совершить подобное. Новая технология в промышленных масштабах поможет производителям водородного топлива значительно сэкономить на электричестве и проводниках. Сейчас ученые работают над тем, как увеличить продолжительность работы никелевых проводников в воде.

Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание

что нам о нем известно 🚩 Естественные науки

Делается это при помощи специального прибора электролизера. Он представляет собой трубку, в которой находится щелочь. В ней имеется также пара никелевых электродов. В основе лежит принцип полярности. В ходе работы кислород будет направляться в ту часть трубы, где расположен положительно заряженный полюс электрода, а водород будет стремиться в противоположную сторону к отрицательному полюсу. Данный метод получения O2 и h3 подходит больше для лабораторий. Кроме того, он не рассчитан на большие объемы получения газов.
Ванны подходят для получения большого количества водорода и кислорода. Используются они на крупных заводах. Ванна представляет собой резервуар, заполненный жидкостью, которая способно пропускать ток. В ней имеется несколько электродов. Они располагаются параллельно по отношению друг к другу. В зависимости от этого ванны могут быть монополярными и биполярными.

В первом варианте часть электродов подсоединяется к положительному полюсу тока, а остальные — к отрицательному. Механизм образования этих двух газов следующий: при прохождении постоянного электрического тока через электролит между электродами происходит выделение газов. Для того чтобы они не смешивались, к ванне подведены две трубы. В одну из них идет кислород, а в другую — водород.

Есть несколько способов того, как изолировать каждый электрод. Сделать это можно при помощи специальных колоколов. Изготавливаются они из металла. В результате химического взаимодействия электролита с током на электродах образуются пузырьки газа, которые начинают подниматься. При помощи колоколов обеспечивается их разделение, и каждый из газов впоследствии идет в свою трубу.

Есть и второй метод, который основан на использовании специальных перегородок. В качестве таковых могут применяться различные материалы, которые не пропускают газ. Толщина такой перегородки составляет около 2 мм. Это обеспечивает изоляцию обоих электродов.

После того как газы поступили в систему труб, они подаются в специальные комнаты. Этими газами заполняют большие баллоны. При этом необходимо создавать оптимальное давление, которое должно быть 150 атмосфер. В таком виде O2 и h3 могут транспортироваться к потребителю. Подобные газы в чистом виде очень активно применяются в настоящее время.

В силу всего этого можно сделать вывод о том, что отделение водорода от O2 осуществляется при наличии оборудования путем электролиза.

Урок 12. Водород и кислород – HIMI4KA

Водород

Водород — самый распространённый химический элемент во Вселенной. Именно он составляет основу горючего вещества Звёзд.

Водород — первый химический элемент Периодической системы Менделеева. Его атом имеет простейшее строение: вокруг элементарной частицы «протон» (ядро атома) вращается один-единственный электрон:

Природный водород состоит из трех изотопов: протий ¹Н, дейтерий ²Н и тритий ³Н.

Задание 12.1. Укажите строение ядер атомов этих изотопов.

Имея на внешнем уровне один электрон, атом водорода может проявлять единственно возможную для него валентность I:

Вопрос. Образуется ли завершённый внешний уровень при приёме атомом водорода электронов?

Таким образом, атом водорода может и принимать, и отдавать один электрон, т. е. является типичным неметаллом. В любых соединениях атом водорода одновалентен.

Простое вещество «водород» Н₂ — газ без цвета и запаха, очень лёгкий. Он плохо растворим в воде, но хорошо растворим во многих металлах. Так, один объём палладия Рd поглощает до 900 объёмов водорода.

Схема (1) показывает, что водород может быть и окислителем, и восстановителем, реагируя с активными металлами и многими неметаллами:

Задание 12.2. Определите, в каких реакциях водород является окислителем, а в каких — восстановителем. Обратите внимание, что молекула водорода состоит из двух атомов.

Смесь водорода и кислорода является «гремучим газом», поскольку при поджигании её происходит сильнейший взрыв, который унёс многие жизни. Поэтому опыты, в которых выделяется водород, нужно выполнять подальше от огня.

Чаще всего водород проявляет восстановительные свойства, что используется при получении чистых металлов из их оксидов*:

* Аналогичные свойства проявляет алюминий (см. урок 10 — алюминотермия).

Разнообразные реакции происходят между водородом и органическими соединениями. Так, за счёт присоединения водорода (гидрирование) жидкие жиры превращаются в твёрдые (подробнее урок 25).

Водород можно получить разными способами:

• Взаимодействием металлов с кислотами:

Задание 12.3. Составьте уравнения таких реакций для алюминия, меди и цинка с соляной кислотой. В каких случаях реакция не идет? Почему? В случае затруднения см. уроки 2.2 и 8.3;

• Взаимодействие активных металлов с водой:

Задание 12.4. Составьте уравнения таких реакций для натрия, бария, алюминия, железа, свинца. В каких случаях реакция не идёт? Почему? В случае затруднений см. урок 8.3.

В промышленных масштабах водород получают электролизом воды:

а также при пропускании паров воды через раскалённые железные опилки:

Водород — самый распространённый элемент Вселенной. Он составляет бОльшую часть массы звёзд и участвует в термоядерном синтезе — источнике энергии, которую эти звёзды излучают.

Кислород

Кислород — самый распространённый химический элемент нашей планеты: более половины атомов Земной коры приходится на кислород. Вещество кислород О₂ составляет около 1/5 нашей атмосферы, а химический элемент кислород — 8/9 гидросферы (Мирового океана).

В Периодической системе Менделеева кислород имеет порядковый номер 8 и находится в VI группе второго периода. Поэтому строение атома кислорода следующее:

Имея на внешнем уровне 6 электронов, кислород является типичным неметаллом, т. е. присоединяет два электрона до завершения внешнего уровня:

Поэтому кислород в своих соединениях проявляет валентность II и степень окисления –2 (за исключением пероксидов).

Принимая электроны, атом кислорода проявляет свойства окислителя. Это свойство кислорода исключительно важно: процессы окисления происходят при дыхании, обмене веществ; процессы окисления происходят при горении простых и сложных веществ.

Горение — окисление простых и сложных веществ, которое сопровождается выделением света и теплоты. В атмосфере кислорода горят или окисляются почти все металлы и неметаллы. При этом образуются оксиды:

* Точнее, Fe₃O₄.

При горении в кислороде сложных веществ образуются оксиды химических элементов, входящих в состав исходного вещества. Только азот и галогены выделяются в виде простых веществ:

Вторая из этих реакций используется как источник тепла и энергии в быту и промышленности, так как метан CH₄ входит в состав природного газа.

Кислород позволяет интенсифицировать многие промышленные и биологические процессы. В больших количествах кислород получают из воздуха, а также электролизом воды (как и водород). В небольших количествах его можно получить разложением сложных веществ:

Задание 12.5. Расставьте коэффициенты в приведенных здесь уравнениях реакций.

Вода

Воду нельзя ничем заменить — этим она отличается практически от всех других веществ, которые встречаются на нашей планете. Воду может заменить только сама вода. Без воды нет жизни: ведь жизнь на Земле возникла тогда, когда на ней появилась вода. Жизнь зародилась в воде, поскольку она является естественным универсальным растворителем. Она растворяет, а значит, измельчает все необходимые питательные вещества и обеспечивает ими клетки живых организмов. А в результате измельчения резко возрастает скорость химических и биохимических реакций. Более того, без предварительного растворения невозможно протекание 99,5 % (199 из каждых 200) реакций! (См. также урок 5.1.)

Известно, что взрослый человек в сутки должен получать 2,5–3 л воды, столько же выводится из организма: т. е. в организме человека существует водный баланс. Если он нарушается, человек может просто погибнуть. Например, потеря человеком всего 1–2 % воды вызывает жажду, а 5 % — повышает температуру тела вследствие нарушения терморегуляции: возникает сердцебиение, возникают галлюцинации. При потере 10 % и более воды в организме возникают такие изменения, которые уже могут быть необратимы. Человек погибнет от обезвоживания.

Вода — уникальное вещество. Её температура кипения должна составлять –80 °C (!), однако равна +100 °C. Почему? Потому что между полярными молекулами воды образуются водородные связи:

Поэтому и лёд, и снег — рыхлые, занимают больший объём, чем жидкая вода. В результате лёд поднимается на поверхность воды и предохраняет обитателей водоёмов от вымерзания. Свежевыпавший снег содержит много воздуха и является прекрасным теплоизолятором. Если снег покрыл землю толстым слоем, то и животные и растения спасены от самых суровых морозов.

Кроме того, вода имеет высокую теплоёмкость и является своеобразным аккумулятором тепла. Поэтому на побережьях морей и океанов климат мягкий, а хорошо политые растения меньше страдают от заморозков, чем сухие.

Без воды в принципе невозможен гидролиз, химическая реакция, которая обязательно сопровождает усвоение белков, жиров и углеводов, которые являются обязательными компонентами нашей пищи. В результате гидролиза эти сложные органические вещества распадаются до низкомолекулярных веществ, которые, собственно, и усваиваются живым организмом (подробнее см. уроки 25–27). Процессы гидролиза были нами рассмотрены в уроке 6. Вода реагирует со многими металлами и неметаллами, оксидами, солями.

Задание 12.6. Составьте уравнения реакций:

1. натрий + вода →
2. хлор + вода →
3. оксид кальция + вода →
4. оксид серы (IV) + вода →
5. хлорид цинка + вода →
6. силикат натрия + вода →

Изменяется ли при этом реакция среды (рН)?

Вода является продуктом многих реакций. Например, в реакции нейтрализации и во многих ОВР обязательно образуется вода.

Задание 12.7. Составьте уравнения таких реакций.

Выводы

Водород — самый распространённый химический элемент во Вселенной, а кислород — самый распространённый химический элемент на Земле. Эти вещества проявляют противоположные свойства: водород — восстановитель, а кислород — окислитель. Поэтому они легко реагируют друг с другом, образуя самое удивительное и самое распространённое на Земле вещество — воду.

Разработан новый способ расщепления воды на водород и кислород — ScienceDaily

Разработка эффективных систем расщепления воды на водород и кислород под воздействием солнечного света является одной из наиболее важных задач, стоящих сегодня перед наукой, в основе долгосрочного потенциала водорода как чистое, экологически чистое топливо. Но созданные человеком системы, существующие сегодня, очень неэффективны и часто требуют дополнительного использования жертвенных химических агентов. В этом контексте важно установить новые механизмы, с помощью которых может происходить расщепление воды.

Уникальный подход, разработанный профессором Давидом Мильштейном и его коллегами из отдела органической химии Института Вейцмана, предлагает важные шаги в преодолении этой проблемы. В ходе этой работы команда продемонстрировала новый способ образования связей между атомами кислорода и даже определила механизм, с помощью которого это происходит. Фактически, именно образование газообразного кислорода путем образования связи между двумя атомами кислорода, происходящими из молекул воды, оказывается узким местом в процессе расщепления воды.Их результаты недавно были опубликованы в Science .

Природа, избрав другой путь, выработала очень эффективный процесс: фотосинтез, осуществляемый растениями — источником всего кислорода на Земле. Несмотря на значительный прогресс в понимании фотосинтеза, остается неясным, как функционирует эта система; Во всем мире огромные усилия были направлены на разработку искусственных фотосинтетических систем на основе комплексов металлов, которые служат катализаторами, но без особого успеха.(Катализатор — это вещество, способное увеличивать скорость химической реакции, не расходясь при этом.)

Новый подход, который недавно разработала команда Вейцмана, разделен на последовательность реакций, которые приводят к высвобождению водорода и кислорода в последовательных этапах, связанных с тепловым и световым воздействием, при посредничестве уникального ингредиента — особого комплекса металлов, созданного Мильштейном. команда, разработанная в предыдущих исследованиях. Более того, тот, который они разработали, — металлический комплекс элемента рутения — представляет собой «умный» комплекс, в котором металлический центр и присоединенная к нему органическая часть взаимодействуют при расщеплении молекулы воды.

Команда обнаружила, что при смешивании этого комплекса с водой связи между атомами водорода и кислорода разрываются, при этом один атом водорода в конечном итоге связывается с его органической частью, а оставшиеся атомы водорода и кислорода (группа ОН) связываются с его металлическим центром.

Эта модифицированная версия комплекса обеспечивает основу для следующей стадии процесса: «стадия нагрева». Когда водный раствор нагревается до 100 градусов Цельсия, газообразный водород выделяется из комплекса — потенциального источника чистого топлива — и к металлическому центру добавляется еще одна группа ОН.

«Но самая интересная часть — это третья« световая сцена », — говорит Мильштейн. «Когда мы подвергли этот третий комплекс свету при комнатной температуре, не только образовался газообразный кислород, но и металлический комплекс вернулся в свое исходное состояние, которое можно было переработать для использования в дальнейших реакциях».

Эти результаты еще более примечательны, учитывая, что образование связи между двумя атомами кислорода, вызванное искусственным металлическим комплексом, — очень редкое событие, и было неясно, как это может происходить.Тем не менее, Мильштейн и его команда также смогли найти беспрецедентный механизм для такого процесса. Дополнительные эксперименты показали, что на третьем этапе свет обеспечивает энергию, необходимую для объединения двух групп ОН с образованием перекиси водорода (h3O2), которая быстро распадается на кислород и воду. «Поскольку перекись водорода считается относительно нестабильной молекулой, ученые всегда игнорировали этот шаг, считая его маловероятным; но мы показали обратное », — говорит Мильштейн.Более того, команда предоставила доказательства, показывающие, что связь между двумя атомами кислорода создается внутри одной молекулы, а не между атомами кислорода, находящимися на отдельных молекулах, как обычно считается, и исходит из единого металлического центра.

Открытие эффективного искусственного катализатора расщепления воды на кислород и водород под воздействием солнечного света — главная цель исследований в области возобновляемых источников энергии. На данный момент команда Мильштейна продемонстрировала механизм образования водорода и кислорода из воды без использования химических веществ в жертву через отдельные шаги с использованием света.В своем следующем исследовании они планируют объединить эти этапы, чтобы создать эффективную каталитическую систему, сделав тем, кто работает в области альтернативной энергетики, важный шаг к достижению этой цели.

В исследовании принимал участие бывший докторант Стефан Коль, Ph.D. студент Леонид Шварцбурд и техник Йехошоа Бен-Давид — все из отдела органической химии, вместе с научными сотрудниками Лев Вайнер, Леонид Константиновский, Линда Шимон и Марк Айрон из отдела поддержки химических исследований.

Исследование профессора Дэвида Мильштейна поддержано Канадским центром исследований альтернативной энергии Мэри и Тома Бек; и Центр молекулярного дизайна Хелен и Мартина Киммелей. Профессор Мильштейн занимает должность профессора кафедры органической химии Израиля Маца.

.

Разделение воды на водород и кислород

Мы часто хотим подражать природе для почти идеальных результатов. Но иногда это остается просто желанием. В своем стремлении к зеленой и чистой энергии человечество ищет тот волшебный метод, который может расщеплять воду на водород и кислород. Природа прекрасно справляется с этой задачей в процессе фотосинтеза. Человек все еще сталкивается с трудностями при дублировании этого процесса в лаборатории. Если мы сможем расщеплять воду на кислород и водород в присутствии солнечного света, мы сможем использовать потенциал водорода как чистого и экологически чистого топлива.На сегодняшний день искусственные системы довольно неэффективны, требуют больших затрат времени и денег и часто требуют дополнительного использования химических реагентов.

Исследователи из отдела органической химии института Вейцмана под руководством профессора Дэвида Мильштейна разработали новый способ расщепления молекул воды, который может отделять кислород от воды и связывать атомы в другой молекуле. Этот метод оставляет водород свободным для соединения с другими соединениями. Их вдохновил фотосинтез — процесс, выполняемый растениями.Фотосинтез — это жизненная сила на Земле, потому что он является источником всего кислорода на Земле.

Новый подход, разработанный командой Вейцмана, включает три важных этапа, которые заканчиваются высвобождением водорода и кислорода с помощью специального металлического комплекса. Основным элементом этого металлического комплекса является рутений. Металлическая и органическая части этого «умного» комплекса помогают расщеплять молекулы воды. Когда вода смешивается с этим комплексом, связи между атомами водорода и кислорода разрываются.Здесь один атом водорода связывается с органической частью комплекса, атомы водорода и кислорода (группа ОН) — с его металлическим центром.

Вторая стадия известна как стадия нагрева. Здесь водный раствор нагревается до 100 ° С. При этом из комплекса выделяется газообразный водород. А вот и наш чистый и экологически чистый источник топлива. К металлическому центру добавляется еще одна группа ОН.

Мильштейн объясняет о третьей волшебной сцене: «Но самая интересная часть — это третья световая сцена.Когда мы подвергли этот третий комплекс воздействию света при комнатной температуре, не только образовался газообразный кислород, но и металлический комплекс вернулся в исходное состояние, которое можно было переработать для использования в дальнейших реакциях ».

Результаты считаются уникальными из-за образования связи между двумя атомами кислорода, вызванного искусственным металлическим комплексом. Это очень необычное мероприятие. И пока неясно, как это может происходить. Ученые выяснили, что на третьем этапе свет дает энергию двум группам ОН, чтобы они вместе образовали перекись водорода (h3O2).Эта перекись водорода быстро распадается на кислород и воду. Что Мильштейн думает об этой химической реакции? Он говорит: «Поскольку перекись водорода считается относительно нестабильной молекулой, ученые всегда игнорировали этот шаг, считая его маловероятным; но мы показали обратное ». Еще одна интересная вещь, которую заметили Мильштейн и его команда, заключается в том, что связь между двумя атомами кислорода создается внутри одной молекулы. Это образование связи происходит не между атомами кислорода, расположенными на отдельных молекулах, а из одного металлического центра.

Самым большим достижением команды Мильштейна явилась разработка механизма образования водорода и кислорода из воды без использования химических агентов. Это было достигнуто с помощью отдельных шагов и использования света. В своем следующем проекте они намереваются объединить эти этапы, чтобы создать эффективную каталитическую систему. Эти шаги могут оставить след в области альтернативной энергетики.

.

Расщепление воды на водород и кислород с помощью света, наночастиц

Исследователи из Хьюстонского университета нашли катализатор, который может быстро генерировать водород из воды с использованием солнечного света, потенциально создавая чистый и возобновляемый источник энергии.

Их исследование, опубликованное в воскресенье в Nature Nanotechnology , включало использование наночастиц оксида кобальта для разделения воды на водород и кислород.

Джиминг Бао, ведущий автор статьи и доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в UH, сказал, что исследование открыло новый фотокатализатор и продемонстрировало потенциал нанотехнологии в разработке свойств материала, хотя еще предстоит проделать большую работу. .

Бао сказал, что эксперименты по фотокаталитическому расщеплению воды проводились с 1970-х годов, но это был первый метод, в котором использовался оксид кобальта, и впервые использовалась нейтральная вода в видимом свете с высокой эффективностью преобразования энергии без сокатализаторов или химикатов.В проекте участвовали исследователи из UH, а также из Государственного университета Сэма Хьюстона, Китайской академии наук, Техасского государственного университета, Carl Zeiss Microscopy LLC и Сычуаньского университета.

Исследователи приготовили наночастицы двумя способами: с помощью фемтосекундной лазерной абляции и с помощью механической шаровой мельницы. Несмотря на некоторые различия, Бао сказал, что оба работают одинаково хорошо.

Использовались различные источники света, от лазера до белого света, имитирующего солнечный спектр.Он сказал, что ожидает, что реакция будет одинаково хорошо работать при использовании естественного солнечного света.

После добавления наночастиц и воздействия света вода почти сразу же разделяется на водород и кислород, производя вдвое больше водорода, чем кислорода, как и ожидалось при соотношении водорода к кислороду 2: 1 в молекулах воды h3O, сказал Бао.

Эксперимент имеет потенциал в качестве источника возобновляемого топлива, но при коэффициенте эффективности преобразования солнечной энергии в водород около 5 процентов коэффициент преобразования все еще слишком низок, чтобы быть коммерчески целесообразным.Бао предположил, что более приемлемый коэффициент полезного действия будет около 10 процентов, а это означает, что 10 процентов падающей солнечной энергии будут преобразованы в химическую энергию водорода в процессе.

Остается решить и другие проблемы, включая снижение затрат и продление срока службы наночастиц оксида кобальта, которые, как обнаружили исследователи, деактивировались примерно через час после реакции.

«Он деградирует слишком быстро», — сказал Бао, который также работал в области материаловедения и химического факультета.

Работа, поддерживаемая Фондом Уэлча, приведет к будущим исследованиям, сказал он, включая вопрос о том, почему наночастицы оксида кобальта имеют такой короткий срок службы, а также вопросы, касающиеся химических и электронных свойств материала.

Фотокатализатор ядро ​​/ оболочка с пространственно разделенными сокатализаторами для более эффективного разделения воды

Дополнительная информация:
Эффективное солнечное водоразделение с использованием нанокристаллического фотокатализатора CoO, Nature Nanotechnology , DOI: 10.1038 / nnano.2013.272

Предоставлено
Хьюстонский университет

Ссылка :
Расщепление воды на водород и кислород с помощью света, наночастиц (2013, 15 декабря)
получено 3 сентября 2020
с https: // физ.org / news / 2013-12-Hydro-Oxygen-nanoparticles.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Разделите водород и кислород из воды с помощью карандашей и батареи «Безумная наука :: WonderHowTo

Писатель-фантаст Жюль Верн предсказал множество научных открытий, включая высадку на Луну, тазеры и атомные подводные лодки. В своей книге Таинственный остров 1874 года, Верн пишет:

Я верю, что однажды вода будет использоваться в качестве топлива, что водород и кислород, составляющие ее, используемые по отдельности или вместе, станут неиссякаемым источником тепла и света. , интенсивности, на которую уголь не способен.

Сегодня водородные топливные элементы делают именно это. Хотя это по-прежнему обходится дороже, чем разграбление земли и загрязнение мирового достояния, водород и кислород можно извлечь из воды, просто используя электричество. Итак, здесь мы разрываем саму структуру воды, чтобы получить водород!

Материалы

• Вода
• Электричество (около 12 В)
• Проволока
• Карандаши
• Точилка для карандашей
• Лента

Шаг 1 Сделайте электроды

В нашей электрической установке мы будем использовать грифели карандашей в качестве наших электроды (электрические контакты).Обычная медная проволока подверглась бы коррозии слишком быстро, чтобы наша электролизная машина могла работать очень долго. Углерод в карандашном графите является проводящим, но не подвержен коррозии. Чтобы использовать карандаши в качестве электродов, заточите оба конца и обнажите угольный графит.

Самым сложным в этом эксперименте было найти глупую точилку для карандашей! Как мне не иметь точилку для карандашей !?

После заточки прикрепите проволоку к одному концу каждого электрода. Плотно оберните проволоку вокруг оголенного графита и закрепите скотчем.

Изолента хорошо подходит для фиксации проводов на месте.

Шаг 2 Подключите схему

Я использую настенный блок питания, но вы можете так же легко использовать 12-вольтовую солнечную панель или даже две 9-вольтовые батареи, подключенные к отрицательной полярности. Когда питание отключено, зачистите провода от источника питания и прикрепите их к другим концам электрода.

Я использовал гнездо питания с винтовыми клеммами, которое у меня было.

Шаг 3 Просто добавьте воды

Пора поместить ваше приспособление в емкость с водой.Если вы хотите улавливать кислород и водород, вам понадобится что-нибудь, чтобы направить газы в мешок или другой контейнер. Я использовал бутылки с соком, чтобы направлять газы в мешки для мусора.

Разрежьте пластиковую бутылку пополам и скотчите электрод так, чтобы он подвешивался по центру бутылки.

Вырежьте несколько крошечных отверстий по бокам бутылки, чтобы вода могла течь между двумя бутылками.

После изготовления обеих электродных воронок прикрепите пластиковый пакет поверх каждой бутылки.

Поместите электроды в емкость с водой так, чтобы кончики карандашей были погружены в воду.

Подключите источник питания и наблюдайте за кончиками карандашей под водой. Зафиксируйте открытые контакты, чтобы они не упали в воду.

Электроды начнут образовывать крошечный, но устойчивый поток пузырьков. Отрицательный катод будет образовывать пузырьки водорода, а положительный катод — кислород.Их можно отличить по объему пузырей. Поскольку вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, образуется в два раза больше пузырьков водорода.

Какое применение вы можете придумать для этой водородно-кислородной машины? Я хочу посмотреть, сколько времени потребуется, чтобы собрать достаточно водорода, чтобы поднять мешок для мусора в небо! Сообщите нам, что бы вы сделали с этим проектом на нашем форуме.Документируйте с изображениями и видео и размещайте их на пробковой доске!

Главное фото: theodoregray

Хотите освоить Microsoft Excel и вывести свои перспективы работы на дому на новый уровень? Начните свою карьеру с помощью нашего пакета обучения Microsoft Excel Premium A-to-Z из нового магазина гаджетов и получите пожизненный доступ к более чем 40 часам инструкций от базового до расширенного по функциям, формулам, инструментам и многому другому.

Купить сейчас (97% скидка)>

.