Kuinka tehdä vettä vedystä ja hapesta

Vesi on yleinen nimi divetymonoksidi tai H₂O. Molekyyli tuotetaan lukuisista kemiallisista reaktioista, mukaan lukien synteesireaktio sen alkuaineista, vedystä ja hapesta. Reaktion tasapainoinen kemiallinen yhtälö on:

2H₂ + O₂ → 2H₂O

Teoriassa veden valmistaminen on helppoa vetykaasu ja happea kaasua. Sekoita molemmat kaasut keskenään, lisää kipinää tai riittävästi lämpöä antamaan aktivointienergiaa reaktion käynnistämiseksi ja esisuoraa vettä. Pelkästään näiden kahden kaasun sekoittaminen huoneenlämpötilassa ei kuitenkaan tee mitään, kuten ilman vety- ja happimolekyylit eivät muodosta vettä spontaanisti.

Energiaa on toimitettava kovalenttisten sidosten hajottamiseksi, jotka pitävät H: tä₂ ja O₂ molekyylit yhdessä. Vetykationit ja happea-anionit voivat sitten vapaasti reagoida toistensa kanssa, mitä he tekevät niiden elektronegatiivisuuserojen vuoksi. Kun kemialliset sidokset muodostuvat uudelleen veden muodostamiseksi, vapautuu lisäenergiaa, joka levittää reaktiota. Nettoreaktio on erittäin eksoterminen, joka tarkoittaa reaktiota, johon liittyy lämmön vapautumista.

Yksi yleinen kemiallinen demonstraatio on täyttää pieni pallo vedyllä ja hapella ja koskettaa palloa - etäisyydeltä ja turvakilven takana - palavalla sirulla. Turvallisempi vaihtoehto on täyttää ilmapallo vetykaasulla ja sytyttää ilmapallo. Ilmassa oleva rajoitettu happi reagoi muodostaen vettä, mutta kontrolloidummassa reaktiossa.

Vielä yksi helppo esimerkki on kuplittaa vety saippuaveteen vetykaasukuplien muodostamiseksi. Kuplat kelluvat, koska ne ovat kevyempiä kuin ilma. Pitkäkäsiteltyä sytytin- tai palavaa lasia mittarin päässä voi käyttää niiden sytyttämiseen veden muodostamiseksi. Voit käyttää vetyä paineistetusta kaasusäiliöstä tai siitä mikä tahansa useista kemiallisista reaktioista (esim. hapon reagoiminen metallin kanssa).

Vaikka teetkin reaktion, on parasta käyttää kuulonsuojaimia ja pitää turvallinen etäisyys reaktiosta. Aloita pieneltä, jotta tiedät mitä odottaa.

Ranskalainen kemisti Antoine Laurent Lavoisier nimeltään vety, kreikkaksi "veden muodostamiseksi", perustuen sen reaktioon hapen kanssa, toinen elementti, jonka Lavoisier nimitti, tarkoittaen "hapon tuottaja". Lavoisier kiehtoi palamisreaktioista. Hän suunnitteli laitteen veden muodostamiseksi vedystä ja hapesta reaktion tarkkailemiseksi. Pohjimmiltaan hänen kokoonpanossaan käytettiin kahta kellorasiaa - yksi vetyä ja toinen happea varten -, jotka syötettiin erilliseen astiaan. Kipinämekanismi käynnisti reaktion muodostaen vettä.

Voit rakentaa laitteen samalla tavalla niin kauan kuin olet varovainen valvomaan hapen ja vedyn virtausnopeutta, jotta et yritä muodostaa liian paljon vettä kerralla. Käytä myös lämpö- ja iskunkestävää astiaa.

Vaikka muut aikakauden tutkijat tunsivat veden muodostumisprosessin vedystä ja happeesta, Lavoisier löysi hapen merkityksen palamisessa. Hänen tutkimuksensa lopulta kumosivat phlogiston-teorian, joka oli ehdottanut, että tulipalomainen elementti kutsutaan phlogiston vapautui aineesta palamisen aikana.

Lavoisier osoitti, että kaasulla on oltava massa palamisen tapahtumiseksi ja että massa säilyi reaktion jälkeen. Vedyn ja hapen reagoiminen veden tuottamiseksi oli erinomainen tutkittava hapettumisreaktio, koska melkein koko veden massa on happea.

YK: n vuoden 2006 raportti arvioitiin, että 20 prosentilla planeetan ihmisistä ei ole puhtaan juomaveden saatavuutta. Jos veden puhdistaminen tai meriveden suolanpoisto on niin vaikeaa, saatat miettiä, miksi emme tee vain vettä sen elementeistä. Syy? Sanalla - BOOM!

Vedyn ja hapen reagointi polttaa pohjimmiltaan vetykaasua, paitsi että syötät rajoitettua määrää happea ilmassa, syötät tulta. Palamisen aikana happea lisätään molekyyliin, joka tuottaa vettä tässä reaktiossa. Poltto vapauttaa myös paljon energiaa. Lämpö ja valo tuotetaan niin nopeasti, että iskuaalto laajenee ulospäin.

Periaatteessa sinulla on räjähdys. Mitä enemmän vettä kerralla, sitä suurempi räjähdys. Se toimii rakettien laukaisussa, mutta olet nähnyt videoita, joissa se meni kauhean väärin. Hindenburgin räjähdys on toinen esimerkki siitä, mitä tapahtuu, kun paljon vetyä ja happea tulee yhteen.

Joten voimme tehdä vettä vedystä ja hapesta, ja kemistit ja kouluttajat tekevät usein - pieninä määrinä. Menetelmän käyttäminen laajassa mittakaavassa ei ole käytännöllistä riskien vuoksi ja koska vedyn ja typen puhdistaminen on paljon kalliimpaa happea reaktion syöttämiseksi kuin veden valmistamiseksi muilla menetelmillä, saastuneen veden puhdistamiseksi tai vesihöyryn lauhduttamiseksi ilmaa.