การแยกน้ำด้วยไฟฟ้า: เรารู้อะไรเกี่ยวกับมันบ้าง

สารบัญ:

การแยกน้ำด้วยไฟฟ้า: เรารู้อะไรเกี่ยวกับมันบ้าง
การแยกน้ำด้วยไฟฟ้า: เรารู้อะไรเกี่ยวกับมันบ้าง
Anonim

พวกเราหลายคนคงชอบการทดลองที่ทำในวิชาเคมีของโรงเรียน เป็นที่น่าสนใจเสมอที่จะสังเกตว่าสารต่างๆมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรและผลเป็นอย่างไร และเช่นอิเล็กโทรไลซิสของน้ำผู้ทดลองบางคนทำซ้ำได้สำเร็จที่บ้าน ดังที่ทราบกระบวนการนี้นำไปสู่การปล่อยออกซิเจนและไฮโดรเจนแต่ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร? เหตุใดจึงจำเป็นต้องมีการแยกอิเล็กโทรไลซิสในน้ำและมีแนวโน้มอย่างไร มาดูกันดีกว่า

อิเล็กโทรลิซิสในน้ำ
อิเล็กโทรลิซิสในน้ำ

อิเล็กโทรไลซิสทำงานอย่างไร

หากคุณใช้แหล่งจ่ายไฟธรรมดา ต่อแท่งกราไฟท์กับขั้วแล้วหย่อนลงในน้ำประปา จากนั้นกระแสตรงจะไหลผ่าน ปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีต่างๆ จะเริ่มเกิดขึ้นในของเหลว กิจกรรมของพวกเขาขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและการมีอยู่ของเกลือทุกชนิดในน้ำโดยตรง หากเราพิจารณาอิเล็กโทรไลซิสของน้ำที่บ้านโดยใช้เกลือในครัวธรรมดา ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด กระบวนการอิสระหลายอย่างก็สามารถแยกแยะได้

กระบวนการไฟฟ้าเคมี

ประกอบด้วยความจริงที่ว่าออกซิเจนถูกปล่อยออกมาที่ขั้วบวก - และในที่นี้ของเหลวจะถูกทำให้เป็นกรดและที่ขั้วลบ - ไฮโดรเจน - และของเหลวจะถูกทำให้เป็นด่างที่นี่แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด หากใช้อิเล็กโทรดพิเศษ อิเล็กโทรไลซิสของน้ำจะทำให้ได้รับโอโซนที่ขั้วลบ และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ขั้วบวก น้ำจืด (ไม่กลั่น) มักจะมีเกลือแร่ - คลอไรด์, ซัลเฟต, คาร์บอเนต เมื่ออิเล็กโทรไลซิสของน้ำเกิดขึ้น พวกมันก็มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาด้วย ตัวอย่างเช่น เมื่อกระแสตรงเริ่มไหลผ่านน้ำด้วยเกลือที่ละลายในครัว คลอรีนจะเริ่มก่อตัวที่แอโนด และน้ำจะถูกทำให้เป็นกรดที่นี่ และโซเดียมไฮดรอกไซด์จะก่อตัวที่แคโทด และน้ำจะกลายเป็นด่าง ปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นชั่วคราว และองค์ประกอบทางเคมีที่ปรากฏอีกครั้งเริ่มมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน เป็นผลให้โซเดียมไฮโปคลอไรท์เริ่มปรากฏขึ้นในไม่ช้า - 2NaOCl สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับโพแทสเซียมและแคลเซียมคลอไรด์ ดังที่เราเห็นจากการสลายตัวของน้ำจืด จะเกิดส่วนผสมของตัวออกซิไดซ์อย่างแรง ได้แก่ โอโซน ออกซิเจน โซเดียมไฮโปคลอไรท์และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์

กระแสไฟฟ้าที่บ้าน
กระแสไฟฟ้าที่บ้าน

กระบวนการแม่เหล็กไฟฟ้า

มันอยู่ที่ความจริงที่ว่าโมเลกุลของน้ำถูกวางแนวขนานกับกระแสน้ำเพื่อให้ส่วนไฮโดรเจน (ที่มีเครื่องหมาย “+”) ถูกดึงดูดไปยังแคโทดและส่วนออกซิเจน (ที่มีเครื่องหมาย “-”) ถูกดึงดูดไปยังขั้วบวก อิทธิพลที่มีต่อพวกมันนั้นแข็งแกร่งมากจนนำไปสู่การอ่อนตัวและบางครั้งก็นำไปสู่การทำลายพันธะไฮโดรเจน เป็นผลให้เกิดออกซิเจนอะตอมซึ่งส่งผลต่อการลดความกระด้างของน้ำ มันออกซิไดซ์แคลเซียมไอออนให้เป็นออกไซด์ (Ca+ + O → CaO) ซึ่งจะรวมเข้ากับน้ำและสร้างไฮเดรตที่สอดคล้องกัน: CaO + H2O → Ca(OH)2

กระบวนการคาวิเทชั่น

การล่มสลายของฟองสบู่ไฮโดรเจนและออกซิเจนด้วยกล้องจุลทรรศน์ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการอิเล็กโทรไลซิส ปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา ซึ่งทำลายโมเลกุลของน้ำที่ก่อตัวเป็นผนังของพวกมัน เป็นผลให้ไอออนและอนุภาคอะตอมของออกซิเจนและไฮโดรเจนไฮดรอกซิลและสารอื่น ๆ ปรากฏขึ้น

พลาสมาอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ
พลาสมาอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ

แอปพลิเคชัน

อิเล็กโทรไลซิสในน้ำมีประโยชน์อย่างมากสำหรับอุตสาหกรรมสมัยใหม่ มักใช้ในการทำให้น้ำบริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกต่างๆ นอกจากนี้ยังเป็นวิธีที่ง่ายในการผลิตไฮโดรเจน อย่างหลังมีความน่าสนใจในฐานะทางเลือกที่เป็นไปได้สำหรับเชื้อเพลิงทั่วไป ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาการทำอิเล็กโทรไลซิสในน้ำในพลาสมา ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าปกติมาก และนอกจากนี้ ยังมีทฤษฎีที่สำหรับการสลายตัวของ "น้ำอมฤตแห่งชีวิต" คุณสามารถใช้แบคทีเรียชนิดพิเศษที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กได้ อย่างที่คุณเห็น อิเล็กโทรไลซิสของน้ำไม่ได้ง่ายอย่างที่คิดในตอนแรก และแน่นอนว่าการศึกษาต่อไปอาจนำไปสู่การเปลี่ยนไปใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนได้

แนะนำ: