Điện phân nước: chúng ta biết gì về nó

Mục lục:

Điện phân nước: chúng ta biết gì về nó
Điện phân nước: chúng ta biết gì về nó
Anonim

Chắc hẳn nhiều người trong chúng ta đều yêu thích các thí nghiệm được thực hiện trong các tiết học hóa học ở trường. Luôn luôn thú vị khi quan sát cách các chất khác nhau tương tác với nhau và kết quả là gì. Và một điều như sự điện phân của nước, một số thí nghiệm đã lặp lại khá thành công ở nhà. Như đã biết, quá trình này dẫn đến giải phóng oxy và hydro. Nhưng chính xác thì tất cả những điều này xảy ra như thế nào? Tại sao lại cần điện phân nước và triển vọng của nó là gì? Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn điều này.

điện phân nước
điện phân nước

Cách điện phân nước hoạt động

Nếu bạn lấy một nguồn điện thông thường, nối các thanh than chì vào các cực và hạ chúng vào nước máy, sau đó một dòng điện một chiều sẽ chạy qua nó, các phản ứng điện hóa khác nhau sẽ bắt đầu xảy ra trong chất lỏng. Hoạt động của chúng phụ thuộc trực tiếp vào hiệu điện thế và sự hiện diện của tất cả các loại muối trong nước. Nếu chúng ta xem xét quá trình điện phân nước tại nhà bằng cách sử dụng muối bếp thông thường, thì ở dạng đơn giản nhất, thì có thể phân biệt một số quá trình độc lập trong đó.

Quy trình điện hóa

Nó bao gồm thực tế là oxy được giải phóng ở cực dương - và ở nơi này chất lỏng được axit hóa, và ở cực âm - hydro - và chất lỏng được kiềm hóa ở đây. Nhưng đó không phải là tất cả. Nếu sử dụng các điện cực đặc biệt, thì quá trình điện phân nước sẽ giúp thu được ozone ở cực âm và hydrogen peroxide ở cực dương. Nước ngọt (không qua chưng cất) luôn chứa muối khoáng - clorua, sunfat, cacbonat. Khi xảy ra hiện tượng điện phân nước, chúng cũng tham gia các phản ứng. Ví dụ, khi một dòng điện một chiều bắt đầu đi qua nước với muối bếp hòa tan, clo bắt đầu hình thành ở cực dương - và nước ở đây bị axit hóa, và natri hydroxit hình thành ở cực âm - và nước trở nên có tính kiềm. Phản ứng như vậy chỉ là thoáng qua, và các nguyên tố hóa học đã xuất hiện trở lại bắt đầu tương tác với nhau. Kết quả là, natri hypoclorit sớm bắt đầu xuất hiện - 2NaOCl. Điều tương tự cũng xảy ra với clorua kali và canxi. Như chúng ta có thể thấy, do sự phân hủy của nước ngọt, một hỗn hợp các chất oxy hóa mạnh được hình thành: ozon, oxy, natri hypoclorit và hydro peroxyt.

điện phân nước tại nhà
điện phân nước tại nhà

Quá trình điện từ

Thực tế là các phân tử nước được định hướng song song với dòng điện để phần hydro của chúng (với dấu “+”) bị hút vào catốt, và phần oxy (với dấu “-”) bị hút về cực dương. Lực tác động lên chúng quá mạnh dẫn đến sự suy yếu và đôi khi phá vỡ các liên kết hydro. Kết quả là, oxy nguyên tử được hình thành, ảnh hưởng đến việc giảm độ cứng của nước. Nó oxy hóa các ion canxi thành một oxit (Ca++ O → CaO), sau đó, kết hợp với nước và tạo thành hyđrat tương ứng: CaO + H2 O → Ca (OH)2

Quy trình tạo khoang

Sự sụp đổ của các bong bóng cực nhỏ của hydro và oxy, phát sinh do quá trình điện phân, giải phóng năng lượng cực lớn, phá hủy các phân tử nước tạo thành chúng. Kết quả là, các ion và các hạt nguyên tử của oxy và hydro, hydroxyl và các chất khác xuất hiện.

điện phân plasma của nước
điện phân plasma của nước

Ứng dụng

Điện phân nước có giá trị thực tiễn to lớn đối với nền công nghiệp hiện đại. Nó thường được sử dụng để làm sạch nước khỏi các tạp chất khác nhau. Nó cũng là một cách dễ dàng để sản xuất hydro. Loại thứ hai rất thú vị như một sự thay thế khả dĩ cho nhiên liệu thông thường. Hiện nay, các nhà khoa học đang nghiên cứu phương pháp điện phân nước bằng plasma, hiệu quả hơn nhiều so với thông thường. Và bên cạnh đó, có một giả thuyết cho rằng để phân hủy "thuốc trường sinh", bạn có thể sử dụng vi khuẩn đặc biệt có thể tạo ra một dòng điện nhỏ. Như bạn có thể thấy, quá trình điện phân nước không hề đơn giản như ban đầu, và chắc chắn người ta có thể mong đợi rằng việc nghiên cứu sâu hơn về nó có thể dẫn đến sự chuyển đổi sang nhiên liệu hydro.

Đề xuất: