우리는 물이 수소와 산소로 구성되어 있다고 들었습니다. 그러나 우리는 어떻게 우리가 실제로 알 수 있습니까 저것? 더운 여름날에 우리의 갈증을 해소하고 몸을 식히는이 젖은 물질은 실제로 두 가스로 구성 될 수 있습니까? ?
전기 분해를 사용하여 물을 산소와 수소로 분리하려고했습니다. 우리는 일련의 실험을 마치고 우리가 시작하기 전보다 더 많은 질문을 남겼습니다. 반드시 나쁜 것은 아닙니다 - 호기심은 훌륭한 학습 상태입니다! (누락 된 산소의 신비한 경우 참조 아래.)
당신은 우리의 실수로부터 혜택을 받고 전기 분해를 빠르게 수행 할 수 있습니다. 전기 분해를 사용하여 물을 수소와 산소로 분할하는 방법은 다음과 같습니다. 그 후 나는 우리가 먼저 한 일에 대해 말해 줄 것입니다.
물을 수소와 산소로 분리하는 방법
필요한 것
- 유리 또는 플라스틱 욕조
- 2 탄성 밴드
- 2 테스트 튜브 (가능한 경우 뚜껑 포함)
- 소다의 바이 카브 (1 tbsp)
- 흑연 연필 리드
- 물
- 배터리 (우리는 6V를 사용했습니다
- 2 쌍의 악어 클립
- 방수 테이프
당신이하는 일
자세한 설정 지침은이 비디오를 참조하십시오-탄성 대역 배열은 테스트 튜브를 완벽하게 유지합니다.
비디오를 볼 수 없다면 여기에 요점이 있습니다 : 각 악어 클립의 한쪽 끝을 흑연 조각에, 다른 쪽 끝을 배터리에 연결하십시오. 흑연 끝을 흑연의 바닥에 고정시킨다. 소다의 바이 카브를 물에 녹여 욕조를 채 웁니다. 마지막으로, 각 테스트 튜브를 제거하고 물로 채우고 흑연 위로 조심스럽게 교체하십시오. 전기 분해 중에 수집 된 모든 가스는 튜브의 물을 대체하므로 기포가 없는지 확인하십시오.
무슨 일이 일어나는지
가스의 기포는 각 전극에서 빠르게 형성되기 시작합니다. 더 많은 가스가 양성 (양극)보다 음의 전극 (음극)에서 수집됩니다.
가스 테스트 방법
각 전극에서 많은 가스를 수집하면 테스트 튜브에 뚜껑을 조심스럽게 넣습니다 (여전히 수중에있는 동안)
수소 테스트
우리는 (음의) 음극의 가스가 (양으로 하전) 수소라고 가정했다. 수소는 폭발적입니다. 이 수량으로 집을 난파하지는 않지만, 나무의 파편이있는 상태에서 시원한 팝핑 소음이 생길 것입니다. 아래 비디오에서들을 수 있습니다.
산소 테스트
우리는 빛나는 부목으로 산소를 테스트합니다. 충분한 산소가 존재하면 부목이 다시 표시됩니다. 우리가 양극에서 수집 한 가스는 간단한 빛을내어 산소임을 확인했지만, 팝핑 수소의 흥분 이후, 우리는 약간 실망했습니다. 우리는 나중에 다른 방법을 사용하여 훨씬 더 많은 산소를 생산했습니다 - 우리의 relighting splint 비디오는 아래를 참조하십시오.
전기 분해는 어떻게 작동합니까?
물은 공유 결합으로 공유 전자에 의해 함께 보유 된 공유 분자 (H20)입니다.
전기 분해 동안, 분자는 음극에서 수소 가스로 감소하고 양극에서 산소 가스로 산화된다.
.순수한 물은 전기를 전도하지 않으므로 소다의 중탄산염과 같은 전해질을 첨가해야합니다. (소금을 사용하라고 말하는 웹 사이트의 수를 믿지 않을 것입니다. 우리는 그것을 시도하고 완전히 다른 가스를 수집했습니다. 나중에 더 많이.)
.물의 분자 조성을 반영하여 산소만큼 두 배의 수소가 생성됩니다.
다음은 물의 전기 분해에 대한 상당히 쉽게 따라 가기 쉬운 설명입니다.
자세한 설명을 찾고 있다면 Wikipedia를 참조하십시오.
{Sarah, 나의 초기 오해를 지적 하고이 게시물을 더 정확하게 만들어 주셔서 감사합니다!}
누락 된 산소의 신비한 경우
(또는 소금을 전해질로 사용하면 어떻게 되는가.)
위의 방법을 사용하여 물을 수소와 산소로 성공적으로 분할하기 전에 물이 전기를 전이시키는 데 도움이되는 소금을 첨가하려고 시도했습니다. 소금 한 덩어리가 아닙니다. 나는 약간의 소금이 약간 도움이되면 많은 소금이 더 좋을 것이라고 결정했습니다. (결국 결정에 작용합니다.)
우리는 위와 동일한 장치를 사용하여 전기 분해를 설정했지만 이번에는 포화 염 용액으로 전기 분해를 설정했습니다. 그리고 그곳에서 우리는 수소와 산소의 거품을 열심히 찾고 앉았습니다.
무슨 일이에요? 글쎄, 우리 음극에서 충분합니다. 가스는 신속하게 테스트 튜브를 채우기 시작했습니다. 우리는 그것을 테스트하고 그것이 수소라는 것을 발견했습니다. 그리고 양의 전극에서? 하나의 단일 거품이 아닙니다! 물 분자에서 산소에 무슨 일이 있었습니까?
나는 밤새 약간의 연구를했다.
염화나트륨 (염) 용액의 전기 분해 동안, 염화나트륨은 양성 전극에서 분해되어 염소 가스 및 수산화 나트륨 용액을 형성하는 것으로 보인다. (보다 자세한 설명을 보려면 링크를 클릭하십시오.) 염소는 물에 쉽게 용해되므로 용액이 포화되어 더 이상 염소를 흡수 할 수 없을 때까지 가스로 수집하지 않습니다.
.양성 전극이 염소를 끌어 들이고 수소가 음극에서 수집하고 있다면 ... 산소는 어떻게 되었습니까? 아니면 그 문제에 대해 염화나트륨 (NaCl)의 나트륨에? 화학자들에 따르면, 나트륨과 산소는 결합되어 수산화 나트륨 용액을 생성합니다. 추가 조사가 요구되었다.
우리는 장치를 배터리에서 분리하여 하룻밤 사이에 설치했습니다. 우리는 단서를 조사하기로 결정했습니다.
추가 조사
전기 분해의 결과로 어떤 변화가 일어 났습니까?
우리의 소금 용액은 갈색으로 변했습니다. 이 용해 된 염소였습니까? 흑연을 분해 하시겠습니까? 부식 악어 클립 (양극에 부착 된)?
솔루션 필터링 .
우리의 양성 전극 (양극) 중 일부가 고장 났고 용액에 검은 색 비트가 남았습니다. 우리는 그것이 불활성 (비 반응성) 금속이기 때문에 전기 분해에서 흑연을 사용하지만 아마도 우리가 생산 한 많은 양의 염소가 반응하게 만들었습니까? 불용성 비트가 남아 있는지 확인하기 위해 갈색 용액을 여과했습니다. 그들은하지 않았습니다. 그러나 우리는 여과지에서 흰색 반점을 발견했습니다 - 양성 전극에서 생산 된 염소는 종이를 표백했을 것입니다!
용액의 pH 테스트
우리는 수산화 나트륨으로 인해 용액이 약간 알칼리 일 것이라고 가설을 세웠다. 그러나 우리가 그것을 테스트했을 때, 우리는 그 반대를 발견했습니다. 염소처럼 약간 산성이었습니다. 우리는 이것이 용액이 수산화물보다 더 많은 염소를 함유해야한다는 것을 의미한다고 생각했습니다.
산소로 더 재미
나는 여기서 주제를 약간 벗어나고 있지만, 우리가 어떻게 그것을 성공적으로 테스트하기에 충분한 산소를 만들었는지 말하기를 약속했습니다. 우리는 산소의 마법으로 가면서 아이디어를 얻었습니다 왕립 기관에서 보여주십시오. 우리가 본 데모 중 하나를 여러분과 공유하고 싶습니다.
발표자들은 나에게 10 파운드의 메모를 빌릴 수 있는지 물었다. 다음은 내 플라밍 돈 비디오입니다.
그 후 얼마 지나지 않아 과학자들은 내 £ 10의 메모를 반환했습니다. 비결은 과학자들이 먼저 돈을 알코올에 담그는 것이 었습니다. 산소에서 알코올 연소는 열, 빛, 이산화탄소 및 물을 생성합니다. 알코올 화상의 온도가 너무 낮아서 물을 증발하기에는 물이 타는 것을 막아줍니다.
산소의 마법 과학자들은 또한 과산화수소를 분해하여 "코끼리 치약"을 만드는 방법을 보여주었습니다. 우리는 우리가 한때 우리 자신의 코끼리 치약을 어떻게 만들 었는지 기억했습니다. 우리가 집에 도착했을 때 우리는 코끼리 치약을 다시 만들고 빛나는 부목을 사용하여 산소 가스를 테스트했습니다.
빛나는 부목을 산소에 넣으면 부목이 다시 빛납니다.
왜 이것이 내가 가장 좋아하는 방법 인 홈 스쿨 과학
당신이 알 수 있듯이, 이것은 엄마가 무슨 일이 일어나고 왜 그런지 정확히 아는 홈 스쿨 과학 시연이 아닙니다. 나는 거의 30 년 전 16 세가 될 때까지 화학을 공부했다! 이 실험에서 생성 된 많은 질문에 대한 답을 몰랐습니다.
그러나 어떤 일이 일어날 지 알지 못해 더 많은 것을 배우기 위해 호기심을 느끼고 영감을 얻었으며 아이들은 분명히 내 흥분에 사로 잡혔습니다. 그리고 우리가 소금을 전해질로 사용하는“실수”를 먼저 사용하게되어 기쁩니다. 왜냐하면 우리가 아주 멋진 과학을 놓치지 않았을 것입니다!
.최근에 재미있는 과학을 했습니까?
산소가 누락 된 경우를 조사한 적이 있습니까?
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여기에 감사하게 연결하고 있습니다 :
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