Как да си направим вода от водород и кислород

Водата е обичайното име за дихидроген моноксид или Н₂О. Молекулата се произвежда от множество химични реакции, включително реакция на синтез от нейните елементи, водород и кислород. Балансираното химично уравнение за реакцията е:

2 H₂ + О₂ → 2 H₂О

На теория е лесно да се направи вода от водороден газ и кислороден газ. Смесете двата газа заедно, добавете искра или достатъчно топлина, за да осигурите енергия за активиране за стартиране на реакцията, и предварително - моментална вода. Само смесването на двата газове при стайна температура обаче няма да доведе до нищо, като молекулите на водорода и кислорода във въздуха не образуват спонтанно вода.

Трябва да се достави енергия за разрушаване на ковалентните връзки, които държат Н₂ и О₂ молекули заедно. След това водородните катиони и кислородните аниони са свободни да реагират помежду си, което правят поради разликите в електронегативността си. Когато химическите връзки се преобразуват, за да се направи вода, се отделя допълнителна енергия, която разпространява реакцията. Нетната реакция е

Една често срещана демонстрация на химия е да напълните малък балон с водород и кислород и да докоснете балона - от разстояние и зад предпазен щит - с горяща шина. По-безопасна вариация е да напълните балон с водороден газ и да запалите балона във въздуха. Ограниченият кислород във въздуха реагира и образува вода, но при по-контролирана реакция.

Още една лесна демонстрация е да се пука водород в сапунена вода, за да се образуват водородни газови мехурчета. Мехурчетата плават, защото са по-леки от въздуха. Запалка с дълга дръжка или изгаряща шина в края на метър пръчка може да се използва за запалването им, за да образува вода. Можете да използвате водород от резервоар за сгъстен газ или от която и да е от няколко химически реакции (напр. взаимодействие на киселина с метал).

Въпреки това, ако направите реакцията, най-добре е да носите защита за ушите и да поддържате безопасно разстояние от реакцията. Започнете с малки, така че да знаете какво да очаквате.

Френски химик Антоан Лоран Лавоазие наречен водород, на гръцки за "водообразуващ", въз основа на реакцията му с кислород, друг елемент, който Лавоазиер е наречен, което означава "киселина-производител." Лавоазие беше очарован от реакциите на горене. Той е създал апарат за образуване на вода от водород и кислород, за да наблюдава реакцията. По същество в неговата инсталация са използвани два буркана с камбани - един за водород и един за кислород, които се подават в отделен контейнер. Искрящ механизъм инициира реакцията, образувайки вода.

Можете да конструирате устройство по същия начин, докато внимавате да контролирате скоростта на потока на кислород и водород, така че да не се опитвате да образувате твърде много вода наведнъж. Освен това трябва да използвате контейнер, устойчив на топлина и удар.

Докато други учени от онова време бяха запознати с процеса на образуване на вода от водород и кислород, Лавоазие откри ролята на кислорода при изгарянето. Проучванията му в крайна сметка опровергаха теорията на флогистона, която предложи да се нарече елемент, подобен на огън флогистон се отделя от материята по време на горенето.

Лавоазие показа, че един газ трябва да има маса, за да се случи горенето и че масата се запазва след реакцията. Реагирането на водород и кислород за получаване на вода беше отлична реакция на окисляване за изследване, тъй като почти цялата маса вода идва от кислород.

А Доклад за 2006 г. от Организацията на обединените нации изчислява, че 20 процента от хората на планетата нямат достъп до чиста питейна вода. Ако е толкова трудно да пречиствате вода или обезсолявате морска вода, може би се чудите защо ние не просто правим вода от нейните елементи. Причината? С една дума - БУМ!

Реагирането на водород и кислород всъщност изгаря водороден газ, с изключение на това, че вместо да използвате ограниченото количество кислород във въздуха, захранвате огъня. По време на изгарянето се добавя кислород към молекула, която при тази реакция произвежда вода. Изгарянето също освобождава много енергия. Топлината и светлината се произвеждат толкова бързо, че ударната вълна се разширява навън.

По принцип имате експлозия. Колкото повече вода направите наведнъж, толкова по-голяма е експлозията. Работи за изстрелване на ракети, но сте виждали видеоклипове, където това се е случило ужасно. Експлозията на Хинденбург е друг пример за това, което се случва, когато много водород и кислород се съберат.

Така че, можем да направим вода от водород и кислород, а химиците и преподавателите често правят това - в малки количества. Не е практично да се използва методът в голям мащаб поради рисковете и защото е много по-скъпо да се пречисти водородът и кислород за захранване на реакцията, отколкото е да се направи вода, използвайки други методи, за пречистване на замърсена вода или за кондензиране на водна пара от въздух.