Електролиза на водата: какво знаем за нея

Много от нас вероятно обичаха експериментите, провеждани на училищни уроци по химия. Винаги е интересно да се види как различните вещества взаимодействат помежду си и какво излиза от него. И такова нещо като електролиза на вода, някои експериментатори доста успешно се повтаря у дома. Както е известно, този процес води до освобождаване на кислород и водород. Но как точно се случва всичко това? Защо се нуждаем от електролиза на водата и какви са нейните перспективи? Нека да разгледаме това по-подробно.

Как се извършва електролизата на водата

Ако вземете конвенционален захранващ блок, свържете графитните пръчки към полюсите и ги спуснете в чешмяна вода, през него ще тече постоянен ток, в течността ще започнат да се появяват различни електрохимични реакции. Тяхната активност зависи от напрежението и наличието на различни соли във водата. Ако разгледаме електролизата на водата вкъщи, използвайки конвенционална кухненска сол, тогава в най-опростената форма, тогава е възможно да се разграничат няколко независими процеси в нея.

Електрохимичен процес

Тя се състои в това, че кислородът се освобождава в анода - и в този момент течността се подкислява, а в катода - водород - и течността се алкализира тук. Но това не е всичко. Ако използвате специални електроди, електролизата на водата ще ви позволи да получите озон в отрицателния полюс, а при положителния полюс. водороден пероксид. В състава пресни (не дестилирана вода) Винаги има минерални соли - хлориди, сулфати, карбонати. Когато се появи електролиза на водата, те също участват в реакциите. Например, когато един постоянен ток започва да преминава през водата с разтворена кухненска сол, хлорът започва да се образува на анода - и водата тук се подкислява, а на катода се образува натриев хидроксид - и водата се алкализира. Такава реакция е преходна и появяващите се химични елементи започват отново да взаимодействат помежду си. В резултат на това скоро започва да се появява натриев хипохлорит - 2NaOCl. Същото се случва и с това калиев хлорид и калций. Както виждаме, в резултат на разлагане прясна вода образува се смес от силни окислители: озон, кислород, натриев хипохлорит и водороден пероксид.

Електромагнитен процес

Тя се състои във факта, че водните молекули са ориентирани паралелно на движението на тока, така че тяхната водородна част (със знака "+") се привлича към катода, а кислородната част (със знака "-") към анода. Въздействието върху тях е толкова силно, че води до отслабване и понякога прекъсване на водородните връзки. В резултат се образува атомен кислород, който влияе на намаляването на твърдостта на водата. Той окислява калциевите йони до оксид (Ca ⁺ + O → CaO), който се комбинира с вода и образува съответния хидрат: CaO + H ₂ O → Ca (OH) ₂ .

Кавитационен процес

Срутването на микроскопични мехурчета водород и кислород, които възникват чрез електролиза, настъпва с освобождаването на огромна енергия, която разрушава водните молекули, които образуват техните стени. В резултат на това се появяват йони и атомни частици кислород и водород, хидроксили и други вещества.

приложение

Електролизата на водата е от голямо практическо значение за съвременната индустрия. Често се използва за пречистване на водата от различни примеси. Също така е и прост начин за производство на водород. Последното е интересно като възможна алтернатива на конвенционалното гориво. В момента учените изучават плазмена електролиза на вода, която е много по-ефективна от обикновено. Освен това съществува теория, според която специални бактерии, способни да произвеждат малък ток, могат да се използват за разлагане на "еликсира на живота". Както можете да видите, електролизата на водата изобщо не е толкова проста, колкото изглежда на пръв поглед, и със сигурност може да се очаква, че по-нататъшното му изследване може да доведе до преход към водородно гориво.