İçerik

• Adımlar
• Topluluk Soruları ve Cevapları
• Uyarılar

Diğer Bölümler

Hidrojen en hafif elementtir ve mutfakta kullanılmak üzere hidrojene yağların oluşturulması ve kömürden hidrokarbon üretimi dahil olmak üzere birçok endüstriyel kullanıma sahiptir. Su moleküllerinin önemli bir parçasıdır ve az miktarda elektrik kullanılarak ayrılabilir. Bazı aktif metaller ve güçlü asitler kullanarak da hidrojen gazı üretebilirsiniz. Her iki yöntem de nispeten basittir ve hidrojen gazı toplamanıza izin verir.

Adımlar

Yöntem 1/2: Aktif Metallerle Su Deplasmanını Kullanma

1. 

   Gerekli malzemeleri toplayın. Güçlü bir asidin aktif bir metalle karıştırılması reaksiyonunu kullanarak hidrojen toplamak için şunlara ihtiyacınız olacak: bir Erlenmeyer şişesi, bir kauçuk tıpa, plastik boru, damıtılmış su, test tüpleri, büyük bir kap, 3 molar hidroklorik asit (HCl) ve magnezyum veya çinko topakları.
   • Bir Erlenmeyer şişesi, konik tabanlı ve silindirik boyunlu bir cam şişedir.
   • Kauçuk tıpa, şişenin üst kısmı içindir ve borunun geçmesi için ortasında bir delik olması gerekir.
   • Bu deneyde magnezyum veya çinko işe yarayacaktır, ikisine birden ihtiyacınız yok.
   • Bu sarf malzemelerinden bazılarının çevrimiçi olarak veya laboratuar malzemeleri satan bir mağazadan satın alınması gerekebilir.

2. 

   
   
   Uygun koruyucu ekipman giyin. Hidroklorik asit gibi güçlü bir asitle çalışırken, uygun güvenlik önlemlerini aldığınızdan emin olmak istersiniz. Laboratuvar önlüğü, eldivenler, kapalı burunlu ayakkabılar ve göz koruması kullanmak çok önemlidir.
   • Gözlükler, sıçramaları önlemek için gözlerinizin yanlarını sarmalıdır.
   • Ellerinizi ve parmaklarınızı iyi bir şekilde korumak için uygun şekilde oturan eldivenler giyin.

3. 

   
   
   Deney düzeneğini hazırlayın. Hortumun bir ucunu lastik tıpanın deliğine sokun. Hortumun lastik tıpa boyunca sonuna kadar gitmesini ve uçtan hafifçe dışarı çıkmasını istiyorsunuz. Büyük kabı suyla doldurun ve hortumun serbest ucunu suya yerleştirin. Deney başladığında lastik tıpayı Erlenmeyer şişesine koyacaksınız.
   • Kullanmaya hazır olana kadar bu parçaları bir kenara koyun.

4. 

   
   
   Test tüpünü suya daldırın. En az bir test tüpü alın (daha fazla hidrojen toplamak istiyorsanız daha fazlasını kullanabilirsiniz) ve suya daldırın. Tüm hava kabarcıklarının çıkabilmesi için tüpü yatırın. Tüpü, karşı uçtaki kauçuk tıpaya bağlı daldırılmış tüpün üstüne yerleştirin.
   • Başlamadan önce tüm hava kabarcıklarının tüpten çıkarılması çok önemlidir. Aksi takdirde, tüpte toplanan gaz hidrojenden daha fazlası olacaktır.

5. 

   Erlenmeyer şişesine hidroklorik asit ekleyin. Şişeyi yarısına kadar doldurmaya yetecek kadar hidroklorik asit ekleyin. Yaklaşık 100 mL yeterli olmalıdır. Asidi eklemeden önce şişenin temiz ve kuru olduğundan emin olun. Lastik eldiven giyin ve şişeyi doldururken dikkatli olun.
   • Asidin içine su dökmemeye dikkat edin. Aside eklenen su bir patlamaya ve yaralanmaya neden olabilir.

6. 

   HCl'ye metal peletler ekleyerek kimyasal reaksiyonu başlatın. Şişedeki hidroklorik aside bir avuç dolusu çinko veya magnezyum peleti ekleyin. Tam olarak koyduğunuz miktar önemli değildir, ancak küçük bir avuç dolusu reaksiyonu başlatmak için yeterli olmalıdır.
   • Peletleri ekledikten sonra, tıpayı şişeye yerleştirin, böylece sistem kapanır.

7. 

   Hidrojeni daldırılmış bir test tüpünde toplayın. Metal asitle reaksiyona girdiğinde hidrojen gazı üretilir. Bu hidrojen, tüpün içinden ve suya batırılmış test tüpünün içine, şişenin tepesine gider. Gaz, suyun yerini alacaktır ve test tüpünün üstünde bir kabarcık formu görmelisiniz.
   • Test tüpü hidrojen ile dolduğunda, başka bir tüpü suyla daldırın ve tüpün üzerine yerleştirin. Reaksiyonunuzun ürettiği kadar hidrojen toplayabilirsiniz.
   • Hidrojen gazının havaya kaçmasını önlemek için test tüplerini aşağı bakacak şekilde tutun.

8. 

   Gazın hidrojen olduğunu doğrulayın. Gazın hidrojen olduğunu doğrulamak için splint testi denen şeyi yapabilirsiniz. Bir kibrit yakıp tüpün altında tutun. Hidrojenin mevcut olduğunu belirten bir "patlama" veya gıcırtı sesi duyacaksınız.

Yöntem 2/2: Elektroliz Kullanımı

1. 

   Gerekli malzemeleri toplayın. Bu deneyde, hidrojen ve oksijen gazlarını su moleküllerinden ayırmak için elektrik kullanacaksınız. Elektroliz kullanarak hidrojen gazı toplamak için 9 voltluk bir pil, bir kurşun kalem, iki test tüpü, bir plastik kap, su, kabartma tozu, iki büyük lastik bant (isteğe bağlı) ve ucunda kelepçeli bir pil klipsi gerekir.
   • Bunun çalışması için kurşun kalemde grafit olması gerekir. 2 numaralı kalem mükemmeldir. Bunun için iki küçük grafit parçası da işe yarayacaktır.
   • Küçük bir yiyecek saklama kabı veya kasesi yeterlidir.
   • Pil klipsinin 9 voltluk bir pile sığabileceğinden ve ucunda krokodil pensli kırmızı ve siyah bir kablo bulunduğundan emin olun. Bu kelepçeler, sisteminizi bataryaya bağlamak için kullanılacaktır.

2. 

   Silgiyi kurşun kalemden çıkarın ve kalemi ikiye bölün. Biri pilin pozitif ucu ve pilin negatif ucu için olmak üzere iki parça grafite ihtiyacınız var. Her bir kalem parçasının iki ucunu da bir noktaya kadar keskinleştirin. Grafitin iyi açığa çıktığından emin olun.
   • Halihazırda iki parça saf grafitiniz varsa bu adım atlanabilir.

3. 

   X şeklinde kabın etrafına 2 lastik bant sarın. Bu adım isteğe bağlıdır, ancak deney çalışırken test tüplerini yerinde tutmanın kolay bir yoludur. Bir lastik bandı kabın üzerine gerin ve ikinci bir lastik bandı, birincinin üzerinden geçerek bir X oluşturacak şekilde üzerine gerin.
   • Lastik bant kullanmıyorsanız, deney sırasında baş aşağı durmaları için test tüplerini bant veya ip ile sabitlediğinizden emin olun.

4. 

   Kabartma tozu ve su çözeltisi hazırlayın. Kabartma tozu suda eritmek, sistemdeki elektriğin iletilmesine yardımcı olacaktır. Eklenen tam kabartma tozu miktarı önemli değildir, ancak 1 bardak suya yaklaşık 1 çay kaşığı yeterli olmalıdır. Tamamen eriyene kadar karıştırın.
   • Karbonatın erimesini hızlandırmak için ılık su kullanın.

5. 

   Plastik kabı ve test tüplerini karbonat çözeltisiyle doldurun. Kabın, her iki test tüpünü de tutacak kadar büyük olması gerekir. Kabın yaklaşık dörtte üçünü dolduracak kadar solüsyon ekleyin. Test tüplerini kabın solüsyonuna daldırın ve baş aşağı çevirin. Yerinde tutmak için her bir tüpü lastik bant X'in çaprazına yerleştirin.
   • Her iki test tüpünün de tamamen su ile dolu olması ve hava kabarcığı kalmaması çok önemlidir.

6. 

   Timsah kelepçelerini grafite takın. Pil klipsinden bir kelepçe alın ve kalemlerden birinin ucuna takın. Mümkün olduğunca grafite dokunduğundan emin olun. Kalan timsah kıskacı ve kalem parçasıyla da aynısını yapın.
   • Kırmızı kıskaca bir kalem ve siyah kıskaca bir kurşun kalem takılmalıdır.

7. 

   Kalemin kelepçelenmemiş ucunu test tüpüne kaydırın. Test tüpünü tamamen su altında tutarak, kalemin kelepçelenmemiş ucunu tüpün içine kaydırabilmek için hafifçe eğin. Bu işlemi diğer kalem ve diğer test tüpüyle tekrarlayın.
   • Bu noktada her şey su altında olmalı ve her test tüpünün içinde bir parça kalem olmalıdır.
   • Pile takılan pil klipsinin ucunu sudan uzak tutun.

8. 

   Pil klipsini 9 voltluk pile takın. Her şey ayarlandığında, artık 9 voltluk pilin sağladığı elektriği uygulamaya hazırsınız. Pil klipsinin ucu kaptan dışarı çıkmış olmalıdır, bu nedenle pili yerine klipsleyin. Pil takıldığında, grafitin ucundan yükselen ve her bir test tüpünün tepesine doğru süzülen baloncukları fark etmelisiniz.
   • Oluşan baloncukları görmezseniz, timsah kıskaçlarının kalemin grafitine sıkıca tutturulduğundan emin olun. Ayrıca, pilinizin tamamen dolu olup olmadığını kontrol edin.
   • Kaleme bağlı negatif tel ile test tüpü hidrojen üretirken, pilin pozitif teline bağlı test tüpü oksijen üretecektir.

9. 

   Her bir tüpte birkaç inç gaz olana kadar iki test tüpünde hidrojen ve oksijen toplayın. Unutmayın, akünün eksi ucuna bağlanan tüp hidrojene sahip olacak ve oksijen, pozitif uca bağlanan tüpün içinde olacaktır. Test tüplerini birer birer kavanozdan çıkarın. Baş aşağı tutun ve suyun dışarı akmasına izin verin. Siz görmeseniz bile tüplerdeki gaz kalacaktır.

10. 

    Hidrojenin varlığını test edin. Bir kibrit çakarak ve alevi gaza doğru tutarak hidrojenin varlığını test edebilirsiniz. Hidrojen ise çok belirgin bir "gıcırtılı pop" sesi çıkaracaktır. Kibrit yerine yanan bir mum da kullanabilirsiniz.
    • Güç kaynağının pozitif tarafına bağlanan test tüpündeki oksijeni test etmek için yanan bir kibrit (veya mum) üfleyin ve hala parlayan ucu test tüpünün altına yerleştirin. Mum yeniden tutuşursa, oksijen mevcuttur.

Topluluk Soruları ve Cevapları

Yalnızca hidrojeni toplamak istiyorsam iki test tüpüne ihtiyacım var mı?

Bess Ruff, MA
Çevre Bilimcisi Bess Ruff, Florida Eyalet Üniversitesi'nde Coğrafya Doktora öğrencisidir. 2016 yılında Santa Barbara'daki California Üniversitesi'nden Çevre Bilimi ve Yönetimi alanında yüksek lisansını aldı. Karayipler'deki deniz mekansal planlama projeleri için anket çalışmaları yürüttü ve Sürdürülebilir Balıkçılık Grubu için lisansüstü araştırmacı olarak araştırma desteği sağladı.

Çevre Bilimcisi Elektroliz yöntemini kullanarak yalnızca hidrojen toplamak istiyorsanız, bir test tüpü kullanabilirsiniz. Kullandığınız tüpün pilin eksi ucuna bağlı olduğundan emin olun.

Bu basit elektroliz deneyinden ne kadar hidrojen toplanabilir? Ve hidrojen gazının basıncı ne olur?

Bu bağlıdır. Reaksiyonun hızı (su bölünmesi), pilin amperine ve reaksiyona girmek için kalan süreye bağlıdır. Deneyi gerçekten sıcak veya soğuk bir ortamda yapmadığınız sürece, tipik olarak hidrojen yaklaşık deniz seviyesi basıncında olacaktır.

Hidrojen neden negatif tüpte toplanıyor?

Su moleküllerinin elektron paylaşma şekli nedeniyle Hidrojen atomları pozitif, Oksijen atomları ise negatif yüklüdür. Gazları çekerken, pozitif yüklü Hidrojen negatif tüpe çekilirken, negatif yüklü Oksijen pozitif tüpe çekilecektir.

Gaz, gaz toplama tüpümden neden dışarı çıkmadı?

Helyum da dahil olmak üzere diğerlerinden daha hafif olan hidrojendir, yani tüpün kapalı ucu üstte olduğu sürece diğer gazlar onu yerinden ettiği için test tüpünde kalacaktır. Hidrojen yerine helyum kullanmamızın nedeni yanıcı olmamasıdır. Bunun nedeni, asal bir gaz olması (8 elektronluk tam değerlik kabuğuna sahip olması) ve bu nedenle reaktif olmamasıdır.

Gaz çok yanıcı olur mu?

Evet. YouTube'da Hindenburg felaketini görün. Zeplinler, en hafif gaz olduğu ve elde edilmesi oldukça kolay olduğu için hidrojen kullanıyordu. Ayrıca bazı otomobil üreticilerinin hidrojenle çalışan otomobiller üzerinde çalışmasının nedeni de budur.

bu hidrojenin sıvı hali mi?

Hayır - bu deneydeki hidrojen gaz halinde olacak

• 
  
  Hidrojeni nasıl sıvılaştırırım? Cevap

Uyarılar

• Saf hidrojene dikkat edin. Hava ile karıştırıldığında oldukça patlayıcıdır.
• Hidrojen topladığınız ekipmandan diğer tüm havanın çıkarıldığından emin olun.