Web
	Analytics
استخراج غازي الأوكسيجين والهيدروجين من الماء

استخراج غازي الأوكسيجين والهيدروجين من الماء

image001

لا تجعل أخبار التكنولوجيا تبهرك أكثر مما ينبغي. فليست الشركات الكبيرة من تستطيع انتاج الوقود الهيدروجيني، فأنت أيضا تستطيع ذلك وفي عقر دارك. لنرى كيف!


تقديم

 

عملية التحليل الكهربائي هي طريقة للحصول على العناصر من مركباتها بواسطة إمرار تيار كهربائي خلال محاليل المركبات. وهي تستخدم في العديد من الأغراض الصناعية الهامة مثل الحصول على معدن النحاس من خاماته وهي تستخدم كذلك لفصل أوكسيجين وهيدروجين الماء عن بعضهم.

 

وجدير بالذكر أن التحليل الكهربائي ليس أكفأ طريقة للحصول على الهيدروجين ولكنه الطريقة الأكثر سهولة ورخصاً للحصول على الهيدروجين وفي المنزل كذلك.

image002

image003

عنصر الهيدروجين هو أكثر العناصر وفرة في العالم كله. وقد توجه الكثير من الاهتمام إليه في الأعوام الأخيرة فهو يعتبر مصدراً للطاقة الخضراء بالإضافة إلى ان الاعتماد عليه كمصدر للطاقة سوف يمنحنا في المستقبل بيئة نظيفة وخالية من النفط. لذا، فمعرفة المزيد عن هذا الوقود الفعال والمحتمل للمستقبل أمر مهم ومشوق أيضاً.

 

 


مبدأ التحليل الكهربائي للماء

2H2O (l) = 2H2 (g) + O2 (g)

 

كل جزيئة من جزيئات الماء هي في الواقع عبارة عن ذرتين هيدروجين تحمل كل منهما شحنة موجبة، وذرة أوكسيجين تحمل شحنة سالبة (رابطة تساهمية قطبية). ويحدث الارتباط عن طريق المشاركة الإلكترونية بين ذرة الأوكسيجين وذرتي الهيدروجين.

 

image004

وعندما مرور الكهرباء في الماء من خلال قطبين أحدهما يسمى الكاثود وهو القطب السالب والآخر هو الأنود وهو القطب الموجب، يؤدي ذلك إلى تفكك جزيئات الماء إلى أيونات هيدروجين ذات شحنات موجبة وأيونات هيدروكسيل ذات شحنات سالبة.

 

image005

وتتجه الأيونات إلى الأقطاب المخالفة في الشحنة فنشاهد حدوث عمليتين متضادتين عند القطبين:

 

1-  عند الأنود: (القطب الموجب الذي أنجذبت له أيونات الهيدروكسيل السالبة) يحدث فقد للاكترونات السالبة ويتصاعد غاز الأوكسيجين المتعادل O2.

2-  عند الكاثود: (القطب السالب الذي انجذبت له أيونات الهيدروجين الموجبة الشحنة) نجد أيونات الهيدروجين تتعادل شحنتها بان تكتسب الكترونات سالبة الشحنة وتتصاعد على هيئة غاز الهيدروجين المتعادل H2.

والسبب الذي يجعلنا نقول بان هذا التجربة أقل كفاءة من غيرها هو أن جزء من الطاقة الكهربائية يضيع عن طريق تحوله إلى طاقة حرارية أثناء التحليل الكهربائي، إلا ان بعضهم زعموا أن درجة كفائتها من 50% إلى 70%.

image006


الخطوة 2: الأدوات

 

image007

العربية

الأنجليزية

الفرنسية

الكمية

بعض المعلومات

ماء

 

 

ملح

 

 

وعاء

1

لحمل الماء، ومن المحبذ أن يكون نظيفاً حتى تري كل شئ بوضوح

أوعية جمع الغاز – أنبوب أختبار او علبة مياه غازية قديمة

Gas Collecting Containers - A test tube، or an old soda bottle

1 أو 2

تحتاج لإثناناذا كنت ترغب بجمع كلا الغازين الهيدروجين والأوكسيجين

مصدر التيار الكهربائي

Power source

1

يمكنك استخدام محول 12v 1000mA))

أو مجموعة بطاريات9v) ) أو اي مصدر أخر لكن تذكر أنه كلما كان المصدر أكبر كلما تكونت فقاقيع الغاز أسرع.

أقطاب من الجرافيت (اختياري)

Graphite electrodes

2

يمكنك أن تعوضهبسلك عار في الماء، لكنه يتلف سريعاً.  يمكن نزعه من بطارية مصباح (6v)

 


بعض النصائح

 

1.  تمرير الكهرباء خلال الماء يحتمل فيه الخطروة لذا فانت تتحمل المسؤلية كاملة عن هذه المجازفة. يمكنك ارتداء جوارب مطاطية عازلة ليكون الامر أكثر أماناً.

2.   غاز الهيدروجين غاز سريع الاشتعال بدرجة كبيرة ورغم أننا نستعمل كمية آمنة لكن يجب أن تكون حذراً للغاية، فأنت لن تكون سعيداً حين تتطاير شظايا الزجاج !!

3.   فصل عنصري الهيدروجين والأوكسيجين من الماء هي عملية بسيطة للغاية فهي ليست أكثر من وضع سلكين ممتدين من بطارية في الماء ومن ثم مشاهدة الفقاقيع المتصاعدة من الماء، لكننا نريد جمع كل تلك الفقاعات الصغيرة وهو ما يجعل الأمر أكثر تعقيداً بقليل.

 


الخطوة الثالثة: الماء و الملح

 

من المعروف أن الماء ليس بموصل جيد للتيار الكهربائي لذلك قم بإذابة ملح طعام قديم في الماء حتي يتشبع الماء تماماً (حتى لا يقدر على اذابة المزيد) فإذا تبقي اي ملح في القاع فلا ينبغي لك أن تقلق لأنه ليس له أي تأثير على التجربة.

image008

 

املأ الوعاء بالماء الذي يحتوي على الملح الذائب وكذلك املأ أنبوبي جمع الغاز به.

image009

 


الخطوة الرابعة: الخدعة

 

image010

 

في هذه الخطوة عليك أن تقلب انبوبي جمع الغاز على رأسيهما في الوعاء بحيث لا يدخل فيهما أي هواء، ويمكنك فعل ذلك بأن تضع إصبع الابهام على فوهة الأنبوب وتقلبه بسرعة شديدة. واذا دخل بعض الهواء فلا بأس لأن الضرر الوحيد أن الهيدروجين لن يكون نقياً.

 

image011

 


الخطوة الخامسة: الأقطاب

 

شغل مصدر التيار الكهربائي (البطارية) الذي يتصل بالأقطاب، ثم ضع الأقطاب داخل الوعاء. هناك طريقتين للتعرف على القطب الذي يتصاعد عنده غاز الهيروجين، أحدهما أن تنظر إلى الكاثود أو القطب السالب و الأخرى أن توجه عينيك إلى القطب الذي يحتوي على فقاعات أكثر من الغاز.

image012

 

أوقف الآن تشغيل مصدر التيار ثم حاول ان تضع القطب (الذي يتصاعد عنده الهيدروجين) تحت أنبوب جمع الغاز بحيث يثبت كل منهما في ذلك الوضع ( الأنبوب في الأعلى والقطب أسفله)، فإذا تعسر عليك ذلك فثبته في مكانه بواسطة شريط لاصق.

 


الخطوة السادسة: وأخيراً!

 

شغل مصدر التيار الخاص بك، واستمتع بمشاهدة الفقاقيع المتصاعدة من غاز الهيدروجين (وغاز الأوكسيجين اذا أردت). وتذكر أنه كلما كان مصدر التيار الكهربائي أقوى وأكبر كلما أستغرقتالعملية وقتاً أقل.

image013

أنبوب الاختبار الخاص بي يمتلئ في حوالي 5 دقائق. الأقطاب تتأكل إذا لم تستعمل الغرافيت، ولكني لا أعتقد أنها مشكلة خطيرة.

 

شاهد تصاعد الفقاقيع على هذا الفيديو:

 

 


الخطوة السابعة: المزيد من الأفكار

 

عندما يصبح أنبوب جمع الغاز الخاص بك ممتلئا بالغاز، جرب إشعالها بالقداحة، وسوف تسمع أصوات فرقعة ممتعة جداً، أما في حالة الأوكسيجين فلن يحدث أي شئ. شاهد الفرقعة المميزة للهيدروجين على هذا الفيديو:

 

 

بعض الملاحظات:

·        يمكنك أن تحصل على فرقعة أكبر وأقوى وذلك بوضع كلا القطبين تحت انبوب جمع الغاز وبذلك فأنت تملأها بغازي الهيدروجين والأوكسيجين، والهيدروجين يحتاج الأوكسيجين للاشتعال، والنسبة بينهما (2:1) وهي مناسبة جداً من أجل فرقعة مميزة وقوية.

·        البعض يقترح استخدام صودا الخبز بدلاً من ملح الطعام كإلكتروليت.

·        ملح الطعام (NaCl) يمكنة أن ينتج غاز الكلور(Cl2 ) و هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) عندما نعرضه للكهرباء.

·        هناك من يقترح أيضاً استعمال أقطاب من البلاتين بدلاً من الكربون (جرافيت) لأن الجرافيت تتلف وتتآكل، كما أن أقطاب البلاتين رخيصة الثمن.

 


تأليف

 

المؤلف الأصلي: hooloovoo33

ترجمة بتصرف: نهى صلاح عثمان (مصر)

العنوان الإليكتروني: عنوان البريد الإلكتروني هذا محمي من روبوتات السبام. يجب عليك تفعيل الجافاسكربت لرؤيته.

 

  


المراجع

 

http://www.instructables.com/id/Separate-Hydrogen-and-Oxygen-from-Water-Through-El/?ALLSTEPS


 

التعليقات   

 
samer
0 # samer 2016-10-25 03:06
بارك الله بك
رد | رد مع اقتباس | اقتباس | تقرير إلى المدير
 
 
عماد مرعي
+1 # عماد مرعي 2014-01-16 16:46
جزاكم الله خيرا في هذه المعلومات والى الامام
رد | رد مع اقتباس | اقتباس | تقرير إلى المدير
 

أضف تعليق


كود امني
تحديث


Go to top