Příprava vodíku elektrolýzou vody

1         Příprava vodíku elektrolýzou vody

Čas:  15 minut

1.2       Pomůcky a chemikálie

K pokusu použijte elektrolyzér, např. Hofmannův přístroj nebo si sestavte vlastní aparaturu.

Vlastní aparatura: Jako elektrody můžete použít uhlík z vybité ploché baterie. Vodivé dráty se svorkami.

Kádinka, zkumavky, 2 ploché baterie (nebo zdroj stejnosměrného proudu), kahan

voda, roztok H₂SO₄ nebo NaOH (w = 10 %)

1.3       Princip

2 H₂O → 2 H₂ + O₂

Na katodě (záporná elektroda) vzniká vodík, na anodě (kladná elektroda) se vylučuje kyslík.  Objemy plynů jsou v poměru 2:1. Určité množství vzniklého kyslíku se rozpouští ve vodě, tudíž objem vzniklého vodíku se může jevit více než dvojnásobný.

k:   4 H⁺ + 4 e^- → 2 H₂

a:   2 O^2- – 4 e^- → O₂

1.4       Postup

Zkumavky naplňte vodou, upevněte vedle sebe do držáků na stojanu dnem vzhůru, vsuňte pod ně elektrody a to vše umístěte ve velké kádince s vodou. K uhlíkatým elektrodám připojte plochou baterii – zdroj stejnosměrného elektrického proudu o napětí min. 4,5 V. Přidáním zředěné kyseliny sírové či roztoku hydroxidu sodného průběh pokusu urychlíte.

Důkaz vodíku:

Zkumavku po naplnění vodíkem přeneste v poloze dnem vzhůru k plameni kahanu a ústí hned dejte k plameni. Pokud nevnikl do zkumavky vzduch, vodík shoří. Pokud tam vnikl vzduch, projeví se reakce typickým „štěknutím“, tj. reakce třaskavé směsi vodíku s kyslíkem.

Pozorování: V obou zkumavkách vzniká bezbarvý plyn. Porovnejte rozdíl objemů a zdůvodněte, v které zkumavce vzniká vodík a ve které kyslík.

Hofmannův přístroj

1.5       Otázky a úkoly pro žáky

1)      Kolik dm³ vodíku a kyslíku za s.p. vznikne z 32 cm³ vody?