به جرئت میتوان گفت که یکی از بهترین و کاربردیترین آزمایشها، پیش روی شما قرار دارد. آزمایش ساختن هیدروژن، آزمایشی است بسیار هیجان انگیز که کاربردهای فراوانی هم دارد. اما اصلا مگر میشود گاز هیدروژن تولید کرد؟ چرا نشود؟ اگر که واکنشهای شیمیایی مختلف را بلد باشید، قطعا این را نیز متوجه هستید که برای تولید هر چیزی، واکنش به خصوصی وجود دارد. علم شیمی، آنقدر گسترده و بزرگ است که اجازه انجام دادن این واکنشها را به ما میدهد. در این مقاله، آزمایش ساختن هیدروژن را بررسی، و از هیدروژن به دست آمده استفاده میکنیم.
آشنایی با هیدروژن
در اولین بخش از مقاله ساختن هیدروژن، یک سری توضیات و حقایقی در مورد هیدروژن را آماده کردهایم که قابل توجه هستند.
اولین نکته مهم در رابطه با هیدروژن، جایگاه آن در جدول تناوبی عناصر است. این عنصر، در اولین خانه جدول که همان عدد 1 میباشد قرار دارد. پس اتم آن دارای 1 پروتون است و نوترونی ندارد (البته یک سری استثنائات وجود دارد که در این مقاله در موردشان صحبت نمیکنیم). یک نکته قابل توجه دیگر، این است که حدود 10 درصد جرم موجودات زنده را هیدروژن تشکیل میدهد که اغلب در آب بدن موجودات قرار میگیرد. جالب است بدانید که هیدروژن مایع، دارای کمترین چگالی در میان مایعات است؛ و هیدروژن جامد و بلوری کمترین چگالی را نسبت به هر جامد بلوری دیگری دارد. اعتقاد بر این است که هیدروژن یکی از سه عنصر اصلی تولید شده در انفجار بیگ بنگ است. باقی عناصر، هلیوم و لیتیوم هستند. ما بیشتر انرژی سیاره خود را مدیون هیدروژن هستیم. آتشسوزیهای هستهای خورشید، هیدروژن را به هلیوم تبدیل، و مقدار زیادی انرژی آزاد میکنند. یکی از ویژگیهای بسیار بسیار جالب هیدروژن، این است که هم یون مثبت تشکلی میدهد و هم یون منفی. همین مسئله، باعث شده است که هیدروژن در واکنشهای مختلف، عملکردی متفاوت از خود نشان دهد.
چگونه گاز هیدروژن بسازیم
و حالا اصل داستان یعنی ساختن هیدروژن!
وسایل مورد نیاز: آب – لیوان شیشهای – باتری 9 ولتی کتابی – گیره کاغذی – فویل آلومینیومی – محلول هیدروکلریک اسید
مرحله اول
در اولین مرحله از ساختن هیدروژن، یک لیوان شیشهای را با آب تا حدود 4/3 پر کنید. از پلاستیک یا فلز برای این کار خودداری کنید. شما یک جریان الکتریکی را در آب جاری میکنید که میتواند پلاستیکها را ذوب کند. از طرفی، فلز این جریان را هدایت میکند و در صورت لمس ظرف میتواند به شما شوک وارد کند و خطرناک واقع شود.
- اگر برای اولین بار است که آزمایش را انجام میدهید، لطفا از لیوان کوچک استفاده کنید و هیدروژن اضافی تولید نکنید.
- کودکان برای انجام این آزمایش به یک بزرگتر نیاز دارند که با این آزمایش آشنا باشد.
- یک قاشق چایخوری نمک به آب اضافه کنید تا تاثیر آزمایش بیشتر شود.
مرحله دوم آزمایش ساختن هیدروژن
در این مرحله، باید یک منبع تغزیه تهیه کنیم. باتری 9 ولتی کتابی، بهترین انتخاب است. در حالی که تولید هیدروژن در مقیاس بزرگ نیاز به انرژی زیادی دارد، این آزمایش را میتوان با ورودی کمی انجام داد. یک باتری 9 ولتی برای انجام الکترولیز (تقسیم آب به هیدروژن و اکسیژن) کافی است.
- در حالی که باتریها عموما خطرناک نیستند، باید از دستکش لاستیکی استفاده کنید تا دچار شوک نشوید.
- منبع تغذیه قابل حمل برای این آزمایش نیز خوب است. زیرا این آزمایش باید در خارج از خانه یا زیر بخاری انجام شود.
مرحله سوم
یک گیره کاغذ را به هر پایانه باتری وصل کنید. با این کار یک آنُد (گیره کاغذ منفی) و یک کاتُد (گیره کاغذ مثبت) ایجاد میشود. کافی است گیرههای کاغذی را دور پایانههای باتری بپیچید تا محکم شوند.
مرحله چهارم آزمایش ساختن هیدروژن
گیرههای کاغذ را در زیر آب قرار دهید. هنگامی که گیرههای کاغذ را زیر آب قرار میدهید، برق از آند، از طریق آب به سمت کاتد جریان مییابد. حبابهای هیدروژن در آند ایجاد میشود و کاتد، اکسیژن و گاز کلر تولید میکند.
- دقت کنید که احیانا گیرههای کاغذی را به هم تماس ندهید.
مرحله پنجم
به اواسط آزمایش ساختن هیدروژن رسیدهایم. تکههای فویل آلومینیومی را پاره کرده و داخل لیوان یا ظرف دیگری قرار دهید. از ظرفی با در یا درپوش استفاده نکنید، زیرا ممکن است منجر به انفجار شود. نیازی به اندازه گیری دقیق میزان استفاده از آۀومینیوم نیست.
- میتوانید فویل آلومینیومی سه اینچ در سه اینچ را به اندازه انگشت شست خود تکه تکه کنید.
مرحله ششم آزمایش ساختن هیدروژن
این قسمت از آزمایش را خیلی جدی بگیرید تا مشکلی برایتان به وجود نیاید. لیوان را تهویه کنید. این آزمایش را در بیرون از محیط خانه یا زیر دستگاه بخور یا بخاری انجام دهید. گاز هیدروژن به سرعت پراکنده میشود و شدیدا اشتعالپذیر است. تجمع گاز هیدروژن در یک محیط و افزایش گاز اکسیژن، میتواند موجب انفجار شود.
مرحله هفتم
حالا باید محلول هیدروکلریک اسید را اضافه کنید. نیازی به اندازه گیری دقیق مقدار هیدروکلریک اسید استفاده شده نیست. کلر موجود در هیدروکلریک اسید با آلومینیوم واکنش داده و آلومینیوم کلرید را تشکیل میدهد. این امر منجر به تشکیل گاز هیدروژن میشود.
- با حدود دو اونس هیدروکریک اسید شروع کنید و در صورت نیاز مقدار بیشتری اضافه کنید.
مرحله هشتم آزمایش ساختن هیدروژن
در حال نزدیک شدن با پایان آزمایش ساختن هیدروژن هستیم. از یک بادکنک یا بطری برای جمع آوری هیدروژن استفاده کنید. دهانه ظرف جمع آوری (بطری یا بادکنک) را روی دهانه لیوان یا ظرف واکنش خود قرار دهید. چگالی گاز هیدروژن کمتر از هوا است و به داخل ظرف جمع آوری شما حرکت میکند. این روش اغلب برای منفجر کردن یک بالون برای نشان دادن حرکت رو به بالای گاز هیدروژن استفاده میشود، اما هدف ما چیز دیگری است.
مرحله نهم
وقتی هردو گیره کاغذی گاز آزاد میکنند، از جمع آوری هیدروژن خودداری کنید. گاز هیدروژن در صورت تماس با اکسیژن میتواند منفجر شود. اگر الکترولیز انجام میدهید، سعی نکنید هیدروژن را هنگامی که گیرههای کاغذی هنوز گاز ساطع میکنند، جمع آوری کنید. زیرا گازها مخلوطی از هیدروژن و اکسیژن خواهند بود.
مرحله دهم آزمایش ساختن هیدروژن
فقط مقدار کمی جمع آوری کنید. شما نباید حجم بالایی از گاز هیدروژن را جمع آوری یا ذخیره کنید. این کار، یک خطر جدی را برای ایمنی ایجاد میکند و مهار آن دشوار است. شما باید این آزمایش را فقط برای اهداف سرگرمی یا آموزشی انجام دهید.
از آزمایش لذت بردید؟
انجام دادن این آزمایش بسیار جذاب، اگر با رعایت تمامی نکات ایمنی انجام شود، حس بسیار جالبی را به شما القا میکند. به خصوص وقتی که بادکنک را باد میکنید و میتوانید از آن استفاده کنید. امیدواریم که از انجام دادن آزمایش ساختن هیدروژن لذت برده باشید.
نویسنده: عجیب تو جیب
هرگونه کپی برداری از محتوا تنها با ذکر نام “عجیب تو جیب” و “درج لینک دقیق محتوا” در سایت مجاز است و در غیر این صورت و مشاهده آن پیگرد قانونی دارد.
