التحليل الكهربائي للماء. كيف تتم العملية ولماذا هي مطلوبة

من بين العمليات الفيزيائية والكيميائية العديدة التي وجدت تطبيقًا واسعًا ، سواء في الصناعة أو في الحياة اليومية ، التحليل الكهربائي - الاختيار على أسطح الأقطاب الكهربائية المتصلة بمصدر تيار يوضع في محلول أو يذوب ، ومكوناتها (معدن نقي - ألومنيوم ، النحاس والغاز وما إلى ذلك). التثبيت الرئيسي الذي تحدث فيه هذه العملية هو محلل كهربي.

المحلل الكهربائي

ما هو المحلل الكهربائي

المحلل الكهربائي هو تركيب خاص يستخدم لفصل مكوناته عن المحلول أو الذوبان.

الخصائص الرئيسية للمحلل الكهربائي هي:

يتراوح جهد التشغيل لقطب كهربائي واحد من 1.8 إلى 2.0 فولت ؛
القوة الحالية - بالنسبة للمسار الطبيعي لعملية التحليل الكهربائي ، يتم توفير تيار للأقطاب بقيمة هذه الخاصية من 5 إلى 10 أ ؛
عدد الأقطاب الكهربائية - الحد الأدنى لعدد الأقطاب الكهربائية هو 2 ، والحد الأقصى محدود بحجم التركيب نفسه والغرض منه ؛
أبعاد الأقطاب الكهربائية - لا تستخدم قضبان الكربون كأقطاب كهربائية ، ولكن تستخدم الألواح المعدنية ، والتي يتم تحديد حجمها من خلال الغرض من التثبيت ، وخاصية الجهد الحالي للتيار الموفر للألواح ؛
المسافة بين أسطح القطب المشحونة بشكل معاكس - يجب ألا تقل المسافة بين ألواح القطب الكهربائي عن 1.5 مم ؛
مادة القطب - في المحلل الكهربائي الحديث ، تُستخدم ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ مع النيكل كمواد للأنود والكاثود.

ومن الخصائص المهمة الأخرى لمصنع التحليل الكهربائي استخدام المحفزات.

تستخدم هذه التركيبات للأغراض التالية:

الحصول على غاز أوكسي هيدروجين يتكون من خليط من الهيدروجين والأكسجين (غاز براون) ؛
عزل الألومنيوم النقي والمغنيسيوم والزنك من ذوبان الملح ؛
تنقية المياه من الأملاح والشوائب المذابة فيها.
تطبيق طبقة رقيقة من النيكل والزنك التي تمنع التآكل على سطح الأجزاء المعدنية ؛
تطهير المنتجات الغذائية.
تنقية المياه العادمة من الأملاح الذائبة للمعادن الثقيلة والمواد الضارة الأخرى.

مهم! يتم استخدام قطب البلاتين المصنوع من الحديد العادي بشكل أقل في تركيبات التحليل الكهربائي مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ ، لأنه يتأكسد بشكل أسرع ويصبح غير قابل للاستخدام

محلل كهربائي عصامي

يمكن لأي شخص صنع جهاز التحليل الكهربائي بأيديهم. لعملية تجميع التصميم الأكثر شيوعًا ، ستكون هناك حاجة إلى المواد التالية:

ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ (أفضل الخيارات هي AISI 316L الأجنبية أو لدينا 03X16H15M3) ؛
البراغي М6х150 ؛
غسالات وصواميل
أنبوب شفاف - يمكنك استخدام مستوى الروح ، والذي يستخدم لأغراض البناء ؛
عدة تركيبات متعرجة بقطر خارجي 8 مم ؛
حاوية بلاستيكية بحجم 1.5 لتر ؛
مرشح صغير لمياه الصنبور ، على سبيل المثال ، مرشح للغسالات ؛
صمام ماء غير رجعي.

عملية التجميع

اجمع المحلل الكهربائي بيديك وفقًا للإرشادات التالية:

بادئ ذي بدء ، تحتاج إلى تحديد ونشر صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ في مربعات متطابقة. يمكن أن يتم النشر باستخدام طاحونة زاوية (طاحونة زاوية). يجب قطع أحد الزوايا في هذه المربعات بزاوية لتأمين الألواح بشكل صحيح ؛
بعد ذلك ، تحتاج إلى عمل ثقب للمسمار الموجود على جانب اللوحة المقابلة لزاوية قطع المنشار ؛
يجب أن يتم توصيل الألواح بالتناوب: لوحة واحدة على "+" ، واللوحة التالية على "-" وهكذا ؛
يجب أن يكون هناك عازل بين الألواح المشحونة المختلفة ، والذي يعمل كأنبوب من مستوى الروح.يجب تقطيعها إلى حلقات ، والتي يجب قطعها بالطول للحصول على شرائح بسماكة 1 مم. هذه المسافة بين الألواح كافية لتطور غاز جيد أثناء التحليل الكهربائي ؛
يتم تثبيت الألواح معًا باستخدام غسالات على النحو التالي: غسالة توضع على البرغي ، ثم لوحة ، ثم ثلاث غسالات ، بعد صفيحة ، وما إلى ذلك. يتم وضع اللوحات ، المشحونة بشكل إيجابي ، في صورة معكوسة للألواح السالبة الشحنة. هذا يجعل من الممكن منع الحواف المقطوعة من لمس الأقطاب الكهربائية ؛

لوحات محطة التحليل الكهربائي مجمعة معًا

عند تجميع الألواح ، يجب عزلها في نفس الوقت وشد الصواميل ؛
أيضًا ، يجب حلق كل لوحة للتأكد من عدم وجود دائرة كهربائية قصيرة ؛
علاوة على ذلك ، يجب وضع المجموعة بأكملها في صندوق بلاستيكي ؛
بعد ذلك ، يجدر إبراز الأماكن التي تلمس فيها البراغي جدران الحاوية ، حيث تقوم بحفر فتحتين. إذا كانت البراغي لا تتناسب مع الحاوية ، فيجب قطعها بمنشار ؛
ثم يتم شد البراغي بالصواميل والغسالات من أجل إحكام الهيكل ؛

توضع اللوحات في وعاء بلاستيكي

بعد الخطوات التي تم اتخاذها ، ستحتاج إلى عمل ثقوب في غطاء الحاوية وإدخال التركيبات فيها. يمكن ضمان عدم النفاذية في هذه الحالة عن طريق إغلاق المفاصل باستخدام مواد مانعة للتسرب قائمة على السيليكون ؛
يوجد صمام أمان وفلتر في الهيكل عند مخرج الغاز ويعملان كوسيلة للتحكم في التراكم المفرط للغاز الذي يمكن أن يؤدي إلى نتائج سيئة ؛
يتم تجميع وحدة التحليل الكهربائي.

المرحلة الأخيرة هي اختبار يتم إجراؤه بطريقة مماثلة:

ملء الحاوية بالماء حتى علامة البراغي للمثبتات ؛
توصيل الطاقة بالجهاز ؛
اتصال بتركيب الأنبوب ، يتم إنزال الطرف الآخر منه في الماء.

إذا تم تطبيق تيار ضعيف على التثبيت ، فسيكون إطلاق الغاز عبر الأنبوب غير محسوس تقريبًا ، ولكن سيكون من الممكن مشاهدته من داخل المحلل الكهربائي. عن طريق زيادة التيار المتردد ، إضافة محفز قلوي إلى الماء ، يمكن زيادة إنتاجية الغاز بشكل كبير.

يعد المحلل الكهربائي المصنوع ، كقاعدة عامة ، جزءًا مهمًا من العديد من الأجهزة ، على سبيل المثال ، موقد الهيدروجين.

ظهور موقد الهيدروجين ، والذي يعتبر أساسه محلل كهربي عصامي

من خلال معرفة الأنواع والخصائص الرئيسية والجهاز ومبدأ العمل للتركيبات الأيونية ، يمكنك إجراء التجميع الصحيح لهيكل محلي الصنع ، وهو مساعد ممتاز في مجموعة متنوعة من المواقف اليومية: من اللحام وتوفير استهلاك الوقود للسيارات إلى عمل أنظمة التدفئة.

الجهاز ومبدأ العملية

الكاثود والأنود

أبسط محطة للتحليل الكهربائي تتكون من عدة "خلايا" ، كل منها يتضمن:

2 أقطاب لوحة - الكاثود (سلبي) والأنود (موجب) ؛
حشية مطاطية حول محيط قطبين متباينين متجاورين.

تم تجهيز الخلايا الخارجية بأنابيب خاصة يتم من خلالها تصريف الغازات المتصاعدة.

عدة "خلايا" مترابطة من محطة التحليل الكهربائي

يمكن أن يحتوي المحلل الكهربائي من 1 إلى 30-40 أو أكثر من هذه "الخلايا" ، ويتم توصيل اللوحات التي تحمل الاسم نفسه في سلسلة.

مهم! عند استخدام مزودات الطاقة مع التيار المتردد ، يتم استخدام المقومات بشكل إضافي ، وأبسطها هو جسر الصمام الثنائي.

مثل هذا التثبيت يعمل على النحو التالي:

يُسكب الماء المقطر المذاب فيه القلويات أو صودا الخبز العادية في الفراغ بين الأقطاب الكهربائية ؛
يتم توفير جهد 1.8-2.0 فولت من مصدر الطاقة إلى أقطاب جميع خلايا التركيب ؛
نتيجة لعملية التحليل الكهربائي ، تنجذب الأنيونات (أيونات موجبة الشحنة) من مادة مذابة في الماء إلى الكاثود سالب الشحنة ، مما يؤدي إلى تكوين طبقة رقيقة من الصوديوم عليها ؛
يحدث تدمير جزيئات الماء على الأنود الموجب الشحنة ، حيث تتكون كل منها من ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين واحدة ؛
يدخل الغاز المتفجر المنطلق عبر الأنابيب الفرعية إلى الحاوية المخصصة له.

تعتمد شدة عملية التحليل الكهربائي على الجهد وقوة التيار - عند القيم المنخفضة لهذه الخصائص ، لن تستمر العملية. إذا كان مصدر الطاقة يزود تيارًا بقيم عالية جدًا لخاصية الجهد الحالي ، فإن المحلول الذي يتم سكبه في المحلل الكهربائي سيكون ساخنًا جدًا ويغلي بعيدًا.

تصحيح واختبار الجهاز

ثم من الضروري تحديد مكان ملامسة البراغي لجدران الصندوق ، وفي تلك الأماكن ، قم بحفر فتحتين. إذا اتضح ، بدون سبب واضح ، أن البراغي لا تتناسب مع الحاوية ، فيجب عليهم ذلك قطع وشد من أجل ضيق مع المكسرات... أنت الآن بحاجة إلى حفر الغطاء وإدخال الموصلات الملولبة هناك من كلا الجانبين. لضمان عدم النفاذية ، يجب إغلاق المفصل باستخدام مادة مانعة للتسرب من السيليكون.

بعد تجميع المُحَلِّل الكهربائي الخاص بك بيديك ، يجب عليك اختباره. للقيام بذلك ، قم بتوصيل الجهاز بمصدر طاقة ، املأه بالماء إلى البراغي، ضع الغطاء عن طريق توصيل أنبوب بالتركيب وخفض الطرف الآخر من الأنبوب في الماء. إذا كان التيار ضعيفًا ، فسيكون التيار مرئيًا من داخل المحلل الكهربائي.

قم تدريجياً بزيادة التيار في أجهزتك المنزلية الماء المقطر لا يوصل الكهرباء بشكل جيد لأنه لا يحتوي على أملاح أو شوائب. لتحضير المنحل بالكهرباء ، من الضروري إضافة القلويات إلى الماء. للقيام بذلك ، تحتاج إلى تناول هيدروكسيد الصوديوم (الموجود في وسائل تنظيف الأنابيب مثل "الخلد"). هناك حاجة إلى صمام أمان لمنع تراكم كمية مناسبة من الغاز.

من الأفضل استخدام الماء المقطر والصودا كعامل مساعد.
يجب أن تخلط بعضًا من صودا الخبز مع أربعين جزءًا من الماء. من الأفضل أن تكون الجدران على الجانبين مصنوعة من زجاج الأكريليك.
من الأفضل صنع الأقطاب الكهربائية من الفولاذ المقاوم للصدأ. من المنطقي استخدام الذهب للأطباق.
استخدم PVC الشفاف للدعم. يمكن أن يكون حجمها 200 × 160 ملم.
يمكنك استخدام المحلل الكهربائي الخاص بك ، الذي تصنعه بنفسك ، لطهي الطعام ، وللاحتراق الكامل للبنزين في السيارات وفي معظم الحالات.

تستخدم المحلل الكهربائي الجاف بشكل أساسي للآلات. يزيد المولد من قوة محرك الاحتراق. يشتعل الهيدروجين أسرع بكثير من الوقود السائل ، مما يزيد من قوة المكبس. بالإضافة إلى Mole ، يمكنك تناول Mister Muscle ، والصودا الكاوية ، وصودا الخبز.

المولد لا يعمل على مياه الشرب. من الأفضل توصيل الكهرباء على النحو التالي: اللوحة الأولى والأخيرة - ناقص ، وعلى اللوحة في المنتصف - زائد. كلما زادت مساحة الألواح وزاد التيار ، زاد إطلاق الغاز.

أنواع المحلل الكهربائي

لحام البقعة DIY للبطاريات

اعتمادًا على التصميم ومبدأ التشغيل ، هناك 5 أنواع من محطات التحليل الكهربائي.

جاف

تتكون هذه المحلل الكهربائي من أقطاب كهربائية مفصولة بحشيات مطاطية مختومة. غالبًا ما يتم وضع "خلايا" التثبيت في حاوية محكمة الإغلاق.

يتم إزالة الهيدروجين والأكسجين الناتج عن التحليل الكهربائي من خلال أنابيب فرعية خاصة موجودة في نهاية الجسم أو الألواح الخارجية للتركيب.

تدفق

تشتمل تركيبات التحليل الكهربائي من هذا النوع على الأجهزة التالية:

حمام تحليل كهربائي (جسم) به فتحتان ، يتم إدخال إلكتروليت من خلال إحداهما ، ويتم تفريغ الغاز المتفجر الناتج عن التحليل الكهربائي من خلال الثانية ؛
أقطاب لوحة مفصولة بفواصل ؛
خزان به إلكتروليت يقع أعلى الغلاف به أقطاب كهربائية ومتصل بخراطيم الأنابيب الفرعية لحمام التحليل الكهربائي للتركيب وله أنبوب فرعي به صمام غاز في الجزء العلوي.

أثناء تشغيل مثل هذا الجهاز ، يدخل الغاز المتصاعد عبر الأنبوب الفرعي والخرطوم إلى الخزان مع الإلكتروليت ، ويخلق ضغطًا معينًا فيه ، ويترك التثبيت من خلال الصمام الموجود على الأنبوب الفرعي.

غشاء

تتكون خلايا التحليل الكهربائي لهذه التركيبات من قطبين مفصولين بواسطة غشاء رقيق يسمح لمنتجات التحليل الكهربائي بالمرور وفصل الأقطاب الكهربائية عن بعضها البعض.

مصنع التحليل الكهربائي الغشائي

الحجاب الحاجز

تتكون تركيبات التحليل الكهربائي من هذا النوع من دورق على شكل "U" بإدخال قطبين كهربائيين فيه و 2-3 أغشية غير منفذة. تُستخدم أجهزة التحليل الكهربي المماثلة للإنتاج المنفصل للهيدروجين النقي والأكسجين.

قلوي

على عكس النماذج الأخرى من المحلل الكهربائي ، في هذه ، يتم استخدام محلول قلوي كإلكتروليت - صودا كاوية (هيدروكسيد الصوديوم) ، وهو ليس فقط مصدرًا إضافيًا للهيدروجين والأكسجين ، ولكنه أيضًا محفز للتحليل الكهربائي.

دائرة المحلل الكهربائي القلوي

تسمح هذه التركيبات ، على عكس نظائرها من الأنواع الأخرى ، باستخدام أقطاب كهربائية أرخص مصنوعة من الحديد العادي.

قم بعمل المحلل الكهربائي بيديك

بالتأكيد ، أنت على دراية بعملية التحليل الكهربائي من مناهج المدرسة الابتدائية. يحدث هذا عندما يتم وضع قطبين قطبين في الماء تحت التيار للحصول على المعادن أو غير المعادن في شكلها النقي. هناك حاجة إلى المحلل الكهربائي لتحليل جزيئات الماء إلى أكسجين وهيدروجين. المحلل الكهربائي ، كجزء من الآليات العلمية ، يقسم الجزيئات إلى أيونات.

يوجد نوعان من هذا الجهاز:

المحلل الكهربائي الجاف (هذه خلية مغلقة تمامًا) ؛
المحلل الكهربائي الرطب (هذان هما لوحان معدنيان موضوعان في وعاء ماء).

هذا الجهاز بسيط من حيث الجهاز مما يجعله ممكنا استخدم حتى في المنزل... المحلل الكهربائي يقسم شحنات التحليل الكهربائي لذرات الجزيئات إلى ذرات مشحونة.

في حالتنا ، يقسم الماء إلى هيدروجين موجب وأكسجين سالب. للقيام بذلك ، يتطلب الأمر كمية كبيرة من الطاقة ، ولإنتاج كمية أقل من الطاقة المطلوبة ، يتم استخدام محفز.

محلل كهربي لإنتاج الهيدروجين

حساب التأريض

لتجميع أبسط محلل كهربي بيديك ، يمكنك استخدام الرسم الموضح في الشكل.

رسم أبسط محلل كهربائي محلي الصنع

ملحوظة! المحلل الكهربائي هو تركيب خطير نوعًا ما ، حيث يمكن أن يتسبب غاز الأكسجين الهيدروجين المتراكم بكميات كبيرة أثناء التشغيل في حدوث انفجار خطير. لا ينبغي وضع الوحدة بالقرب من مصادر النار المكشوفة وأجهزة التدفئة.

محلل كهربائي للسيارة DIY

لتحسين احتراق الوقود في محرك السيارة ، غالبًا ما يتم تجميع المحلل الكهربي ، والذي يتكون من علبة من بطارية قديمة مع ألواح فولاذية مقاومة للصدأ موضوعة بداخلها ، وفوهة ، إحداهما متصلة بخزان مملوء بالكهرباء ، والثانية هي متصل بخرطوم تزويد الهواء بالمحرك (بتعبير أدق ، مع مموج من مدخل الهواء إلى مرشح الهواء).

يتم تشغيل المحلل الكهربائي المتدفق محلي الصنع من بطارية السيارة باستخدام مرحل ومصهر 10 أمبير.

نصنع جهازًا بأيدينا

يمكن إجراء الجهاز لهذه العملية يدويًا.

لهذا سوف تحتاج:

صفائح من الفولاذ المقاوم للصدأ؛
مسامير M6 × 150 ؛
غسالات.
المكسرات.
أنبوب شفاف
ربط العناصر بخيط على كلا الجانبين ؛
حاوية بلاستيكية سعة لتر ونصف ؛
مصفي مياه؛
فحص الصمام للمياه.

خيار ممتاز للفولاذ المقاوم للصدأ هو AISI 316L من مصنع أجنبي أو 03X16H15M3 من مصنع من بلدنا. ليست هناك حاجة على الإطلاق لشراء الفولاذ المقاوم للصدأ ، يمكنك أن تأخذ القديم. 50 إلى 50 سم تكفيك.

"لماذا تأخذ الفولاذ المقاوم للصدأ نفسه؟" - أنت تسأل. لأن المعدن الأكثر شيوعًا سوف يتآكل. الفولاذ المقاوم للصدأ يتحمل القلويات بشكل أفضل. ينبغي حدد الخطوط العريضة للورقة بطريقة تقسمها إلى 16 مربعًا متشابهًا... يمكنك قصها بجلاخة زاوية. في كل مربع ، قم بقطع إحدى الزوايا.

على الجانب الآخر والزاوية المقابلة ، من الزاوية المنشورة ، قم بحفر ثقب لمسمار يساعد في تثبيت الألواح معًا. لا يتوقف المحلل الكهربائي عن العمل على النحو التالي:تتدفق كهرباء اللوحة إلى اللوحة - ويتحلل الماء إلى أكسجين وهيدروجين. بفضل هذا ، نحتاج إلى لوحة جيدة وسلبية.

يجب توصيل اللوحات بالتناوب: زائد ناقص زائد ناقصوبطريقة مماثلة ، سيكون هناك تيار قوي. لعزل الصفائح واحدة من واحدة ، يتم استخدام أنبوب. حلقة مقطوعة من المستوى. عن طريق قصها ، نحصل على شريط بسماكة ملليمتر. هذه المسافة هي الأصح لصنع الغاز.

ترتبط الألواح ببعضها البعض: نضع الغسالة على الترباس ، ثم صفيحة وثلاث غسالات ، ثم صفيحة مرة أخرى ، وهكذا. على موجب وناقص ، يجب زرع ثماني لوحات. إذا تم كل شيء بشكل صحيح ، فلن تلمس قطع الألواح الأقطاب الكهربائية.

ثم تحتاج إلى شد الصواميل وعزل الألواح. ثم نضع الهيكل في وعاء بلاستيكي.

نظرة عامة على مصنعي المحلل الكهربائي

المنتجون الرئيسيون للمحللات الكهربائية هم شركات محلية (RUSAL ، NPF RutTech ، JSC Uralkhimmash) ، بالإضافة إلى منافسيهم الأجانب - Teledyne Energy Systems ، Inc (الولايات المتحدة الأمريكية) ، Hydrogenics Corp. (بلجيكا).

وبالتالي ، فإن المحلل الكهربائي عبارة عن تركيب بسيط وغني بالميزات يستخدم لإنتاج غاز الأكسجين الهيدروجين ، والذي من المخطط استخدامه في المستقبل كوقود لمحركات الاحتراق الداخلي وغلايات التدفئة.

افعل ذلك بنفسك التحليل الكهربائي في المنزل

عندما كنت صغيرًا ، كنت أرغب دائمًا في القيام بشيء ما بنفسي ، بيدي. لكن الآباء (والأشخاص المقربين الآخرين) في معظم الحالات لم يسمحوا بذلك. ولم أر في ذلك الوقت (وحتى الآن لا أرى) شيئًا سيئًا عندما يريد الأطفال الصغار التعلم ؟؟

بالطبع لم أكتب هذا المقال من أجل تذكر تجارب الطفولة في الرغبة في بدء التعليم الذاتي. فقط عن طريق الصدفة ، عندما كنت أتصفح الإنترنت ، صادفت سؤالًا من هذا النوع. سأل بعض الفتى الصغير أسئلة حول كيفية إجراء التحليل الكهربائي في المنزل. صحيح لم أجبه لأن هذا الفتى أراد تحليل الخليط المشبوه بشكل مؤلم ؟؟ قررت أنني لن أقول المزيد من الخطيئة ، دعوني أنظر في الكتب بنفسي. لكن منذ وقت ليس ببعيد ، تجولت مرة أخرى في المنتديات ، ورأيت سؤالًا مشابهًا من مدرس في مدرسة كيمياء. إذا حكمنا من خلال الوصف ، فإن مدرسته فقيرة جدًا لدرجة أنها لا تستطيع (لا تريد) شراء محلل كهربي مقابل 300 روبل. لذلك ساعدته. بالنسبة لأولئك الذين لديهم فضول بشأن هذا النوع من المنتجات محلية الصنع ، أنشر هذا المقال على الموقع.

في الواقع ، فإن عملية الإنتاج واستخدام البليت الذاتي بدائي للغاية. لكني سأخبرك عن السلامة أولاً وقبل كل شيء ، وعن التصنيع - في الثانية. والنقطة هي أننا نتحدث عن محلل كهربي مظاهرة ، وليس عن منشأة صناعية. بفضل هذا ، من أجل السلامة ، سيكون من الجيد تشغيلها ليس من الشبكة ، ولكن من بطاريات AA أو من بطارية. وبطبيعة الحال ، كلما زاد الجهد ، زادت سرعة عملية التحليل الكهربائي. ومع ذلك ، بالنسبة للمراقبة البصرية لفقاعات الغاز ، فهذا أمر جيد يكفي 6 فولت، ولكن 220 بالفعل مبالغ فيها. مع مثل هذا الجهد ، الماء ، على سبيل المثال ، سوف يغلي بشكل أسرع ، وهذا ليس آمنًا جدًا ... حسنًا ، أعتقد أنك اكتشفت التوتر؟

الآن دعنا نتحدث عن أين وتحت أي ظروف سنختبر. أول شيء يجب أن يكون إما مساحة خالية أو غرفة جيدة التهوية. على الرغم من أنني فعلت كل شيء في شقة بنوافذ مغلقة ولا شيء مثل؟ ثانيًا ، من الأفضل إجراء التجربة على طاولة جيدة. كلمة "جيد" تعني أن الطاولة يجب أن تكون مستقرة ، وثقيلة ، وصلبة ومثبتة على سطح الأرض. في هذه الحالة ، يجب أن يكون غطاء الطاولة مقاومًا للمواد العدوانية. بالمناسبة ، البلاط من البلاط مثالي لهذا (على الرغم من أنه ليس كل شيء ، لسوء الحظ). سيكون جدول مثل هذا مفيدًا ليس فقط لهذه التجربة. ومع ذلك ، فعلت كل شيء على كرسي عادي ؟؟ ثالثًا ، أثناء التجربة ، لا تحتاج إلى نقل مصدر الطاقة (في حالتي ، البطاريات). بفضل هذا ، من أجل الموثوقية ، من الأفضل وضعها على الفور على الطاولة وإصلاحها حتى لا تتزحزح. صدقوني ، هذا أكثر ملاءمة من إمساكهم بيديك بانتظام. لقد قمت ببساطة بربط البطاريات الخاصة بي بشريط كهربائي بأول جسم صلب رأيته. رابعًا ، الأطباق التي سنجربها ، دعها تكون صغيرة. زجاج بسيط يناسب أو زجاج طلقة. بالمناسبة ، هذه هي الطريقة المثلى لاستخدام النظارات في المنزل ، بدلاً من سكب الكحول فيها مع مزيد من الاستخدام ...

حسنًا ، دعنا الآن ننتقل تحديدًا إلى الجهاز. تم تقديمه في الشكل ، ولكن في الوقت الحالي سأشرح بإيجاز ماذا وماذا.

نحتاج أن نأخذ قلم رصاص بسيط ونزيل الشجرة منه بسكين عادي ونخرج رصاصة كاملة من قلم الرصاص. ومع ذلك ، يمكنك أخذ زمام المبادرة من قلم رصاص ميكانيكي. ولكن هناك نوعان من الصعوبات في آن واحد. الأول هو المعتاد. الرصاص من قلم رصاص ميكانيكي رقيق جدًا ، وهذا ببساطة غير مناسب بالنسبة لنا للتجربة البصرية. الصعوبة الثانية هي بعض التكوين غير المفهوم للألواح الحالية. يبدو أنها ليست مصنوعة من الجرافيت ، ولكن من شيء آخر. بشكل عام ، تجربتي مع مثل هذا "الرصاص" لم تكن ناجحة على الإطلاق ، حتى عند جهد 24 فولت. بفضل هذا ، كنت بحاجة إلى اختيار قلم رصاص خشبي بسيط. سيكون قضيب الجرافيت الناتج بمثابة قطب كهربائي بالنسبة لنا. كما يمكنك أن تتخيل ، نحتاج إلى قطبين. بفضل هذا ، نذهب لاختيار القلم الثاني ، أو ببساطة نكسر القضيب الموجود إلى قسمين. لقد فعلت هذا بالفعل.

مع أي سلك في متناول اليد ، نقوم بلف أول قطب كهربائي (مع أحد طرفي السلك) ، ونقوم بتوصيل هذا السلك بطرف مصدر الطاقة (مع الطرف الآخر). ثم نأخذ الصدارة الثانية ونفعل الشيء نفسه معها. لهذا ، بناءً على هذا ، نحتاج إلى سلك ثانٍ. لكن في هذه الحالة ، نقوم بتوصيل هذا السلك بمصدر الطاقة الإضافي. إذا كنت تواجه مشكلات في توصيل قضيب الجرافيت الهش بالسلك ، فيمكنك استخدام الأدوات الموجودة في متناول اليد ، مثل الشريط اللاصق أو الشريط اللاصق. إذا لم ينجح الأمر في لف طرف الجرافيت بالسلك نفسه ، ولم يوفر الشريط أو الشريط العازل تلامسًا محكمًا ، فحاول لصق الرصاص بغراء موصل. إذا لم يكن لديك هذا ، فقم على الأقل بربط السلك بالسلك بخيط. لا داعي للخوف ، لن يحترق الخيط من هذا التوتر ؟؟

بالنسبة لأولئك الذين لا يعرفون شيئًا عن البطاريات والقواعد البسيطة لتوصيلها ، سأشرح قليلاً. تنتج البطارية من نوع الإصبع جهدًا كهربائيًا قدره 1.5 فولت. في الصورة لدي بطاريتان متشابهتان. علاوة على ذلك ، فهم متصلون تدريجيا - واحدًا تلو الآخر ، وليس بالتوازي. مع اتصال (تسلسلي) مشابه ، سيتم تلخيص الجهد النهائي من جهد كل بطارية ، أي أنه بالنسبة لي 1.5 + 1.5 = 3.0 فولت ، وهذا أقل من 6 فولت المذكورة سابقًا. لكنني كنت كسولًا جدًا لدرجة أنني لم أتمكن من شراء المزيد من البطاريات. فالمبدأ أنت و لذا يجب أن تكون واضحا ؟؟

لنبدأ التجربة. على سبيل المثال ، سنقتصر على التحليل الكهربائي للماء.أولاً ، يسهل الوصول إليه (آمل ألا يعيش قارئ هذا المقال في الصحراء) ، وثانيًا ، فهو غير ضار. علاوة على ذلك ، سأوضح كيف باستخدام نفس الجهاز (المحلل الكهربائي) مع نفس المادة (الماء) لأداء اثنين مختلف خبرة. أعتقد أن لديك ما يكفي من الخيال للتوصل إلى مجموعة من التجارب المماثلة مع مواد أخرى ؟؟ بشكل عام ، ماء الصنبور مناسب لنا. لكني أوصي بإضافة القليل منه والملح. قليلا - هذا يعني قرصة صغيرة ، وليس ملعقة حلوى كاملة. هذا مهم! قلّب الملح جيدًا حتى يذوب. لذا ، فإن الماء ، كونه عازلًا في حالة نقية ، سيوصل الكهرباء بشكل مثالي. في بداية التجربة ، امسح الطاولة من الرطوبة المحتملة ، ثم ضع مصدر الطاقة وكوبًا من الماء عليها.

نخفض كلا القطبين الموجودين تحت الجهد الكهربائي في الماء. في الوقت نفسه ، تأكد من غمر الجرافيت فقط في الماء ، ويجب ألا يلمس السلك نفسه الماء. قد تتأخر بداية التجربة. يعتمد الوقت على العديد من المؤشرات: على تكوين الماء ، ونوعية الأسلاك ، وجودة الجرافيت ، وبالطبع جهد مصدر الطاقة. تأخرت بداية ردة فعلي لبضع ثوان. يبدأ الأكسجين في التطور على القطب الكهربائي الذي كان متصلاً مع البطاريات الإضافية. سيتم إطلاق الهيدروجين على القطب المتصل بالناقص. وتجدر الإشارة إلى أن هناك المزيد من فقاعات الهيدروجين. تلتصق الفقاعات الصغيرة جدًا حول جزء الجرافيت المغمور في الماء. ثم تبدأ بعض الفقاعات في الطفو.

القطب في بداية التجربة. لا توجد فقاعات غاز بعد. تشكلت فقاعات الهيدروجين على القطب المتصل بالقطب السالب للبطاريات

ما هي التجارب الأخرى التي يمكن أن توجد؟ إذا كنت قد لعبت بالفعل ما يكفي من الهيدروجين والأكسجين ، ننتقل إلى تجربة أخرى. إنه أكثر إثارة للاهتمام ، خاصة بالنسبة للباحثين المنزليين. من المثير للاهتمام أنه ليس من الممكن رؤيته فقط ، ولكن أيضًا شمه. في التجربة السابقة ، تلقينا الأكسجين والهيدروجين ، والتي ، في رأيي ، ليست مذهلة للغاية. وفي تجربة أخرى ، حصلنا على مادتين (بالمناسبة ، مفيدان في الحياة اليومية). في بداية التجربة ، أوقف التجربة السابقة وجفف الأقطاب الكهربائية. خذ الآن ملح الطعام (الذي تستخدمه عادة في غرفة المطبخ) وقم بإذابه في كتلة الماء. في هذه الحالة ، ليست كمية صغيرة. في الواقع ، كمية مناسبة من الملح هي الشيء الوحيد الذي يجعل التجربة الثانية مختلفة عن الأولى. بعد إذابة الملح ، يمكنك تكرار التجربة على الفور. الآن يحدث رد فعل مختلف. على قطب كهربائي جيد ، لا يتم إطلاق الأكسجين الآن ، بل الكلور. وعلى الجانب السلبي ، يتم إطلاق الهيدروجين أيضًا. بالنسبة للزجاج الذي يوجد فيه محلول الملح ، يبقى هيدروكسيد الصوديوم فيه بعد التحليل الكهربائي لفترة طويلة. هذه هي الصودا الكاوية المألوفة ، القلوية.

الكلور ، ستتمكن من شمه. ولكن للحصول على أفضل تأثير ، أوصي بأخذ جهد لا يقل عن 12 فولت ، وإلا ، فقد لا تشعر بالرائحة. يمكن التحقق من وجود القلويات (بعد تحليل كهربائي طويل جدًا) في الزجاج بعدة طرق. أبسط وأعنف أن تضع يدك في الكأس. تقول فأل عرقي أنه إذا بدأ الإحساس بالحرقان ، فهناك قلوي في الزجاج. الطريقة الأكثر ذكاءً وتميزًا هي الاختبار الحقيقي. إذا كانت مدرستك فقيرة جدًا لدرجة أنها لا تستطيع حتى الحصول على عباد الشمس ، فستساعدك المؤشرات الموجودة في متناول اليد. واحد من هؤلاء ، كما يقولون ، يمكن أن يكون بمثابة قطرة من عصير البنجر ؟؟ لكن من الممكن تمامًا تقطير القليل من الدهون في المحلول. بقدر ما أعرف ، يجب أن يتم التصبن.

بالنسبة للفضوليين للغاية ، سوف أصف ما حدث بالفعل أثناء التجارب. في التجربة الأولى ، تحت تأثير التيار الكهربائي ، حدث تفاعل مماثل: 2 H2O >>> 2 H2 + O2 كلا الغازين يطفو بشكل طبيعي من الماء إلى السطح. بالمناسبة ، يمكن احتجاز الغازات العائمة. هل ستكون قادرًا على القيام بذلك بنفسك؟

في تجربة أخرى ، كان رد الفعل مختلفًا تمامًا.بدأ أيضًا بواسطة تيار كهربائي ، ولكن الآن ليس فقط الماء ، ولكن أيضًا الملح يعمل كواشف: 4H2O + 4NaCl >>> 4NaOH + 2H2 + 2Cl2 ضع في اعتبارك أن التفاعل يجب أن يحدث في فائض من الماء. لمعرفة كمية الملح التي تعتبر الأكبر ، يمكنك حسابها من التفاعل أعلاه. يمكنك أيضًا التفكير في كيفية تحسين الجهاز أو التجارب الأخرى التي يمكن إجراؤها. في الواقع ، من الممكن الحصول على هيبوكلوريت الصوديوم عن طريق التحليل الكهربائي. في الظروف المختبرية ، في معظم الحالات ، يتم الحصول عليها عن طريق تمرير الكلور الغازي عبر محلول هيدروكسيد الصوديوم.