Електроліз води: що нам про нього відомо

Електроліз води: що нам про нього відомо

Багато хто з нас, напевно, любив експерименти на шкільних уроках хімії. Завжди цікаво спостерігати, як взаємодіють один з одним різні речовини і що виходить в результаті. А таку річ, як електроліз води, деякі експериментатори цілком успішно повторюють вдома. Як відомо, даний процес призводить до виділення кисню і водню. Але як саме все це відбувається? Навіщо взагалі потрібен електроліз води і які його перспективи? Давайте розберемося з цим детальніше.

Як протікає електроліз води

Якщо взяти звичайний блок живлення, під 'єднати до полюсів графітові стрижні і опустити їх у водопровідну воду, то через неї потече постійний струм, в рідині почнуть відбуватися різні електрохімічні реакції. Їх активність безпосередньо залежить від напруги і наявності у воді всіляких солей. Якщо розглядати електроліз води в домашніх умовах з використанням звичайної кухонної солі, то в найбільш спрощеному вигляді, то в ньому можна виділити кілька самостійних процесів.


Електрохімічний процес

Полягає в тому, що на аноді виділяється кисень - і в цьому місці рідина підкисляється, а на катоді - водень - і рідина тут підщілюється. Але це ще не все. Якщо використовувати спеціальні електроди, то електроліз води дозволить отримати на негативному полюсі озон, а на позитивному - перекис водню. У складі прісної (не дистильованої води) завжди є мінеральні солі - хлориди, сульфати, карбонати. Коли відбувається електроліз води, вони також беруть участь у реакціях. Наприклад, коли через воду з розчиненою кухонною сіллю починає проходити постійний струм, на аноді починає утворюватися хлор - і вода тут підкисляється, а на катоді формується гідроокис натрію - і вода підщілюється. Така реакція є швидкоплинною, і хімічні елементи знову починають між собою взаємодіяти. У підсумку незабаром починає з 'являтися гіпохлорит натрію - 2NaOCl. Приблизно те ж саме відбувається з хлоридами калію і кальцію. Як ми бачимо, в результаті розкладання прісної води формується суміш сильних окислювачів: озон, кисень, гіпохлорит натрію і перекис водню.

Електромагнітний процес

Він полягає в тому, що молекули води орієнтуються паралельно руху струму так, що їх воднева частина (зі знаком "+") притягується до катоду, а киснева частина (зі знаком "-") - до аноду. Сила впливу на них настільки сильна, що призводить до ослаблення і часом до розриву водневих зв 'язків. У результаті утворюється атомарний кисень, що впливає на зниження жорсткості води. Він окисляє іони кальцію до окису (Са++ О 'СаО), яка, в свою чергу, з' єднується з водою і утворює відповідний гідрат: СаО + Н2О ^ Са (ОН) 2.

Кавітаційний процес

Схлопування мікроскопічних бульбашок водню і кисню, які виникають завдяки електролізу, відбувається з вивільненням величезної енергії, яка руйнує молекули води, що утворюють їх стінки. У результаті з 'являються іони та атомарні частинки кисню і водню, гідроксили та інші речовини.

Застосування

Електроліз води являє собою величезну практичну цінність для сучасної промисловості. Його часто використовують для очищення води від різних домішок. Також він є простим способом отримання водню. Останній цікавий як можлива альтернатива звичайному паливу. В даний час вчені вивчають плазмовий електроліз води, який набагато ефективніше звичайного. А крім цього, існує теорія, згідно з якою для розкладання "еліксиру життя" можна використовувати особливих бактерій, здатних виробляти невеликий за силою струм. Як бачимо, електроліз води зовсім не такий вже простий, як здається спочатку, і напевно можна очікувати, що подальше його вивчення цілком може призвести до переходу на водневе паливо.