Was ist der Prozess der Wasserelektrolyse?

1. Elektrolyse von Wasser: Öffnen Sie die aktiven Stopfen an den graduierten Glasröhrchen auf beiden Seiten des Hoffman-Elektrolyseurs und gießen Sie eine verdünnte Schwefelsäurelösung mit einer Konzentration von 1:8 in den kugelförmigen Trichter. Wenn die Flüssigkeit in den beiden Messröhrchen zu den Kolben steigt, verlangsamt sich die Gießgeschwindigkeit, sodass der Flüssigkeitsspiegel die beiden Kolben leicht übersteigt. Schließen Sie den Kolben, legen Sie einen dünn gerollten Filterpapierstreifen in das Glasrohr am Kolben, saugen Sie die Flüssigkeit ab, die über den Kolben hinausragt, und installieren Sie dann die Geräte zum Nachweis von Wasserstoff bzw. Sauerstoff. Ein elektrischer Schlüssel ist in Reihe mit den Drähten der beiden Elektroden geschaltet und an eine 18-Volt-Gleichstromversorgung angeschlossen. Nach der Aktivierung erscheinen an den beiden Polen zahlreiche Blasen. Nach 4 bis 5 Minuten können sich im Kathodenrohr etwa 10 ml Wasserstoff und im Anodenrohr etwa 5 ml Sauerstoff ansammeln.
Theoretisch sollte die Menge an erzeugtem Wasserstoff nach der Wasserelektrolyse doppelt so groß sein wie die von Sauerstoff. Da die Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser etwas größer ist als die von Wasserstoff und es zu Nebenreaktionen an der Elektrode kommt, ist das erhaltene Sauerstoffvolumen im Allgemeinen immer kleiner als der theoretische Wert. Um den Fehler zu reduzieren, wird der Strom häufig für einen bestimmten Zeitraum eingeschaltet, damit sich der zersetzte Sauerstoff in der Flüssigkeit auf der Anodenseite auflösen und diese sättigen kann. Anschließend wird das in den beiden Rohren angesammelte Gas freigesetzt und neu eingestellt bevor Sie das Experiment durchführen.
2. Synthese von Wasser: Füllen Sie zunächst das Messrohr mit Wasser, drehen Sie es um und stellen Sie es so in das Waschbecken, dass das offene Ende etwa 3 cm unter der Wasseroberfläche liegt. Verwenden Sie die Entwässerungsmethode, um zunächst 6 ml Sauerstoff und dann 6 ml Wasserstoff einzuführen, um die beiden vollständig zu vermischen. Verbinden Sie dann die beiden Platindrähte mit dem geschlossenen Ende außerhalb der Röhre mit der Induktionsspule und der 6-8 Volt-Gleichstromversorgung.
Mit einem elektrischen Schlüssel wird der Stromkreis geschlossen und zwischen den Platindrähten in der Röhre entsteht ein elektrischer Funke. Gleichzeitig explodiert das Mischgas aus Wasserstoff und Sauerstoff, wodurch das gesamte Gerät stark vibriert. Während der Explosion sank der Wasserstand im Rohr plötzlich und stieg dann schnell wieder auf ein Viertel seines ursprünglichen Volumens an. Es zeigt, dass 3 Volumina von 4 Volumina Mischgas wirksam sind.
Die Funktionsweise des Wassersynthesizers, bestehend aus einem Glasrohr und einem Gummistopfen mit Elektroden, ist grundsätzlich dieselbe wie oben, mit der Ausnahme, dass die Induktionsspule nicht benötigt wird. Verbinden Sie die beiden Kupferdrahtringe am Gummistecker mit der 6-V-Gleichstromversorgung bzw. dem Elektroschlüssel. Beim Schließen des Stromkreises brennt der Wolframdraht im Rohr sofort durch und die erzeugten Funken führen zur Explosion des Wasserstoff-Sauerstoff-Mischgases. Dadurch wird das Gas im Rohr auf 1/4 seines ursprünglichen Volumens reduziert.