Ինչպես ջուր պատրաստել ջրածնից և թթվածնից

Տեսականորեն ջուր ստանալու համար բավական է ջրածինը և թթվածինը խառնել և առաջացնել դրանք այրելու համար: Այնուամենայնիվ, դա պարզ կամ գործնական խնդիր չէ և զգուշություն է պահանջում, քանի որ այս երկու տարրերի հետ վարվելը կարող է շատ վտանգավոր լինել:

Ջուր

Ջուրը (H 2 O) կարևոր է կյանքի համար և ունի յուրահատուկ հատկություններ, որոնք այն դարձնում են շատ առանձնահատուկ և գնահատված նյութ: Նրա քիմիական բանաձևը H2O է, ինչը նշանակում է, որ այն կազմված է թթվածնի մեկ ատոմից՝ կապված երկու ջրածնի ատոմների հետ։ Ջրի մոլեկուլը բևեռային է, այսինքն՝ մի կողմից դրական էլեկտրական լիցք ունի, մյուս կողմից՝ բացասական։ Դրա պատճառով նրա մոլեկուլները հակված են միմյանց կպչելուն: Բացի այդ, ջուրն ունի հետևյալ բնութագրերը.

• Դա միակ նյութն է, որը բնականաբար մեր մոլորակի վրա կարելի է գտնել նյութի երեք վիճակներում՝ հեղուկ, պինդ և գազային:
• Այն չունի գույն, համ և հոտ:
• Մաքուր ջուրն ունի չեզոք pH 7, ինչը նշանակում է, որ այն ոչ թթվային է, ոչ հիմնային, այլ ավելի շուտ չեզոք:
• Նրա եռման կետը ծովի մակարդակում 100°C է, իսկ սառեցմանը՝ 0°C։
• Նրա հատկություններից առանձնանում է ջերմությունը կլանելու և նյութերի ամենամեծ քանակությունը լուծելու հատկությունը։

Ավելի լավ հասկանալու համար, թե արդյոք կարելի է ջուր պատրաստել, թե ոչ, անհրաժեշտ է իմանալ դրա բաղադրիչների որոշ հատկություններ:

Թթվածնի բնութագրերը

Թթվածինը անգույն և առանց հոտի գազ է, որը ջրի, օդի, կենդանի էակների և մեզ շրջապատող գրեթե ամեն ինչի մի մասն է: Նրա քիմիական խորհրդանիշն է O: Այն ոչ մետաղական է և խիստ ռեակտիվ, միացություններ է կազմում տարրերի մեծ մասի հետ, բացառությամբ հելիումի և նեոնի:

Թթվածինը նաև ուժեղ օքսիդացնող նյութ է և բոլոր տարրերից երկրորդ ամենաէլեկտրբացասականը ֆտորից հետո: Բնության մեջ տարրական թթվածինը արտադրվում է բույսերի, ջրիմուռների և ցիանոբակտերիաների կողմից։ Այն էական տարր է բջջային շնչառության և այրման համար:

Ջրածնի բնութագրերը

Ջրածինը պարբերական աղյուսակի ամենապարզ մոլեկուլային կառուցվածք ունեցող քիմիական տարրն է։ Իր առանձնահատուկ հատկությունների պատճառով այն որևէ խմբի մաս չէ: Դյուրավառ, անգույն և առանց հոտի գազ է։ Այն նաև ոչ մետաղական տարր է և ջրի մեջ լուծելի չէ։

Ջրածինը համարվում է ամենաառատ քիմիական տարրը, քանի որ այն կազմում է տիեզերքի նյութի 75%-ը: Իր բնական վիճակում այն ​​բավականին հազվադեպ է Երկրի վրա և արտադրվում է արդյունաբերական ճանապարհով ածխաջրածիններից, ինչպիսին է մեթանը: Այն կարելի է ստանալ նաև ջրից՝ էլեկտրոլիզի գործընթացի միջոցով։

ինչպես կարող ես ջուր պատրաստել

Ջրի կարիքը երաշտի ժամանակաշրջաններում, անապատային վայրերում կամ այն ​​վայրերում, որտեղ մոտակայքում չկա խմելու ջրի աղբյուր, ստիպում է դիտարկել ջրի պատրաստման հնարավորությունը։

Ջուր պատրաստելն առաջին հայացքից պարզ է թվում, քանի որ այն բաղկացած է միայն երկու տարրից՝ թթվածնից և ջրածնից, որոնք նույնպես շատ տարածված են։

Տեսականորեն հնարավոր է ջուր ստեղծել, եթե երկու գազերն էլ խառնվեն, և բավարար ջերմություն ապահովվի այս տարրերի միջև քիմիական ռեակցիան սկսելու համար:

Ջրի մոլեկուլն առաջանում է այն կազմող տարրերի՝ ջրածնի (H) և թթվածնի (O) այրումից։ Այս ռեակցիան ներկայացված է հետևյալ կերպ.

2H 2 + O 2 → 2H 2 O + էներգիա

Այնուամենայնիվ, գործնականում այս երկու տարրերի խառնուրդը չի կարող առաջանալ սենյակային ջերմաստիճանում, քանի որ ջրածնի և թթվածնի մոլեկուլները ինքնաբերաբար ջուր չեն առաջացնում: Ջուր ձևավորելու համար պետք է բավականաչափ էներգիա մատակարարվի՝ կոտրելու կովալենտային կապերը, որոնք միասին պահում են ջրածնի և թթվածնի մոլեկուլները։ Այս կերպ քիմիական կապերը կարող են վերադասավորվել՝ ջուր արտադրելու համար։ Բայց այս ռեակցիան էկզոթերմիկ է, այսինքն՝ ջերմություն է արձակում և նաև պայթյուն է առաջացնում։

Ինչու՞ է դժվար ջուր պատրաստել:

Ջրածնի և թթվածնի ռեակցիան հիմնականում ջրածնի այրումն է։ Եվ ահա երկու կարևոր կետ պետք է հիշել. ջրածինը շատ դյուրավառ է, իսկ թթվածինը վառելիք է տալիս այրմանը: Հետեւաբար, որպեսզի թթվածնի եւ ջրածնի միջեւ քիմիական ռեակցիա տեղի ունենա եւ ջուր առաջանա, անհրաժեշտ է էներգիա մատակարարել եւ արդյունքում պայթյուն է տեղի ունենում։ Սա կարող է ճակատագրական հետեւանքներ ունենալ։

Այդ պատճառով ջուրը ցուցադրական նպատակներով ստեղծվում է փոքր քանակությամբ և վերահսկվող միջավայրերում, ինչպիսիք են լաբորատորիաները: Մեծ քանակությամբ ջրի արտադրությունը բազմաթիվ ռիսկեր է պարունակում։ Բացի այդ, ռեակցիան առաջացնելու համար ջրածին և թթվածին ստանալը շատ ավելի թանկ է, քան այլ մեթոդներով ջուր ստեղծելը, ինչպիսիք են ջրի գոլորշիների խտացումը, աղտոտված ջրի մաքրումը կամ ծովի ջրի աղազրկելը:

փորձեր ջուր պատրաստելու համար

Առաջին գիտնականներից մեկը, ով հետաքրքրված էր խորությամբ իմանալով, թե ինչպես է տեղի ունենում ջրածնի և թթվածնի արձագանքը ջրի ձևավորման համար, ֆրանսիացի քիմիկոս Անտուան ​​Լորան Լավուազեն էր: Դրա համար նա ստեղծել է մի սարք, որը ջրածնից և թթվածնից ջուր է ստեղծում և կարող է դիտարկել ռեակցիան: Հիմնականում օգտագործվել է երկու զանգ՝ մեկը ջրածնի, մյուսը՝ թթվածնի համար, և մեխանիզմի միջոցով սկսվել է այրման ռեակցիան։

Լավուազեի փորձը ջուր արտադրելու համար

Այս փորձի միջոցով Լավուազյեն բացահայտեց թթվածնի կարևոր դերը ջրածնի այրման մեջ՝ առաջացնելով ջուր։ Բացի այդ, դա նրան թույլ տվեց ցույց տալ, որ գազը պետք է զանգված ունենա այրման համար, և այդ զանգվածը պահպանվում է ռեակցիայից հետո: Բացի այդ, ջրածնի և թթվածնի արձագանքը ջրի առաջացմանը օգնեց նրան ուսումնասիրել օքսիդացման ռեակցիաները։

փորձ 1

Ջուր պատրաստելու ամենապարզ փորձերից մեկը տարայի մեջ թթվածին և ջրածին լցնելն ու միացնելն է:

Դա պետք է արվի վերահսկվող եղանակով, նախընտրելի է լաբորատորիայում և հոգ տանելով թթվածնի և ջրածնի հետ: Յուրաքանչյուր տարրից խորհուրդ է տրվում օգտագործել փոքր քանակությամբ: Առաջարկվում է նաև օգտագործել ջերմակայուն տարա և ցանկալի է՝ չկոտրվող նյութից:

փորձ 2

Մեկ այլ տարածված քիմիական փորձ է փոքր փուչիկը ջրածնով և թթվածնով լցնելը: Պետք է պաշտպանիչ վահան դնել, իսկ հեռվից դիպչել օդապարիկին այրվող ձողով։

Մեկ այլ տարբերակ՝ օդապարիկը ջրածնով լցնելն ու օդում բռնկելն է։ Օդի թթվածինը արձագանքելու է՝ առաջացնելով ջուր, բայց ռեակցիան ավելի վերահսկելի կլինի։

Մատենագիտություն

• Սաքսենա, Ս.Կ.; VK Chhibber, VK Ջուրն իր քիմիայով . (2020): Իսպանիա. Իսպանական ակադեմիական խմբագրական.
• Մորենո Ռոդրիգես, Ջեյ. Մորենո Ռձ, Ա. Մորենո Ռդզ, Լոս Անջելեսի Քիմիան գործողության մեջ . Ընդհանուր քիմիայի փորձեր . (2018). Իսպանիա. Իսպանական ակադեմիական խմբագրական.