Ako zbierať vodík (s obrázkami)

Vodík je najľahší prvok a má mnoho priemyselných využití vrátane výroby hydrogenovaných tukov na použitie v kuchyni a výroby uhľovodíkov z uhlia. Je základnou súčasťou molekúl vody a možno ho oddeliť pomocou malého množstva elektriny. Plynný vodík môžete vyrobiť aj pomocou niektorých aktívnych kovov a silných kyselín. Obe metódy sú pomerne jednoduché a umožnia vám získať plynný vodík.

Metóda 1 z 2: Použitie vytláčania vody s aktívnymi kovmi


Zhromaždite potrebné materiály. Na získanie vodíka pomocou reakcie zmiešania silnej kyseliny s aktívnym kovom budete potrebovať: Erlenmeyerovu banku, gumovú zátku, plastové hadičky, destilovanú vodu, skúmavky, veľkú nádobu, 3 molárnu kyselinu chlorovodíkovú (HCl) a horčíkové alebo zinkové pelety.[1]

  • Erlenmeyerova banka je sklenená banka, ktorá má kužeľovité dno a valcovité hrdlo.[2]
  • Gumová zátka je určená na vrch banky a musí mať v strede otvor, ktorým prejde hadička.
  • Na tento pokus sa hodí buď horčík, alebo zinok, nepotrebujete obidva.
  • Niektoré z týchto pomôcok bude možno potrebné zakúpiť online alebo v obchode s laboratórnymi potrebami.


Používajte vhodné ochranné pomôcky. Pri práci so silnou kyselinou, ako je kyselina chlorovodíková, sa uistite, že ste prijali správne bezpečnostné opatrenia. Je nevyhnutné nosiť laboratórny plášť, rukavice, uzavretú obuv a ochranu očí.[3]

  • Okuliare by mali obopínať boky vašich očí, aby ich chránili pred postriekaním.
  • Noste rukavice, ktoré vám dobre padnú, aby ste si zachovali dobrú obratnosť rúk a prstov.


Pripravte experimentálnu zostavu. Vložte jeden koniec hadičky do otvoru v gumovej zátke. Chcete, aby skúmavky prechádzali celou gumovou zátkou a mierne vyčnievali z konca. Veľkú nádobu naplňte vodou a voľný koniec skúmavky vložte do vody. Keď sa experiment začne, vložíte do Erlenmeyerovej banky gumovú zátku.[4]

  • Odložte tieto časti bokom, kým ich nebudete pripravení použiť.


Ponorte skúmavku do vody. Vezmite aspoň jednu skúmavku (ak chcete nazbierať viac vodíka, môžete ich použiť viac) a ponorte ju do vody. Nakloňte skúmavku tak, aby mohli uniknúť všetky vzduchové bubliny. Umiestnite skúmavku na hornú časť ponorenej skúmavky pripojenej ku gumovej zátke na opačnom konci.[5]

  • Pred začatím je dôležité, aby ste z hadičky odstránili všetky vzduchové bubliny. Ak nie sú, plyn zhromaždený v skúmavke bude viac ako len vodík.


Do Erlenmeyerovej banky pridajte kyselinu chlorovodíkovú. Pridajte dostatočné množstvo kyseliny chlorovodíkovej, aby sa banka naplnila približne do polovice. Asi 100 ml by malo stačiť. Pred pridaním kyseliny sa uistite, že je banka čistá a suchá. Používajte gumené rukavice a pri plnení banky buďte opatrní.

  • Dávajte pozor, aby ste do kyseliny nevyliali žiadnu vodu. Voda pridaná do kyseliny môže viesť k výbuchu a zraneniu.[6]


Začnite chemickú reakciu pridaním kovových guľôčok do HCl. Do kyseliny chlorovodíkovej v banke pridajte hrsť zinkových alebo horčíkových granúl. Presné množstvo, ktoré vložíte, nie je dôležité, ale malá hrsť by mala stačiť na začatie reakcie.

  • Po pridaní peliet vložte do banky zátku, aby bol systém teraz uzavretý.


Zbierajte vodík do ponorenej skúmavky. Pri reakcii kovu s kyselinou vzniká plynný vodík. Tento vodík sa dostane do hornej časti banky, cez hadičky a do skúmavky ponorenej vo vode. Plyn vytlačí vodu a mali by ste vidieť, ako sa v hornej časti skúmavky vytvorí bublina.[7]

  • Keď sa skúmavka naplní vodíkom, ponorte ďalšiu skúmavku s vodou a umiestnite ju nad skúmavku. Môžete zhromažďovať toľko vodíka, koľko vznikne pri reakcii.
  • Skúmavky držte smerom nadol, aby sa zabránilo úniku plynného vodíka do vzduchu.


Potvrďte, že plyn je vodík. Aby ste potvrdili, že plyn je vodík, môžete urobiť tzv. skúšku s dlahou. Zapáľte zápalku a podržte ju pod skúmavkou. Budete počuť „praskanie“ alebo piskot, čo znamená, že je prítomný vodík.[8]

Metóda 2 z 2:Použitie elektrolýzy


Zhromaždite potrebný materiál. V tomto experimente použijete elektrinu na oddelenie plynného vodíka a kyslíka od molekúl vody. Na zber plynného vodíka pomocou elektrolýzy budete potrebovať 9-voltovú batériu, ceruzku, dve skúmavky, plastovú nádobu, vodu, jedlú sódu, dve veľké gumičky (nepovinné) a svorku na batérie so svorkami na konci.

  • Aby to fungovalo, musí byť v ceruzke grafit. Ideálna je ceruzka číslo 2. Na tento účel sa hodia aj dva malé kúsky grafitu.
  • Stačí malá nádoba alebo miska na potraviny.
  • Uistite sa, že do svorky na batérie sa zmestí 9-voltová batéria a že má na konci červený a čierny vodič s krokosvorkami. Tieto svorky sa použijú na pripojenie vášho systému k batérii.


Odstráňte gumu z ceruzky a prelomte ju na polovicu. Potrebujete dva kúsky grafitu, jeden na kladný koniec batérie a druhý na záporný koniec batérie. Ostrite oba konce každého kúska ceruzky do špičky. Uistite sa, že je grafit dobre odkrytý.

  • Tento krok môžete preskočiť, ak už máte dva kusy čistého grafitu.


Omotajte 2 gumičky okolo nádoby do tvaru X. Tento krok nie je povinný, ale je to jednoduchý spôsob, ako udržať skúmavky na mieste počas pokusu. Natiahnite jednu gumičku na nádobu a natiahnite na ňu druhú gumičku tak, aby sa prekrížila s prvou a vytvorila písmeno X.[9]

  • Ak nepoužijete gumičky, nezabudnite skúmavky zabezpečiť páskou alebo šnúrkou, aby počas experimentu zostali hore nohami.


Pripravte roztok jedlej sódy a vody. Rozpustenie jedlej sódy vo vode pomôže vedeniu elektriny v systéme. Presné množstvo pridanej jedlej sódy nie je dôležité, ale približne 1 čajová lyžička na 1 šálku vody by mala stačiť. Miešajte, kým sa úplne nerozpustí.[10]

  • Na urýchlenie rozpúšťania sódy použite teplú vodu.


Naplňte plastovú nádobu a skúmavky roztokom jedlej sódy. Nádoba musí byť dostatočne veľká, aby sa do nej zmestili obe skúmavky. Pridajte toľko roztoku, aby sa nádoba naplnila asi do troch štvrtín. Ponorte skúmavky do roztoku v nádobe a otočte ich hore dnom. Každú skúmavku umiestnite do kríža gumičky X, aby držala na mieste.[11]

  • Je veľmi dôležité, aby boli obe skúmavky úplne plné vody a aby v nich nezostali žiadne vzduchové bubliny.


Pripevnite krokosvorky ku grafitu. Vyberte jednu svorku zo svorky batérie a pripevnite ju na koniec jednej z ceruziek. Uistite sa, že sa dotýka čo najväčšej časti grafitu. To isté urobte so zvyšnou krokosvorkou a kúskom ceruzky.[12]

  • Jedna ceruzka by mala byť pripojená k červenej svorke a jedna ceruzka k čiernej svorke.


Nezapnutý koniec ceruzky zasuňte do skúmavky. Skúmavku držte úplne ponorenú, mierne ju naklonite, aby ste mohli zasunúť nezapnutý koniec ceruzky do skúmavky. Tento postup zopakujte s druhou ceruzkou a druhou skúmavkou.

  • V tejto chvíli by malo byť všetko pod vodou a v každej skúmavke by mal byť jeden kúsok ceruzky.
  • Koniec svorky, ktorý sa pripevňuje k batérii, držte mimo vody.


Pripevnite svorku na 9-voltovú batériu. Keď je všetko pripravené, môžete použiť elektrický prúd, ktorý dodáva 9-voltová batéria. Koniec klipu na batériu by mal trčať z nádoby, takže batériu jednoducho pripnite na miesto. Po pripojení batérie by ste si mali všimnúť bublinky stúpajúce z konca grafitu a plávajúce k hornej časti každej skúmavky.[13]

  • Ak sa nevytvárajú bublinky, skontrolujte, či sú svorky aligátora pevne pripevnené ku grafitom ceruzky. Skontrolujte tiež, či je batéria úplne nabitá.
  • Skúmavka so záporným vodičom pripojená k ceruzke bude produkovať vodík, zatiaľ čo skúmavka pripojená ku kladnému vodiču batérie bude produkovať kyslík.


Zhromažďujte vodík a kyslík v dvoch skúmavkách, kým nebudete mať v každej skúmavke niekoľko centimetrov plynu. Nezabudnite, že v skúmavke pripojenej k zápornému koncu batérie bude vodík a kyslík bude v skúmavke pripojenej ku kladnému koncu. Vyberte skúmavky z nádoby, jednu po druhej. Nechajte ich hore dnom a nechajte vodu vytiecť. Plyn v trubičkách zostane, aj keď ho nevidíte.


  • Test na prítomnosť vodíka. Prítomnosť vodíka môžete otestovať tak, že škrtnete zápalkou a podržíte plameň pri plyne. Ak je vodíková, vydá veľmi výrazný „piskľavý zvuk“. Namiesto zápalky môžete použiť aj zapálenú sviečku.[14]

    • Ak chcete otestovať prítomnosť kyslíka v skúmavke, ktorá bola pripojená ku kladnej strane zdroja energie, sfúknite zapálenú zápalku (alebo sviečku) a ešte stále žeravý koniec umiestnite pod skúmavku. Ak sa sviečka znovu zapáli, je prítomný kyslík.
  • Odkazy