Багато з нас напевно любили експерименти, що проводяться 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 будинку. 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 в водопровідну воду, то через неї потече постійний струм, в рідини 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 самому спрощеному вигляді, то в ньому можна виділити декілька самостійних процесів.
електрохімічний процес
Полягає в тому, що на аноді виділяється кисень - і в цьому місці рідина подкисляется, а на катоді - водень - і рідина тут подщелачивают. 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 в реакціях. Наприклад, коли через воду з розчиненою кухонною сіллю починає проходити постійний струм, на аноді починає утворюватися хлор - і вода тут подкисляется, а на катоді формується гідроокис натрію - і вода подщелачивают. Така реакція є швидкоплинною, і з`явилися хімічні елементи знову починають між собою взаємодіяти. В результаті 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 «+») притягається до катода, а киснева частина (зі знаком «-») - до анода. Сила впливу на них настільки сильна, що призводить до ослаблення і часом до розриву водневих зв`язків. В результаті утворюється атомарний кисень, що впливає на зниження жорсткості води. Він окисляє іони кальцію до окису (Са+ + Про - СаО), яка, в свою чергу, з`єднується з водою і утворює відповідний гідрат: СаО + Н2Про - 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. В результаті з`являються іони і 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 звичайного палива. В даний час вчені вивчають плазмовий електроліз води, який набагато ефективніше, ніж звичайно. 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 так вже простий, як здається спочатку, і напевно можна очікувати, що подальше його вивчення цілком може привести до переходу на водневе паливо.
