het maken van water uit waterstof en zuurstof is zo eenvoudig als het mengen van waterstofgas en zuurstofgas en het toevoegen van een vonk of warmte. De Gebalanceerde vergelijking voor de chemische reactie is:
2 H2 + O2 → 2 H2O
Dit is een synthesereactie die water maakt uit zijn elementen. Het is ook een verbrandingsreactie., Brandende waterstof om water te maken produceert een levendige rode vlam en een luid geluid.
hoe waterstof en zuurstof Water maken
door waterstof en zuurstof samen te mengen, ontstaat geen water. Waterstof en zuurstof bestaan beide als diatomaire gassen. Een reactie tussen hen vereist energie om de bindingen tussen de atomen te breken zodat ze een nieuw product kunnen vormen. Zodra de bindingen breken, heeft elk waterstofatoom een + 1 positieve lading, terwijl elk zuurstofatoom een -2 negatieve lading heeft. Twee waterstofatomen gebonden aan één zuurstofatoom leveren water op, dat elektrisch neutraal is., Een elektrische vonk werkt om de reactie te initiëren, net als warmte. Maar zodra de reactie begint, is het zeer exotherm en gaat het naar de voltooiing.
eenvoudige demonstraties om Water te maken
Het is gemakkelijk aan te tonen dat water wordt gemaakt uit waterstof en zuurstof. De sleutel is om de schaal van de reactie klein te houden. Anders wordt er te veel warmte geproduceerd.
Eén methode is waterstof op te blazen door zeepwater om waterstofzeepbellen te vormen. Deze bellen zweven omdat ze lichter zijn dan lucht. Gebruik een aansteker met lange handgreep of een brandende spalk die aan een meterstick is bevestigd om de bellen te ontsteken., Haal waterstof uit een gecomprimeerde gascontainer of via een chemische reactie.
een andere methode is het vullen van een kleine ballon met waterstof en het aanraken van de ballon met een brandende spalk bevestigd aan een meter stok. De waterstof in de ballon reageert met zuurstof in de lucht. U kunt een ballon vullen met zowel waterstof als zuurstof en ontsteken, maar alleen achter een veiligheidsscherm en met behulp van gehoorbescherming.
drinkwater en brandstofcellen
volgens een VN-Waterontwikkelingsrapport uit 2006 heeft ongeveer één op de vijf mensen geen toegang tot schoon drinkwater. Als water zo makkelijk te maken is, waarom gebruiken we het dan niet als zoetwatervoorziening? Er zijn twee redenen. Ten eerste is het gevaarlijk om grote hoeveelheden waterstof en zuurstof te combineren. Het ongeluk in Hindenburg is een voorbeeld van het resultaat. De andere reden is dat het economisch niet praktisch of milieuvriendelijk is., Er is meer energie nodig om waterstof te produceren om water te maken dan om water uit andere bronnen te krijgen.
de reactie tussen waterstof en zuurstof vindt echter praktische toepassing in brandstofcellen. In een brandstofcel reageert waterstof (of een andere brandstof) met zuurstof (of een andere oxidator), waardoor elektriciteit en warmte worden geproduceerd. Brandstofcellen gebruiken katalysatoren om de activeringsenergie van de reactie te verlagen, zodat het gemakkelijker is om te starten. Nikkel is een veel voorkomende katalysator, terwijl water is het meest voorkomende “afval” product., Waterstof brandstofcellen worden gebruikt voor back-up energieopwekking, het voeden van ruimtevaartuigen en afgelegen faciliteiten, en in waterstof auto ‘ s.
waarom waterstof en zuurstof Water maken in plaats van waterstofperoxide
Water is niet de enige veel voorkomende chemische stof gemaakt van waterstof en zuurstof. Je vraagt je misschien af waarom waterstof en zuurstof water (H2O) maken in plaats van waterstofperoxide (H2O2). De eenvoudigste verklaring is dat het veel gunstiger is voor twee waterstofatomen om te reageren met een zuurstofatoom dan het is om een andere zuurstof toe te voegen aan de mix., Ook al is zuurstofgas O2, de band tussen het atoom moet breken voor zuurstof om banden te vormen met waterstof om water te maken. Onthoud dat terwijl de gebruikelijke oxidatietoestand van zuurstof -2 is, het eigenlijk andere toestanden vertoont. Soms vormen waterstof en zuurstof waterstofperoxide, maar het molecuul is inherent onstabiel en ontleedt uiteindelijk in water en zuurstof.
Lavoisier maakt Water
wetenschappers wisten dat zuurstof en waterstof water maakten lang voordat ze de moleculaire basis voor chemische reacties begrepen., De Franse chemicus Antoine Lavoisier noemde zelfs het element waterstof voor de reactie. De naam van waterstof komt van Griekse woorden die “watervorming” betekenen.”Lavoisier ontdekte de rol van zuurstof in de verbranding, uiteindelijk met behulp van de reactie tussen waterstof en zuurstof aan te tonen behoud van massa voor verbrandingsreacties en weerleggen de phlogiston theorie.