att göra vatten från väte och syre är lika enkelt som att blanda vätgas och syregas och tillsätta en gnista eller värme. Den balanserade ekvationen för den kemiska reaktionen är:
2 H2 + O2 → 2 H2o
detta är en syntesreaktion som gör vatten från dess element. Det är också en förbränningsreaktion., Brinnande väte för att göra vatten ger en levande röd flamma och ett högt ljud.
hur väte och syre gör vatten
helt enkelt blanda väte och syre tillsammans kommer inte att göra vatten. Väte och syre finns båda som diatomiska gaser. En reaktion mellan dem kräver energi för att bryta bindningarna mellan atomerna så att de kan bilda en ny produkt. När bindningarna bryts har varje väteatom en + 1 positiv laddning, medan varje syreatom har en -2 negativ laddning. Två väteatomer bundna till en syreatom ger vatten, vilket är elektriskt neutralt., En elektrisk gnista arbetar för att initiera reaktionen, liksom värme. Men när reaktionen börjar är den mycket exoterm och går till slut.
enkla demonstrationer för att göra vatten
det är lätt att demonstrera att göra vatten från väte och syre. Nyckeln är att hålla reaktionens skala liten. Annars produceras för mycket värme.
en metod är att bubbla väte upp genom tvålvatten för att bilda tvålbubblor. Dessa bubblor flyter eftersom de är lättare än luft. Använd en långhanterad tändare eller brinnande skena fäst vid en meter pinne för att antända bubblorna., Få väte antingen från en komprimerad gasbehållare eller via en kemisk reaktion.
en annan metod är att fylla en liten ballong med väte och röra ballongen med en brinnande skena fäst vid en meter pinne. Vätet i ballongen reagerar med syre i luften. Du kan fylla en ballong med både väte och syre och antända den, men bara bakom en säkerhetssköld och använda hörselskydd.
dricksvatten och bränsleceller
enligt en FN-rapport från 2006 har ungefär en av fem personer inte tillgång till rent dricksvatten. Om vatten är så lätt att göra, varför inte vi använda den som en sötvatten leverans? Det finns två skäl. För det första är det farligt att kombinera stora mängder väte och syre. Hindenburg olyckan är ett exempel på resultatet. Den andra anledningen är att det inte är ekonomiskt praktiskt eller miljömässigt sunt., Det tar mer energi att producera väte för att göra vatten än det gör för att få vatten från andra källor.
reaktionen mellan väte och syre finner dock praktisk tillämpning i bränsleceller. I en bränslecell reagerar väte (eller annat bränsle) med syre (eller annan oxidator), som producerar el och värme. Bränsleceller använder katalysatorer för att sänka reaktionens aktiveringsenergi, så det är lättare att initiera. Nickel är en vanlig katalysator, medan vatten är den vanligaste ”avfallsprodukten”., Vätgas bränsleceller används för backup kraftproduktion, Driver rymdfarkoster och fjärranslutna anläggningar, och i väte bilar.
varför väte och syre gör vatten istället för väteperoxid
vatten är inte den enda vanliga kemikalien från väte och syre. Du kanske undrar varför väte och syre gör vatten (H2O) istället för väteperoxid (H2O2). Den enklaste förklaringen är att det är mycket gynnsammare för två väteatomer att reagera med en syreatom än att tillsätta ett annat syre i blandningen., Även om syregas är O2 måste bindningen mellan atomen bryta för syre för att bilda bindningar med väte för att göra vatten. Kom ihåg att medan det vanliga oxidationstillståndet av syre är -2, visar det faktiskt andra tillstånd. Ibland bildar väte och syre väteperoxid, men molekylen är i sig instabil och sönderdelas så småningom i vatten och syre.
Lavoisier gör vatten
forskare visste att syre och väte gjorde vatten långt innan de förstod den molekylära grunden för kemiska reaktioner., Fransk kemist Antoine Lavoisier namngav även elementet väte för reaktionen. Vätgas namn kommer från grekiska ord som betyder ” vattenbildande.”Lavoisier upptäckte den roll som syre spelade vid förbränning, så småningom med hjälp av reaktionen mellan väte och syre för att visa bevarande av massa för förbränningsreaktioner och motbevisa phlogiston-teorin.