Kimya Deneyleri- Suyun Elektrolizi

DENEY ADI: Suyun Elektrik Enerjisi İle Ayrışması (Elektroliz)

DENEYİN AMACI: Elektrik enerjisini kullanarak suyu kendisini oluşturan saf maddelere (oksijen ile hidrojene) ayrıştırmak.

TEORİK BİLGİ:

Elektroliz: Bileşikleri elektrik yardımı ile bileşenlerine ayırmaktır.

Elektrolit:Bir kimyasal maddenin kendisini çözen sıvı içerisinde çözünerek elektrik iletkenliği gösteren çözeltilere elektrolit denir.

İyon:Yüklü atom ve ya atom gruplarıdır.

Elektrot:Elektrolit içerisine daldırılan elektrik iletkenliği yüksek olan metal tellerdir.

Anot: Güç kaynağının negatif kutbuna bağlanan pozitif yüklü elektrottur.

Katot: Güç kaynağının pozitif kutbuna bağlanan negatif yüklü elektrottur.

Anyon: Atomların elektron almış halleridir. Eksi(-) yükle yüklenmiş atom ve ya atom grupları olarak da tanımlanabilir.

Katyon: Atomların elektron vermiş halleridir. Pozitif(+) yükle yüklenmiş atom ve ya atom grupları olarak adlandırılır.

Hidrojen: Renksiz, kokusuz, aşırı patlayıcı bir gazdır. Bilinen en hafif gazdır.Kimyasal maddeler arasında yoğunluğu en az olan maddedir.Hidrojenin bağ enerjisi oldukça yüksek olduğundan hidrojenin tepkimeleri yüksek sıcaklıkta gerçekleşir.

Oksijen: En çok bulunan elementlerdendir. Çoğu mineralde oksijen başka bir elementle birleşmiştir. Normal koşullarda renksiz kokusuz ve tatsız bir gazdır. Oksijenin tepkimeleri flordan sonra gelen en elektronegatif element olmasına rağmen,tepkimeleri beklenenden çok daha yavaştır bunun sebebi oksijenin bağ enerjisinin yüksek olmasıdır.       

Elektrolizin hızlanması için suyun içine iletkenliği artırıcı maddeler konur.(asit,baz,tuz)                                                                                        

KULLANILAN MALZEMELER

       2 adet elektrot

         1 Adet beherglas

        2 adet bunzen  kıskacı

       1 adet pil

       Bağlantı kablosu

       H₂SO₄

       Üç ayak

       Su

       Bağlama parçası

DENEYİN YAPILIŞI

1.     Beherglasın içerisine bir miktar su konulur.Suyun içerisine 3-4 damla H₂SO₄ damlatılır.Su bir spatül yardımı ile karıştırılır.

2.     Deney tüplerine su doldurulur ve hava kaçmayacak şekilde suya ters çevrilip daldırılır.

3.     Deney tüplerinin içerisine elektrotlar yerleştirilir.

4.     Bağlama kabloları pil yatağına takılır ve elektrik akımı sağlanır.

5.     Deney tüplerindeki değişim gözlenir.

DENEYİN SONUCU

       İki deney tüpünde de gaz çıkışı gözlendi.

       Hidrojen gazı katotta birikmiştir.

       Oksijen gazı anotta birikmiştir.

       Anotta biriken gazın miktarı katotta birikenden azdır.

KAZANIMLAR

Elektrik enerjisinin ucuz olduğu ülkelerde hidrojen ve oksijen ihtiyacı bazen bu yöntemle giderilir.Elektroliz,akım şiddetlerinin,özellikle de voltmetrelerdeki akım miktarlarının ölçülmesine de olanak verir.Sürekli akım yardımıyla,organik dokuların ayrıştırılmasına dayanan tedavi elektrolizi,cerrahide sinir uçlarının(nöronların),sertleşen urların,burun deliklerindeki poliplerin yok edilmesinde,sidik yolu(üretra) ya da yemek borusu daralmalarının tedavisinde v.b. kullanılır.

Elektroliz, öncelikle, elektrolizle metalürjilerde, metallerin hazırlanmasında (çözünmez anot) ya da arıtılmasında (çözünür anot) kullanılır. Elektroliz, ayrıca, galvanoplastide, bir elektrolitik metal birikimiyle metal birikimiyle döküm kalıbına biçim vermede aşınmaya karşı korumada ve bir metal çökeltisiyle metallerin kaplanmasında (sözgelimi, nikel kaplama, çinko kaplama, kadmiyum kaplama, krom kaplama, gümüş ya da altın kaplama) baş vurulan bir yöntemdir. Arı hidrojen, özellikle, suyun elektroliziyle elde edilir. Öbür uygulamaları arasında, gaz üretimi (klor), metal üstünde koruyucu oksitli anot tabakalarının elde edilmesi (alüminyumun, alümin aracılığıyla anotlaştırılması işlemi) elektrolizle parlatma, metallerin katot ya da anot olarak yağlardan arındırılması sayılabilir.

DENEYİN YORUMU

v     Hidrojen gazının katotta birikmesinin nedeni katotun güç kaynağının negatif kutbuna bağlanmasındandır.negatif yüklü elektrot pozitif yüklü iyonu kendine çekmiştir.

v          Oksijen gazının anotta birikmesinin nedeni anot elektrotunun güç kaynağının pozitif kutbuna bağlanmasındandır.Pozitif yüklü elektrot negatif yüklü iyonu kendine çekmiştir.

v        Anotta biriken gazın miktarının katotta birikenin yarısı kadar olmasının nedeni H₂O bileşiğinde H elementinin 2 tane O elementinin 1 tane olmasındandır.

v       Gaz çıkışı gözlenmesinin nedeni elektrotlarda biriken iyonların tutunacak yer bulamayıp birleşip molekül oluşturmalarındandır.

v       Yapılan deneylerde devreden 1coulombluk yükün geçmesi durumunda anotta 0,06cm³ oksijen gazı ve 0,12cm³hidrojen gazı birikir.

v     Katot da deney tüpünün alt kısmında pembe renk oluşur bölge kısmi olarak baz olduğu için pembe renk alır.  Yani hidrojenin olduğu kısım renk alır.

Anot: 2H₂O ↔ 4H⁺ +O₂ + 4e

2∕Katot: 2H₂O + 2e ↔ H₂ (g) + 2OH^-

Toplam: 6H₂0 ↔ 2H₂ + 4OH^- + O₂ + 4H⁺

KAYNAKÇA:

      Deney föyü

      http://www.yeniforumuz.biz/showthread.php?481834-Elektrolizin-Uygulama-Alanlar%C4%B1