Получение кислорода из воды

Главная » Техника и технологии

Электролиз в домашних условиях

Большое количество кислорода получают электролизом воды.

При электролизе воды одновременно с кислородом выделяется другой ценный промышленный продукт — водород.

При наличии дешевой электроэнергии чрезвычайно выгодно получать кислород и водород из воды путем разложения ее электрическим током на составные части.

Впервые кислород и водород были получены электролизом воды примерно сто шестьдесят лет назад. Однако этот метод не находил практического применения почти в течение ста лет.

В 1888 году русский профессор Д. А. Лачинов сконструировал несколько типов электролитических ванн для получения кислорода и водорода. Через несколько лет появились первые промышленные установки по производству этих газов электролитическим путем. Это были сравнительно небольшие установки, дававшие в сутки 100— 200 кубических метров Кислорода и водорода.

В настоящее время имеются установки, способные вырабатывать в один час 20 тысяч кубических метров водорода и 10 тысяч кубических метров кислорода.

Такие установки требуют много электроэнергии.

В нашей стране, где вырабатывается большое количество дешевой электрической энергии, кислород получают не только из воздуха, а широко используют электролитический способ получения кислорода и водорода из воды.

В настоящее время на крупных реках идет строительство новых гигантских гидроэлектростанций. Через четыре-пять лет они дадут свыше 22 миллиардов киловатт часов электроэнергии в год. Часть этой дешевой электроэнергии пойдет на электрохимические предприятия, в том числе и на заводы по электролизу воды.

Поделитесь ссылкой с друзьями

Получение кислорода

Кислород в лаборатории получают разложением   перманганата калия KMnO 4   . Для опыта понадобится пробирка с газоотводной трубкой. В пробирку насыпаем кристаллический перманганат калия. Для сбора кислорода приготовим колбу. При нагревании перманганат калия начинает разлагаться, выделяющийся кислород поступает по газоотводной трубке в колбу. Кислород тяжелее воздуха, поэтому не покидает колбу и постепенно заполняет ее. Тлеющая лучинка вспыхивает в колбе: значит нам удалось собрать кислород.

Чистый кислород впервые получили независимо друг от друга шведский химик Шееле   и английский ученый Пристли . До их открытия ученые считали, что воздух однородная субстанция.   После открытия Шееле и Пристли Лавуазье создал теорию горения и назвал новый элемент Oxygenium – рождающий   кислоту, кислород. Кислород - необходим для поддержания жизни. Человек может выдержать без кислорода всего несколько минут.

Оборудование: пробирка с газоотводной трубкой, колба, штатив, спиртовка, шпатель, лучина.

Техника безопасности. Следует соблюдать правила обращения с нагревательными приборами. Недопустимо попадание органических веществ в перманганат калия. Избегать прямого контакта кожи и слизистых оболочек с кристаллами перманганата калия.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Водород из воды: просто и дешево Российский исследователь сконструировал электролизер, позволяющий получать водород из воды, затрачивая на это очень мало энергии.

Получение кислорода в лаборатории. Реакция разложения | Химия ...

Российский исследователь сконструировал электролизер, позволяющий получать водород из воды, затрачивая на это очень мало энергии.

Водород — экологически чистый энергоноситель, к тому же практически неисчерпаемый. Согласно расчетам, из 1 л воды можно получить 1234, 44 л водорода. Однако переход энергетики на водородное топливо тормозят большие затраты энергии, необходимые для получения водорода из воды. Процесс электролиза идет при напряжении 1,6—2,0 В и силе тока в десятки и сотни ампер. Самые современные электролизеры расходуют на получение кубометра водорода больше энергии, чем можно получить при его сжигании . Проблему уменьшения затрат энергии на получение водорода из воды решают многие лаборатории мира, но существенных результатов достичь пока не удалось. Однако в природе существует экономный процесс разложения молекул воды на водород и кислород. Протекает он при фотосинтезе. При этом атомы водорода участвуют в формировании органических молекул, а кислород уходит в атмосферу. Ячейка электролизера, разработанная Ф.Канаревым из Кубанского государственного аграрного университета, моделирует этот процесс.

Сходство с фотосинтезом заключается в том, что ячейка потребляет очень мало энергии. Фактически устройство использует напряжение всего в 0,062 В при силе тока 0,02 А. Ф.Канарев сконструировал две лабораторные модели электролизера: с коническими и цилиндрическими стальными электродами. По замыслу своего создателя, они моделируют годовые кольца ствола дерева. Даже при полном отсутствии электролита на электродах ячейки появляется разность потенциалов около 0,1В. После заливки раствора разность потенциалов возрастает. При этом положительный знак заряда всегда появляется на верхнем электроде, отрицательный — на нижнем. Ячейка низкоамперного электролизера представляет собой конденсатор. Вначале он заряжается при напряжении 1,5-2 В и силе тока, значительно большей 0,02 А, а затем постепенно разряжается под действием происходящих в нем электролитических процессов. И в это время устройство потребляет совсем немного энергии, которую тратит на подзарядку конденсатора. Даже в отключенном от сети приборе электролиз идет еще пять часов, о чем свидетельствует интенсивное бульканье пузырьков газа.

Обе модели электролизера, и с коническими, и с цилиндрическими электродами, работают с одинаковой энергетической эффективностью. Показатель этой эффективности еще предстоит уточнять. Но уже сейчас ясно, что затраты энергии на получение водорода из воды при низкоамперном электролизе уменьшаются в 12 раз, а по самым смелым подсчетам — почти в 2000 раз . По мнению Ф.Канарева, предложенный им метод получения дешевого водорода из воды можно будет использовать для создания промышленных электролизеров, которые найдут применение в будущей водородной энергетике.

СВОЙСТВА КИСЛОРОДА И СПОСОБЫ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Кислород О2 является наиболее распространенным элементом на земле. Он находится в большом количестве в виде химических соединений с различными веществами в земной коре , в соединении с водородом в воде и в свободном состоянии в атмосферном воздухе в смеси главным образом с азотом в количестве 20,93% об. .

Кислород имеет большое значение в народном хозяйстве. Он широко применяется в металлургии; химической промышленности; для газопламенной обработки металлов, огневого бурения твердых горных пород, подземной газификации углей; в медицине и различных дыхательных аппаратах, например для высотных полетов, и в других областях.

В нормальных условиях кислород представляет собой газ без цвета, запаха и вкуса, не горючий, но активно поддерживающий горение. При весьма низких температурах кислород превращается в жидкость и даже твердое вещество.

Источники: www.activestudy.info, files.school-collection.edu.ru, gazeta.zn.ua, chemport.ru, forum.homedistiller.ru, metallicheckiy-portal.ru


Это интересно

Спутник Сатурна - Титан

Уже которое десятилетие ученые всего мира пытаются с максимальной точностью предсказать возможную судьбу Земли с учетом процессов, происходящих ...


Традиционная семья остается опорой общества

Специалисты по семейной психологии вот уже не первый год бьют тревогу, указывая на то, что от традиционных ...


Энергия пирамид

Давно известно, что на поверхности планеты пирамидальные комплексы расположены в определенном  геометрическом порядке. Древние египтяне сделали  ...


Волшебные единороги

Многие ученые-натуралисты утверждали, что единорог — не плод воображения людей, а происходит от реальных животных. Большинство считало, что ...


  • Легендарная Таврида

    Первые боги ацтеков появились на Тринадцатом Небе, в Западном Раю. В полном безмолвии Вселенной, среди туманов, родилось двойное божественное...

  • Колизей - древний амфитеатр

    Бог огня оставался в лесу, пока не увидел возвращающихся в Асгард Одина и Нйодра. Тут он пошел им навстречу и рассказал историю о том,...

Самые читаемые

Важность правильной постановки цели в бизнесе

Итак, каждое предприятие имеет свои цели. Если, к примеру, организация занимается ... Далее

Славянские мифы о сотворении мира

 Славянский миф о сотворении мира повествует, что все началось с бога ... Далее

Кто такая мавка

Мавка - разновидность мифического существа у некоторых славянских народов. Мавки выглядят в ... Далее

История Адама и Евы

История Адама и Евы - первых людей на Земле начинается в ... Далее

© 2010-2018 Объектив-N: Предания и легенды