Den nemmeste måde at fremstille hydrogen ved hjælp af elektricitet er, som i dette forsøg, ved elektrolyse. Her sender man jævnstrøm gennem et kar med vand. Vandet skal være elektrisk ledende, så derfor tilsætter man fortyndet svovlsyre, fortyndet natriumhydroxid, saltvand eller lignende.

Sådan foregår elektrolyse

Når der sendes strøm gennem vandet, vil vandmolekylerne dissocieres (adskilles) i H⁺-ioner og OH^–-ioner. Disse ioner trækkes hen mod henholdsvis den negative pol (katoden) og den positive pol (anoden).

Ved katoden optager to H⁺-ioner hver en elektron og danner hydrogen (H₂). Vi siger, at hydrogenionerne er blevet reduceret (reduktion = elektronoptagelse).

Ved anoden samles fire OH^–-ioner og frigiver dels O₂ (ilt), molekylært vand og fire elektroner. I denne proces afgives der elektroner fra oxidionerne i OH^–. Der er sket en oxidation (oxidation = elektronafgivelse).

Katode (negativ): 4 H₂O (l) + 4 e^– → 2 H₂ (g) + 4 OH^– (aq)
Anode (positiv): 4 OH^–(aq) → O₂(g) + 4 e^– + 2 H₂O (l)

Det ses, at der efter nogen tid dannes gasser i reagensglassene. Det kan påvises, at disse gasser er hydrogen (H₂) ved den negative elektrode og oxygen (O₂) ved den positive elektrode, og at de bliver dannet i forholdet 2:1. Der er således sket en sønderdeling af vand, H₂O.

Du skal bruge

• Elektrolysekar med to platin-elektroder
• 2 minireagensglas
• Fortyndet svovlsyre (1mol/L)
• Ledninger
• Krokodillenæb
• Spændingsforsyning (0-12V, indstillet på 5V DC)

Sådan gør du

1. Den fortyndede svovlsyre, H₂SO₄ 1 mol/L, hældes i elektrolysekarret.
2. De to minireagensglas fyldes med den fortyndede svovlsyre og placeres i apparatet.
3. Tilslut en spænding på maks. 5V. Se, hvordan gasserne begynder at boble op fra stængerne, samtidig med at vandet skubbes ud af glassene.
4. Glasset med oxygen holdes med mundingen opad, og den opsamlede oxygen påvises ved at sænke en glødende træpind ned i glasset med oxygen. Man vil da se, at træpinden blusser op.
5. Gas med hydrogen holdes med mundingen nedad, og den opsamlede hydrogen påvises ved at holde en tændt tændstik hen under glasset. Der lyder et lille blop (hvin). Bemærk: Skulle gasudviklingen gå trægt, kan elektrolysekar med elektroder skylles i fortyndet ammoniakvand. Der advares mod at bruge alkoholer, selv i svage opløsninger.

Diskussion

• Opskriv et reaktionsskema for elektrolysen (delprocesser og bruttoproces).
• Forklar med dine egne ord, hvad der sker i de enkelte processer.
• Hvad er forholdet mellem de dannede gasser? Forklar.
• Der blev dannet små vanddråber på indersiden af glasset, da hydrogen-gassen blev antændt. Forklar, hvordan man kan bruge elektrolyse til at lagre energi fra vindmøller.

Flere forsøg: Transport

Påvis CO₂-udledning fra biler
Illustrationsforsøg af forbrændingsmotor
Forsøg med elektrolyse (denne side)
Byg din egen elmotor
Lav en simpel elektromotor
Lav et luftpudefartøj

» Alle forsøg og cases

Kilde

EMU

Dette forsøg stammer oprindeligt fra Climate Minds, som er udviklet af Experimentarium i samarbejde med Dansk Energi og Energyminds.