Durch Elektrolyse aus Wasser Sauerstoff und Wasserstoff erhalten

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unter Mitarbeit von Bess Ruff, MA

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Der Prozess, Wasser (H 2 O) durch Elektrizität in seine Komponenten Sauerstoff und Wasserstoff zu teilen, nennt sich Elektrolyse. Dieses Experiment hat signifikante Auswirkungen in Bezug auf die Einsatzmöglichkeiten der beiden Gase jeweils für sich genommen. Wasserstoff ist eine der saubersten Energiequellen, die wir haben. Es klingt zwar kompliziert, ist aber tatsächlich viel einfacher als du denkst, wenn du das richtige Equipment hast und weißt, was du tun musst.

Teil 1
Teil 1 von 2:

Bau dein Equipment auf

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    Füll ein 350 ml fassendes Glas mit warmem Wasser. Du musst es nicht bis zum Rand füllen, lass ruhig ein bisschen Platz. Warmes Wasser leitet die Elektrizität effektiver, aber es wird auch mit kaltem Wasser funktionieren. [1]
    • Du kannst entweder Leitungswasser oder Flaschenwasser benutzen.
    • Wärmeres Wasser hat eine geringere Viskosität und erlaubt eine freiere Bewegung der Ionen, die die Elektrizität leiten.
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    2
    Lös einen Esslöffel Tafelsalz in deinem Wasser auf. Du musst es nur hineingeben und ein wenig umrühren, damit es sich auflöst. So erhältst du eine Salzlösung. [2]
    • Natriumchlorid (das nichts anderes ist als Tafelsalz) ist ein Elektrolyt, das die Leitfähigkeit des Wassers erhöht, denn reines Wasser leitet nicht besonders gut.
    • Indem du die Leitfähigkeit des Wassers erhöhst, kann der Strom von der Batterie leichter durch das Wasser fließen, wodurch es besser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt werden kann.
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    Spitz zwei HB-Bleistifte auf beiden Seiten an, sodass die Minen frei liegen. Entfern den Radiergummi am hinteren Ende und spitz beide Enden so weit an, dass die Mine vollständig freigelegt ist.
    • Die Minen aus Graphit in den Bleistiften sind deine Elektroden, die den Strom aus der Batterie weiterleiten.
    • Graphit funktioniert deshalb so gut, weil es sich im Wasser nicht auflöst oder verändert, während du das Experiment durchführst.
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    Schneid ein quadratisches Stück Pappe aus, das groß genug ist, um das Glas zu bedecken. Die Pappe sollte dick genug sein, um stabil zu bleiben, wenn du Löcher für die Bleistifte hinein machst. Schneid zum Beispiel ein Stück aus einem Schuhkarton oder anderen Karton aus. [3]
    • Die Pappe soll die Bleistifte stützen, sodass die Minen stabil im Wasser hängen, ohne den Rand des Glases zu berühren.
    • Da Pappe keine metallischen Eigenschaften hat, kannst du sie auf das Glas legen, ohne dass sie das Ergebnis des Versuchs beeinflussen wird.
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    5
    Mach mit zwei Bleistiften zwei Löcher in die Pappe. Stich die Pappe direkt mit den Bleistiften durch, damit die Löcher garantiert die richtige Größe haben und die Stifte nicht hindurch rutschen. Wenn die Minen das Glas berühren, wird dein Experiment scheitern. [4]
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Teil 2
Teil 2 von 2:

Führ dein Experiment durch

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    1
    Verbinde jeweils ein Ende der Krokodilklemmen mit den Polen der Batterie. Die Batterie liefert den Strom, die Krokodilklemmen transportieren ihn von der Batterie ins Wasser. Klemm eine Klemme an den Pluspol und eine an den Minuspol. [5]
    • Du kannst eine 6V-Batterie benutzen oder, wenn du keine findest, eine 9V-Batterie.
    • Du bekommst diese Art von Batterie in so gut wie jedem Supermarkt oder Kaufhaus.
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    2
    Verbinde die jeweils anderen Enden der Krokodilklemmen mit den Bleistiften. Achte darauf, dass der metallische Teil der Klemmen an den Graphitminen der Bleistifte befestigt ist. Eventuell musst du noch etwas mehr von dem Holz um die Mine herum entfernen, damit die Klemmen gut an der Mine halten. [6]
    • Auf diese Weise schließt du den Stromkreis und ermöglichst dem Strom, von der Batterie ins Wasser zu fließen.
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    3
    Leg die Pappe auf das Glas, sodass die Minen ins Wasser eintauchen. Die Pappe sollte problemlos auf dem Glas liegenbleiben. Leg sie vorsichtig auf, damit die Bleistifte nicht verrutschen.
    • Damit das Experiment funktioniert, darf das Graphit nicht das Glases berühren, deshalb vergewissere dich noch einmal, dass alles richtig sitzt.
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    4
    Beobachte, wie sich Wasserstoff und Sauerstoff trennen. Du solltest sehen können, das aus dem Wasser Blasen aufsteigen. Das sind die beiden nun getrennten Gase. An dem Bleistift, der mit dem Minuspol der Batterie verbunden ist, steigt der Wasserstoff auf, an dem Bleistift, der am Pluspol hängt, siehst du Sauerstoff an die Oberfläche kommen. [7]
    • Der Strom beginnt sofort zu fließen, wenn du die Klemmen an die Batterie und die Graphitminen angeschlossen hast.
    • An dem Wasserstoff-Bleistift werden mehr Blasen aufsteigen, weil Wasser doppelt so viel Wasserstoff wie Sauerstoff in jedem Molekül enthält.
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Tipps

  • Wenn du keine echten Graphitbleistifte finden kannst, kannst du auch kleine Drähte benutzen und sie jeweils mit einem Ende um einen Batteriepol wickeln und das andere Ende ins Wasser hängen. Der Effekt wird derselbe sein wie mit Bleistiften.
  • Probier es mit unterschiedlich großen Batterien aus, denn dadurch verändert sich die Stromstärke und damit die Geschwindigkeit, mit der die Moleküle gespalten werden.
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Warnungen

  • Führ dieses Experiment auf jeden Fall unter Aufsicht eines Erwachsenen durch, denn du arbeitest mit Strom. Auch wenn bei diesem Experiment kaum etwas schiefgehen kann, sicher ist sicher.
  • Wenn du Elektrolyte wie Salz ins Wasser gibst, um die Leitfähigkeit zu erhöhen, entsteht als Nebenprodukt eine kleine Menge Chlor. Es ist nicht genug, um gefährlich zu sein, aber du wirst eventuell einen schwachen Chlorgeruch wahrnehmen.
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Was du brauchst

  • Zwei HB-Bleistifte
  • Eine 6V- oder 9V-Batterie
  • Ein 350 ml fassendes Glas
  • Zwei Krokodilklemmen
  • Anspitzer
  • Tafelsalz

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Referenzen

  1. ↑ https://learning-center.homesciencetools.com/article/electrolysis-science-project/
  2. ↑ http://www.terrificscience.org/lessonpdfs/PencilElectrolysis.pdf
  3. ↑ https://learning-center.homesciencetools.com/article/electrolysis-science-project/
  4. ↑ http://www.terrificscience.org/lessonpdfs/PencilElectrolysis.pdf
  5. ↑ https://orbitingfrog.com/2014/11/02/electrolysis-of-water-with-pencils-and-a-9v-battery/
  6. ↑ https://learning-center.homesciencetools.com/article/electrolysis-science-project/
  7. ↑ https://orbitingfrog.com/2014/11/02/electrolysis-of-water-with-pencils-and-a-9v-battery/

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