تجربة التحليل الكهربائي للماء
يعرف التحليل الكهربائى على انه عملية يتم فيها مرور التيار الكهربائى من خلال سائل وبالتالى يحدث تفاعل كيميائى فعندما يكون السائل هو ماء فان نتيجة التفاعل هى انحلال الماء الى الاكسجين والهيدروجين فلو كان السائل اى محلول يحتوى على فلز فان نتيجة التفاعل تكون ترسب الفلز وتفكك المحلول وتستخدم عملية التحليل الكهربائى للمحاليل الفلزية فى تغليف بعض المواد باغلفة فلزية او تكرير وتنقية الفلزات وسوف نتحدث فى هذه المقالة عن تجربة التحليل الكهربائي للماء.
كيف يتم عمل التحليل الكهربائى
هناك عدة خطوات لكى نتمكن من عمل التحليل الكهربائى للماء وهى :
يوضع موصلات كهربائيان من الجرافيت او اى فلز اخر فى سائل يسمى القطبين الكهربائيين.نقوم بتوصيل القطبان باطراف البطارية او اى مولد تيار مستمر باسلاك.يجب ان يحتوى السائل على الكتروليت ليتمكن من حمل التيار الكهربائي واكمال الدائرة.فمن المعروف انه لا يمكن تحليل الماء المقطر كهربائيا الا اذا اضفنا له القليل من ملح الطعام وهو الكتروليت معروف.يسمى القطبان مع السائل والوعاء الذى يجمعهم بخلية التحليل الكهربائى اما القطب الكهربي المتوصل بقطب البطارية السالب بالكاثود والتى تكمن وظيفته فى حمل الالكترونات من البطارية الى خلية التحليل الكهربي.يسمى القطب الموصل الى قطب البطارية الموجب بالانود ووظيفته هى حمل الالكترونات من خلية التحليل الكهربي الى البطارية.عند سريان التيار الكهربي خلال خلية التحليل الكهربى فان بعض التغيرات الكيميائية تحدث على سطح كلا القطبين الكهربائيين حيث يتحد السائل المتحلل مع الالكترونات القادمة من البطارية عند الكاثود وتسمى بعملية الاختزال اما عند الانود فيحدث ما يسمى بعملية الاكسدة اى فقدان السائل لبعض الالكترونات.اثناء عملية التحليل الكهربي للماء فانه يحدث له عملية اختزال عند الكاثود وينتج من تلك العملية الهيدروجين من خلال اتحاده مع الالكترونات كما يحدث له عملية اكسدة عند الانود عندما يفقد الماء بعض الالكترونات وينتج من تلك العملية غاز الاكسجين.يبلغ حجم الهيدروجين الناتج من عملية الاختزال ضعف حجم الاكسجين لان الماء يحتوى على ذرتي هيدروجين لكل ذرة اكسجين ونستدل على ذلك من تلك المعادلة ( 2H2O ¶ 2H2 + O2 )الصيغه العامة لهذه التجربة انه فى التحليل الكهربائل للمحاليل التى تحتوى على ايونات اى ذرات مشحونة فان الفلز يحدث له عملية اختزال عند الكاثود من خلال ترسب الفلزات والتى تسبب طلاء عند الكاثود.ما هى استخدامات التحليل الكهربائى
هناك العديد من الاستخدامات التى يعطيها لنا التحليل الكهربائى وهى :
يستخدم فى الصناعه من خلال انتاج فلز الصوديوم وذلك عن طريق تحليل كلوريد الصوديوم المنصهر والذى ينتج غاز الكلوريد عند الانود وترسب الصوديوم عند الكاثود.يستخدم فلز الصوديوم فى العديد من الاستخدامات بالاضافة الى مادة هيدروكسيد الصوديوم وهى الصودا الكاوية التى تنتج من التحليل الكهربائي لكلوريد الصوديوم الذائب فى الماء.يتم الحصول على فلز الالومنيوم من خلال التحليل الكهربائي للالومينا الذائبة فى معدن الكريوليت المنصهر.يستخدم فى انتاج الصواريخ من خلال الحصول على مادة بيروكسيد الهيدروجين والبيركلورات.يستخدم فى انودة سطوح الفلزات لكى يتم زخرفتها وجعلها اكثر مقاومة للتآكل.جهاز هوفمان لتحليل الماء
وظيفته : اجراء عملية التحليل الكهربائي للماء وتم اختراعه من قبل العالم اوغست هوفمان عام 1866 م
وصف جهاز هوفمان
- يتكون الجهاز من ثلاث اسطوانات قائمة ومتصلة مع بعضها وتصنع هذه الاسطوانات من الزجاج وتفتح الاسطوانة التى تقع فى المنتصف من الاعلى حتى نضيف الماء منها او اى مركب اخر.
- يتم استخدام قطبان من البلاتين فى قاعدة الاسطوانتين التى تكون على الطرفين ويوصلان بمصدر كهربي.
- تحدث عملية تحليل كهربي عند مرور التيار وينتج غاز الاكسجين عند المصعد اما الهيدروجين فيتم انتاجه عند المهبط.
