خلية التحليل الكهربائي

يمكن ايضاح أن الماء يتكون من هيدروجين وأكسجين بطريقة بسيطة جداً فلا حاجة الى أجهزة خاصة كما لا تحتاج هذه الطريقة لإجرائها سوى دقائق معدودة .

المواد والأدوات المطلوبة

بطارية جافة 9 فولت
قلمي رصاص شحذا في كلا النهايتين لهما
اسلاك
شريط لاصق
طبق زجاجي صغير
ملح
ماء





طريقة العمل

* ضع كمية من الماء في الطبق وأضف اليها القليل جداً من الملح .
* صل قلمي الرصاص بالبطارية بواسطة الأسلاك وثبتهما بالشريط اللاصق .
* ضع رأسي القلمين داخل الطبق .
الملاحظات والتفسير العلمي لها

الملاحظات

1- ظهور فقاعات عند رأس كل قلم رصاص .
التفسير

يحتوي الماء النقي على قدر ضئيل جداً من أيونات الهيدروجين والهيدروكسيل وهو لذلك موصل ردئ للكهرباء , اما اذا أضيف اليه قليل من الملح ( أو حمض معدني أو مادة قلوية ) يصبح موصلاً جيداً وتتفكك جزيئات الماء الى أيونات +H و -OH .
مما يسمح للتيار الكهربي بالمرور فتتحرك أيونات الهيدروجين الموجبة (الكاتيون) نحو القطب السالب (المهبط) بينما تتحرك أيونات الهيدروكسيل (الأنيون) نحو القطب الموجب (المصعد) ( اقلام الرصاص تعمل كأقطاب كهربية ) .

التفاعلات المتكونة عند كل قطب

يتصاعد غاز الأكسجين عند المصعد ( أكسدة ) .

x2H2O -----> O2 + 4H+ + 4e- anode0

بينما يتصاعد غاز الهيدروجين عند المهبط ( اختزال ) .

x4H2O + 4e- -----> 4OH- + 2H2 cathode

التفاعل الكلي :

x2H2O -----> 2H2 + O2

اذاً الفقاعات المتكونة عند المصعد عبارة عن غاز الأكسجين بينما الفقاعات المتكونة عند المهبط عبارة عن غاز الهيدروجين .
2- كمية الفقاعات المتكونة عند المهبط (القطب السالب) اكثر منها عند المصعد (القطب الموجب ) .
التفسير

يتكون جزئ الماء من ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين H2O أي أن ذرات الهيدروجين اكثر من ذرات الأكسجين لذلك تكون كمية فقاعات الهيدروجين ضعف كمية فقاعات الأكسجين
( حجم غاز H2 المتكون هو ضعف حجم غاز O2 ) .

تجارب الكشف

اجمع الغازات المتكونة عند المصعد والمهبط بواسطة انبوبتي اختبار وذلك بتنكيسهما في الطبق .

1- لإختبار الغازين المتكونين , قرب عود ثقاب من كلا الانبوبتين .

الملاحظة

الغاز المتكون عند المصعد يزيد من اشتعال عود الثقاب , بينما الغاز المتكون عند المهبط يحدث صوت فرقعة .

التفسير

الغاز المتكون عند المصعد هو غاز الأكسجين حيث أنه زاد من اشتعال عود الثقاب بينما الغاز المتكون عند المهبط هو غاز الهيدروجين لإحداثة صوت فرقعة .

2- أضف القليل من كاشف ( دليل ) مناسب الى الماء .

الملاحظة

تلون المناطق المحيطة بكلا القطبين بألوان مميزة .

التفسير

ظهور تلك الألوان ناتج عن تكون أيونات الهيدروجين والتي تمثل وسطاً حامضياً وأيونات الهيدروكسيل التي تمثل وسطاً قاعدياً .