53. Miből áll a víz?

A vizet alkotó elemek jelenlétét egyszerű módszerrel kimutathatjuk.

Anyagok: 200 cm³ 0,1 mol/dm³-es nátrium-szulfát-oldat.

Eszközök: átlátszó műanyag pohár, 2 db rajzszög, 9 V-os elem.

A kísérlet végrehajtása: A pohár aljába kívülről szúrjuk bele a két rajzszöget olyan távolságra, mint a 9 V-os elem pólusai (a rajzszögek ne érjenek össze!). Öntsünk a pohárba a nátrium-szulfát-oldatból, majd érintsük a 9 V-os elem pólusait a rajzszögekhez.

Tapasztalat: Amint a 9 V-os elem pólusait a rajzszögekhez érnek, gázfejlődés kezdődik meg, a negatív póluson ez intenzívebb.

Magyarázat: A víz oxigénből és hidrogénből áll. Az elektromos energia hatására a víz alkotóelemeire, hidrogénre és oxigénre bomlik az alábbi folyamatokban: katód: 2 H₂O + 2 e^- = H₂↑ + 2 OH^-; anód: H₂O = 2 H⁺ + 0,5 O₂↑ + 2 e^-. A nátrium-szulfát a jól vezető elektrolit szerepét tölti be. A fejlődő gázok mennyiségi arányából jól látható az elemi összetétel, az atomok számarányának megfelelően a víz bomlásakor kétszer akkora térfogatú hidrogén keletkezik, mint oxigén. Ezért látunk sokkal erőteljesebb (intenzívebb) gázfejlődést azon a csúcson, amelyik a negatív sarokhoz van kapcsolva (itt keletkezik a hidrogéngáz). Bár az oxigén és hidrogén kimutatása a kísérletben a keletkező durranógáz kis mennyisége miatt még mosogatószer hozzáadása után sem lehetséges, egyéb tulajdonságaik (gázhalmazállapot, színtelen, szagtalan stb.) jól megfigyelhetők. Megjegyzés: Bár általános iskolában az elektrolízis nem tananyag, a víz összetétele, alkotóelemei és a kémiai reakciók energiaviszonyai igen. Ezért ez a látványos és nagyon egyszerűen, veszélymentesen elvégezhető kísérlet nagyon hasznos lehet. Bemutatható a kémiai elem (hidrogén és oxigén), a vegyület (víz), illetve a keverék (a hidrogén és az oxigén elegye) fogalmak tanításakor is. Középiskolában már érdemes sav-bázis indikátorral (a legjobb az univerzál-indikátoroldat) megfestett vizet elektrolizálni, hogy tapasztalható legyen az elektródok környékén történő kémhatásváltozás is.

Biztonsági tudnivalók és hulladékkezelés: A kísérlet elvégzése veszélytelen, a hulladék a lefolyóba önthető.