Suyun doğru akım kullanılarak hidrojen ve oksijenlerine dağılması harekâtına elektroliz denmektedir. Hidrojen imali için en yalın metot bi biçimde öğrenilmektedir. İlke bir biçimde, bir elektroliz hücresi içinde, genelde düzlem bir metal ya da karbon plakalar olan, iki elektrot ve bunların içine batırıldığı, elektrolit bir biçimde adlandırılan geçirgen bir akışkan bulunmaktadır.
Doğru akım kaynağı bu elektrotlara bağlandığında akım geçirgen akışkan içinde, pozitif elektrottan olumsuz elektroda doğru akacaktır. Bunun neticeyi, elektrolit içindeki su, katot tan çıkan hidrojen ve anot tan çıkan oksijene ayrışacaktır. Burada ancak suyun ayrışmasına bedel, su iyi bir geçirgen olmadığı için elektrolit in içine geçirgenliği artırıcı bir biçimde genelde potasyum hidro oksit gibi bir nesne eklenir.
Suyun elektrolizi nedeniyle, banal tazyik ve sıcaklıkta, ideal bir biçimde bir.23 volt yeterlidir. Tepkimenin yavaş olması ve farklı sebeplerle, elektroliz operasyonunda daha yüksek gerilimlerde kullanılır.
Hidrojen yapım sürati, hakikat akım şiddeti beraber orantılı olduğundan, ekonomik sebeplerle yüksek akım yoğunlukları tercih etilmektedir. Bun dan dolayı pratikte suyun ayrıştırılması için hücre başına uygulanan gerilim genelde iki volt dolayındadır.
Kuramsal bi biçimde, tam metreküp oksijen için iki.8kW-saat elektrik enerjisi yeter olmakla ile, yukarıyada özetlenen sebeplerle pratikte kullanılan elektrik enerjisi ölçüyü 1 metreküp hidrojen imali için üç.9-4.6 kW-saat arasında değişmektedir. Buna göre elektroliz harekâtının verimi %70 dolayında olmaktadır. yalnız, son senelerde bu alanda yapılan çalışmalar ve büyüyen teknoloji sayesinde %90 verim elde edilmiştir. Pratikte kullanılan elektroliz hücrelerinde, nikel kaplı çelik elektrotlar kullanılmaktadır.
Fosil ya da nükleer yakıtlardan elde edilen ilk enerjilerin elektroliz yolu suyun hidrojene dönüştürülmesinin verimi, ilk başlarda bu yakıtlardan elde edilecek elektrik enerjisinin verimine bağlıdır.
Elektrik yapım verimi, modern fosil yakıt santralleri için %38 ve nükleer kuruluşlar için %32 dolayında dır. Suyun elektroliz hücresinin ticari bi biçimde %80 verim de çalıştığı düşünüldüğünde, fosil yakıtlardan elektroliz yoluyla hidrojen elde etmede toplam verim %25-30 olmaktadır.
Elektrik imali sırasında oluşan sıcaklık enerjisi, suyun ayrıştırılması için kullanıldığında, daha yüksek verim elde etmek imkânlıdır. yalnız, suyun sıcaklık enerjisi beraber ayrıştırılması için en az 25000C lik bir sıcaklık gerekmektedir.
Burada, tek basamakta termo-kimyevi operasyon yerine, birkaç basamaklı operasyonlar ön görülmektedir. Bu alanda yapılan çalışmalar neticeyi, hayli basamaklı ısıl kimyevi operasyonlarda gerekli sıcaklık 9500C ye kadar indirilmiş, toplam verim ise %50 bir biçimde bulunmuştur. Isıl-kimyevi metot üzerindeki çalışmalar yoğun bir şekilde sürmektedir.
SUYUN ELEKTRİK AKIMININ TESİRİYLE ELEMENTLERİNE AYRILMASININ GÖZLENMESİ
DENEYİN AMACI: Bileşikleri su elektrik enerjisi beraber ayrıştırarak farklı saf nesneler elde etmek.
HAZIRLIK SORULARI:
1-Farklı yükler kendilerine sürüklerler yargısı elektrotta hakikatleşen hadiseler için söylenebilir mi’ Araştırınız.
2-Suyu oluşturan gazlardan oksijen gazı hangi elektrotta bir araya gelmesini beklersiniz’
3-Suyun elektrolizinde oluşan hidrojen ve oksijen gazları arasındaki takribî oran nedir’ Araştırınız.
4-Saf su beraber elektroliz vakasını hakikatleştirmek olabilir müdür?
SUYUN ELEKTROLİZ AYRIŞIMI İÇİN KULLANILAN TAŞIT VE GEREÇLER:
1.kuvvet kaynağı 4.krokodil kablo 7.3 ayak 10.bunzen kıskacı
2.deney tüpü- iki adet 5.cam çubuk 8.statif çubuk 11.su
3.çelik elektrot-2 adet 6.damlalık 9.beherglas 800 ml 12.sülfirik asit ya da sodyum karbonat
DENEYİN YAPILIŞI:
1-Bir beherglas içerisine 500 ml su koyunuz. İçine az ölçü sülfirik asit ya da 30 gr kadar çamaşır sodası Na2CO3 koyarak çözeltinizi hazırlayınız.
2-İki deney tüpünü de hazırladığınız çözeltiyle ağzına kadar doldurunuz. sonraları hava almayacak şekilde parmağınızla kapatarak ters çeviriniz ve beherglas içerisindeki çözeltiye batırınız. Tüpleri Bunzen kıskacıyla sabitleyiniz.
3-Elektrotların uçlarını şekilde görüldüğü gibi tüplerin içlerine yerleştiriniz. Krokodilleri elektrotlara bağlayarak, değişik uçlarını kuvvet kaynağının doğru akım çıkışına bağlayınız.
4-Tüplerdeki gaz birikmesi sona erdikten sonraları yeniden hava almayacak şekilde sudan çıkarınız. Tüplere kibrit alevi yanaştırdığınızda patlayarak yanan gaz hidrojen yanıcı gaz, alevi daha parlak yakan gaz ise oksijen yakıcı gaz gazıdır.
DENEYİN NETİCEYİ:
Suyun elektrolizinde; – kutba irtibatlı olan tüpte 2 hacim hidrojen , + kutba irtibatlı olan tüpte 1 hacim oksijen gazı bir araya gelir.
TEORİK BİLGİ:
Bir bileşiğin elektrik dayanağıyla bileşenlerine parçalama vakasına elektroliz denir. Rastgele bir bileşiğin elektrolizinde bileşiğin anyonu anottan, katyonu ise katottan sarihe çıkar.
Elektroliz tertibatında pozitif ve olumsuz kutupların tam ikisine birden elektrot denir. kuvvet kaynağının pozitif kutbuna bağlanan elektrot anot , olumsuz kutbuna bağlanan ise katottur. İki kutup arasında elektrik taşınmasını sağlayan geçirgen çözeltiye elektrolit denir.
Suyun elektrolizinde katotta – hidrojen, anotta + ise oksijen gazı bir araya gelir. Deney sırasında bir zaman sonraları tüplerde bir araya gelen hidrojen gazı hacim bi biçimde oksijen gazının iki katı olur. Yapılan deneyde takribî bir biçimde bir coulombluk yükün devreden geçmesi halinde takribî bi biçimde 0,12 cm3 hidrojen, 0,06 cm3 oksijen gazının sarihe çıktığı görülmüştür.