Come fare acqua da idrogeno e ossigeno

L'acqua è il nome comune per monossido di diidrogeno o H₂O. La molecola è prodotta da numerose reazioni chimiche, inclusa la reazione di sintesi dai suoi elementi, idrogeno e ossigeno. L'equazione chimica bilanciata per la reazione è:

2 ore₂ + O₂ → 2 H₂O

Come fare l'acqua

In teoria, è facile produrre acqua da idrogeno e ossigeno. Mescolare i due gas insieme, aggiungere una scintilla o calore sufficiente a fornire l'energia di attivazione per iniziare la reazione e acqua presto-istantanea. La semplice miscelazione dei due gas a temperatura ambiente, tuttavia, non farà nulla, come l'idrogeno e le molecole di ossigeno nell'aria non formano spontaneamente l'acqua.

L'energia deve essere fornita per rompere i legami covalenti che detengono H₂ e O₂ molecole insieme. I cationi di idrogeno e gli anioni di ossigeno sono quindi liberi di reagire tra loro, cosa che fanno a causa delle loro differenze di elettronegatività. Quando i legami chimici si riformano per produrre acqua, viene rilasciata energia aggiuntiva, che propaga la reazione. La reazione netta è altamente esotermica, il che significa una reazione che è accompagnata dal rilascio di calore.

Due dimostrazioni

Una dimostrazione chimica comune è quella di riempire un palloncino con idrogeno e ossigeno e di toccare il palloncino, a distanza e dietro uno scudo di sicurezza, con una stecca in fiamme. Una variante più sicura è riempire un pallone con idrogeno gassoso e accendere il pallone in aria. L'ossigeno limitato nell'aria reagisce per formare acqua ma in una reazione più controllata.

Un'altra semplice dimostrazione è quella di far gorgogliare l'idrogeno in acqua insaponata per formare bolle di gas idrogeno. Le bolle galleggiano perché sono più leggere dell'aria. Un accendino a manico lungo o una stecca in fiamme all'estremità di un metro possono essere usati per accenderli per formare l'acqua. È possibile utilizzare l'idrogeno da un serbatoio di gas compresso o da una qualsiasi delle varie reazioni chimiche (ad esempio, reazione di acido con metallo).

Indipendentemente dalla reazione, è consigliabile indossare protezioni per le orecchie e mantenere una distanza di sicurezza dalla reazione. Inizia in piccolo, in modo da sapere cosa aspettarti.

Comprensione della reazione

Il chimico francese Antoine Laurent Lavoisier di nome idrogeno, greco per "formazione di acqua", basato sulla sua reazione con l'ossigeno, un altro elemento chiamato Lavoisier, che significa "produttore di acido". Lavoisier era affascinato dalle reazioni di combustione. Ha ideato un apparato per formare acqua da idrogeno e ossigeno per osservare la reazione. In sostanza, la sua installazione impiegava due barattoli di campane, uno per l'idrogeno e uno per l'ossigeno, che venivano immessi in un contenitore separato. Un meccanismo di accensione ha dato il via alla reazione, formando acqua.

Puoi costruire un apparato nello stesso modo purché stai attento a controllare la portata di ossigeno e idrogeno in modo da non provare a formare troppa acqua in una volta. Dovresti anche usare un contenitore resistente al calore e agli urti.

Ruolo dell'ossigeno

Mentre altri scienziati dell'epoca conoscevano il processo di formazione dell'acqua dall'idrogeno e dall'ossigeno, Lavoisier scoprì il ruolo dell'ossigeno nella combustione. I suoi studi alla fine smentirono la teoria del flogisto, che aveva proposto che un elemento simile al fuoco chiamato flogisto fosse rilasciato dalla materia durante la combustione.

Lavoisier ha dimostrato che un gas deve avere una massa per la combustione e che la massa è stata conservata a seguito della reazione. La reazione dell'idrogeno e dell'ossigeno per produrre acqua è stata un'eccellente reazione di ossidazione da studiare perché quasi tutta la massa d'acqua proviene dall'ossigeno.

Perché non possiamo semplicemente fare acqua?

Un rapporto del 2006 delle Nazioni Unite ha stimato che il 20 percento delle persone sul pianeta non ha accesso all'acqua potabile. Se è così difficile purificare l'acqua o desalinizzare l'acqua di mare, potresti chiederti perché non facciamo solo acqua dai suoi elementi. La ragione? In una parola BOOM!

Reagire all'idrogeno e all'ossigeno sta fondamentalmente bruciando idrogeno gassoso, tranne che invece di usare la quantità limitata di ossigeno nell'aria, stai alimentando il fuoco. Durante la combustione, l'ossigeno viene aggiunto a una molecola, che produce acqua in questa reazione. La combustione libera anche molta energia. Il calore e la luce sono prodotti così rapidamente che un'onda d'urto si espande verso l'esterno.

Fondamentalmente, hai un'esplosione. Più acqua fai in una volta, maggiore è l'esplosione. Funziona per il lancio di razzi, ma hai visto video in cui è andato terribilmente storto. L'esplosione di Hindenburg è un altro esempio di ciò che accade quando molto idrogeno e ossigeno si uniscono.