Tabla de Contenidos
水ができるかできないかをよりよく理解するには、その成分のいくつかの性質を知る必要があります。
酸素の特徴
酸素は無色無臭の気体で、水、空気、生物、そして私たちの周りのほとんどすべてのものの一部です. その化学記号は O です。非金属で反応性が高く、ヘリウムとネオンを除くほとんどの元素と化合物を形成します。
酸素は強力な酸化剤でもあり、フッ素に次いで全元素の中で 2 番目に電気陰性度が高いです。自然界では、元素酸素は植物、藻類、シアノ バクテリアによって生成されます。細胞の呼吸と燃焼に不可欠な要素です。
水素の特徴
水素は、周期表で最も単純な分子構造を持つ化学元素です。その特定の特性により、どのグループにも属していません。無色無臭の引火性ガスです。また、非金属元素であり、水に溶けません。
水素は、宇宙の物質の 75% を構成するため、最も豊富な化学元素と考えられています. 自然状態では、地球上では非常にまれであり、メタンなどの炭化水素から工業的に生成されます. また、電気分解プロセスを介して、水から取得することもできます。
どうやって水を作ることができますか
干ばつの時期、砂漠の場所、または近くに飲料水源がない場所での水の必要性は、私たちに水を作る可能性を考えさせます.
一見、水を作るのは簡単に思えます。なぜなら、水は酸素と水素の 2 つの要素だけで構成されているからです。
理論的には、両方のガスが混合され、これらの要素間の化学反応を開始するのに十分な熱が提供されれば、水を作ることが可能です.
水分子は、それを構成する要素である水素 (H) と酸素 (O) の燃焼から生成されます。この反応は次のように表されます。
2H 2 + O 2 → 2H 2 O + エネルギー
ただし、実際には、水素分子と酸素分子は自然に水を形成しないため、これら 2 つの元素の混合物は室温では発生しません。水を形成するためには、水素分子と酸素分子を一緒に保持している共有結合を破壊するのに十分なエネルギーを供給する必要があります。このようにして、化学結合を再配置して水を生成することができます。しかし、この反応は発熱性です。つまり、熱を放出し、爆発も引き起こします。
なぜ水を作るのが難しいのですか？
水素と酸素の反応は基本的に水素の燃焼です。そして、心に留めておくべき重要な点が 2 つあります。そのため、酸素と水素が化学反応して水ができるためには、エネルギーを供給する必要があり、その結果、爆発が起こります。これは致命的な結果をもたらす可能性があります。
このため、実験室などの管理された環境で少量のデモンストレーション目的で水が作成されます。大量の水の生産には多くのリスクが伴います。さらに、水蒸気の凝縮、汚染された水の浄化、海水の淡水化など、他の方法を使用して水を生成するよりも、反応を促進する水素と酸素を取得する方がはるかに費用がかかります。
水を作る実験
水素と酸素の反応がどのようにして水を生成するかを詳しく知ることに関心を持った最初の科学者の 1 人は、フランスの化学者、アントワーヌ ローラン ラヴォアジエでした。これを行うために、彼は水素と酸素から水を生成し、反応を観察できる装置を作成しました。基本的には、水素用と酸素用の 2 つのベルを使用し、メカニズムによって燃焼反応を開始しました。
この実験を通じてラボアジエは、水素が燃焼して水を生成する際に酸素が重要な役割を果たしていることを発見しました。また、ガスが燃焼するには質量が必要であり、その質量は反応後も保存されることを示すことができました。さらに、水を生成する水素と酸素の反応は、彼が酸化反応を研究するのに役立ちました。
実験1
水を作る最も簡単な実験の 1 つは、容器に酸素と水素を入れてスイッチを入れることです。
これは、制御された方法で、できれば実験室で、酸素と水素の取り扱いに注意して行う必要があります。各要素を少量ずつ使用することをお勧めします。また、耐熱容器を使用することをお勧めします。
実験2
もう 1 つの一般的な化学実験は、小さな風船に水素と酸素を充填することです。保護シールドを設置し、遠くから燃焼棒で気球に触れます。
別のオプションは、バルーンに水素を充填し、空中で点火することです. 空気中の酸素は反応して水を形成しますが、反応はより制御されます。
参考文献
- サクセナ、SK。VK Chhibber、VK Water とその化学的性質. （2020）。スペイン。スペインのアカデミック・エディトリアル。
- モレノ・ロドリゲス、JA; Moreno Rdz、A.; Moreno Rdz, LAケミストリー・イン・アクション. 一般化学実験 。（2018）。スペイン。スペインのアカデミック・エディトリアル。
