Pengarang:
Janice Evans
Tanggal Pembuatan:
3 Juli 2021
Tanggal Pembaruan:
6 Boleh 2024
Isi
Bagian LainHidrogen adalah elemen paling ringan dan memiliki banyak kegunaan industri, termasuk pembuatan lemak terhidrogenasi untuk digunakan di dapur dan produksi hidrokarbon dari batu bara. Ini adalah bagian penting dari molekul air dan dapat dipisahkan menggunakan sedikit listrik. Anda juga dapat menghasilkan gas hidrogen menggunakan beberapa logam aktif dan asam kuat. Kedua metode ini relatif sederhana dan memungkinkan Anda mengumpulkan gas hidrogen.
Langkah
Metode 1 dari 2: Menggunakan Pemindahan Air dengan Logam Aktif
Kumpulkan bahan-bahan yang diperlukan. Untuk mengumpulkan hidrogen menggunakan reaksi pencampuran asam kuat dengan logam aktif, Anda memerlukan: labu Erlenmeyer, sumbat karet, tabung plastik, air suling, tabung reaksi, wadah besar, 3 asam klorida molar (HCl), dan magnesium atau pelet seng.
- Labu Erlenmeyer adalah labu kaca yang memiliki bagian bawah berbentuk kerucut dan leher silinder.
- Sumbat karet adalah untuk bagian atas labu dan harus memiliki lubang di tengah agar pipa dapat masuk.
- Magnesium atau seng akan berfungsi untuk percobaan ini, Anda tidak membutuhkan keduanya.
- Beberapa dari persediaan ini mungkin perlu dibeli secara online atau di toko persediaan laboratorium.
Kenakan peralatan pelindung yang tepat. Saat bekerja dengan asam kuat seperti asam klorida, Anda ingin memastikan Anda melakukan tindakan pencegahan keamanan yang tepat. Mengenakan jas lab, sarung tangan, sepatu dengan ujung tertutup, dan pelindung mata sangat penting.- Kacamata harus menutupi sisi mata Anda untuk melindunginya dari cipratan.
- Kenakan sarung tangan yang pas untuk menjaga ketangkasan tangan dan jari Anda.
Siapkan pengaturan eksperimental. Masukkan salah satu ujung pipa ke dalam lubang penyumbat karet. Anda ingin pipa masuk melalui sumbat karet dan menonjol sedikit dari ujungnya. Isi wadah besar dengan air dan letakkan ujung pipa yang bebas ke dalam air. Saat percobaan dimulai, Anda akan memasukkan sumbat karet ke dalam labu Erlenmeyer.- Sisihkan potongan-potongan ini sampai Anda siap menggunakannya.
Rendam tabung reaksi di dalam air. Ambil setidaknya satu tabung reaksi (Anda bisa menggunakan lebih banyak jika ingin mengumpulkan lebih banyak hidrogen) dan rendam di dalam air. Miringkan tabung agar semua gelembung udara bisa keluar. Tempatkan tabung di atas tabung terendam yang menempel pada sumbat karet di ujung yang berlawanan.- Penting agar semua gelembung udara dikeluarkan dari tabung sebelum Anda memulai. Jika tidak, gas yang dikumpulkan di dalam tabung akan lebih dari sekadar hidrogen.
Tambahkan asam klorida ke labu Erlenmeyer. Tambahkan asam klorida secukupnya untuk mengisi setengah labu. Sekitar 100 mL sudah cukup. Pastikan labu bersih dan kering sebelum menambahkan asam. Kenakan sarung tangan karet dan berhati-hatilah saat mengisi labu.
- Berhati-hatilah agar tidak menumpahkan air ke dalam asam. Air yang ditambahkan ke asam dapat menyebabkan ledakan dan cedera.
Mulailah reaksi kimia dengan menambahkan pelet logam ke HCl. Tambahkan segenggam pelet seng atau magnesium ke dalam asam klorida di dalam labu. Jumlah pasti yang Anda masukkan tidak penting, tetapi segenggam kecil sudah cukup untuk memulai reaksi.
- Setelah menambahkan pelet, letakkan stopper ke dalam labu sehingga sistem sekarang tertutup.
Kumpulkan hidrogen dalam tabung reaksi yang terendam. Saat logam bereaksi dengan asam, dihasilkan gas hidrogen. Hidrogen ini bergerak ke bagian atas labu, melalui pipa dan masuk ke dalam tabung reaksi yang terendam air. Gas akan menggantikan air dan Anda akan melihat bentuk gelembung di bagian atas tabung reaksi.
- Saat tabung reaksi terisi dengan hidrogen, rendam tabung lain dengan air dan letakkan di atas tabung. Anda dapat mengumpulkan hidrogen sebanyak yang dihasilkan oleh reaksi Anda.
- Jaga agar tabung reaksi menghadap ke bawah untuk mencegah gas hidrogen keluar ke udara.
Pastikan bahwa gas tersebut adalah hidrogen. Untuk memastikan bahwa gas tersebut adalah hidrogen, Anda dapat melakukan apa yang disebut uji bidai. Nyalakan korek api dan pegang di bawah tabung. Anda akan mendengar suara "letupan" atau mencicit, yang menunjukkan adanya hidrogen.
Metode 2 dari 2: Menggunakan Elektrolisis
Kumpulkan bahan-bahan yang diperlukan. Dalam percobaan ini, Anda akan menggunakan listrik untuk memisahkan gas hidrogen dan oksigen dari molekul air. Untuk mengumpulkan gas hidrogen menggunakan elektrolisis, Anda memerlukan baterai 9 volt, pensil, dua tabung reaksi, wadah plastik, air, soda kue, dua karet gelang besar (opsional), dan klip baterai dengan penjepit di ujungnya.
- Pensil harus memiliki grafit di dalamnya agar dapat bekerja. Pensil nomor 2 sempurna. Dua potongan kecil grafit juga bisa digunakan.
- Wadah atau mangkuk penyimpanan makanan kecil sudah cukup.
- Pastikan klip baterai dapat memuat baterai 9 volt dan memiliki kabel merah dan hitam dengan penjepit buaya di ujungnya. Klem ini akan digunakan untuk menghubungkan sistem Anda ke baterai.
Hapus penghapus dari pensil dan pecahkan pensil menjadi dua. Anda membutuhkan dua buah grafit, satu untuk ujung positif baterai dan untuk ujung negatif baterai. Pertajam kedua ujung pensil sampai satu titik. Pastikan grafit terekspos dengan baik.
- Langkah ini dapat dilewati jika Anda sudah memiliki dua buah grafit murni.
Bungkus 2 karet gelang di sekitar wadah dengan bentuk X. Langkah ini opsional, tetapi merupakan cara mudah untuk menjaga tabung reaksi tetap di tempatnya saat percobaan berjalan. Regangkan satu karet gelang di atas wadah dan regangkan karet gelang kedua di atasnya sehingga melewati yang pertama, membentuk X.
- Jika Anda tidak menggunakan karet gelang, pastikan untuk mengamankan tabung reaksi dengan selotip atau tali agar tetap terbalik selama percobaan.
Buat larutan soda kue dan air. Melarutkan soda kue dalam air akan membantu aliran listrik di dalam sistem. Jumlah pasti soda kue yang ditambahkan tidak penting, tetapi sekitar 1 sendok teh per 1 cangkir air sudah cukup. Aduk hingga benar-benar larut.
- Gunakan air hangat untuk mempercepat larutnya soda kue.
Isi wadah plastik dan tabung reaksi dengan larutan soda kue. Wadah harus cukup besar untuk menampung kedua tabung reaksi. Tambahkan larutan secukupnya untuk mengisi wadah sekitar tiga perempat penuh. Rendam tabung reaksi ke dalam larutan wadah dan balikkan. Tempatkan setiap tabung di salib karet gelang X untuk menahannya di tempatnya.
- Kedua tabung reaksi harus benar-benar penuh dengan air dan tidak ada gelembung udara yang tersisa.
Pasang penjepit aligator ke grafit. Ambil satu penjepit dari klip baterai dan tempelkan di ujung salah satu pensil. Pastikan itu menyentuh grafit sebanyak mungkin. Lakukan hal yang sama dengan sisa penjepit buaya dan potongan pensil.
- Satu pensil harus dipasang pada penjepit merah dan satu pensil pada penjepit hitam.
Masukkan ujung pensil yang tidak dijepit ke dalam tabung reaksi. Dengan menjaga agar tabung reaksi tetap terendam seluruhnya, miringkan sedikit agar Anda dapat memasukkan ujung pensil yang tidak dijepit ke dalam tabung. Ulangi proses ini dengan pensil lain dan tabung reaksi lainnya.
- Pada titik ini, semuanya harus berada di bawah air dan harus ada satu potongan pensil di dalam setiap tabung reaksi.
- Jauhkan ujung penjepit baterai yang menempel pada baterai dari air.
Pasang klip baterai ke baterai 9 volt. Setelah semuanya diatur, Anda sekarang siap untuk menggunakan listrik yang disediakan oleh baterai 9 volt. Ujung klip baterai harus menonjol keluar dari wadah, jadi cukup klip baterai di tempatnya. Setelah baterai dipasang, Anda akan melihat gelembung naik dari ujung grafit dan mengambang ke atas setiap tabung reaksi.
- Jika Anda tidak melihat gelembung yang dihasilkan, periksa untuk memastikan penjepit aligator terpasang dengan kuat ke grafit pensil. Juga, periksa apakah baterai Anda terisi penuh.
- Tabung reaksi dengan kabel negatif menempel pada pensil akan menghasilkan hidrogen, sedangkan tabung reaksi yang dipasang pada kabel positif baterai akan menghasilkan oksigen.
Kumpulkan hidrogen dan oksigen dalam dua tabung reaksi sampai Anda memiliki beberapa inci gas di setiap tabung. Ingat, tabung yang terhubung ke ujung negatif baterai akan memiliki hidrogen dan oksigen akan berada di dalam tabung yang terhubung ke ujung positif. Keluarkan tabung reaksi dari tabung, satu per satu. Jaga agar tetap terbalik dan biarkan air mengalir keluar. Gas di dalam tabung akan tetap ada meski Anda tidak bisa melihatnya.
Uji keberadaan hidrogen. Anda dapat menguji keberadaan hidrogen dengan menyalakan korek api dan menahan api ke arah gas. Ini akan membuat suara "letupan melengking" yang sangat berbeda jika itu adalah hidrogen. Anda juga bisa menggunakan lilin yang menyala sebagai pengganti korek api.
- Untuk menguji oksigen dalam tabung reaksi yang dihubungkan ke sisi positif sumber listrik, tiup korek api (atau lilin) yang menyala dan letakkan ujung yang masih menyala di bawah tabung reaksi. Jika lilin menyala kembali, oksigen hadir.
Pertanyaan dan Jawaban Komunitas
Apakah saya memerlukan dua tabung reaksi jika saya hanya ingin mengumpulkan hidrogen?
Ilmuwan Lingkungan Bess Ruff adalah seorang mahasiswa PhD Geografi di Florida State University. Dia menerima gelar MA dalam Ilmu dan Manajemen Lingkungan dari University of California, Santa Barbara pada tahun 2016. Dia telah melakukan pekerjaan survei untuk proyek perencanaan tata ruang laut di Karibia dan memberikan dukungan penelitian sebagai rekan lulusan untuk Kelompok Perikanan Berkelanjutan.
Berapa banyak hidrogen yang dapat dikumpulkan dari eksperimen elektrolisis sederhana ini? Dan berapa tekanan gas hidrogen?
Itu tergantung. Laju reaksi (pemisahan air) didasarkan pada ampli baterai dan waktu yang tersisa untuk bereaksi. Biasanya hidrogen akan berada di sekitar tekanan permukaan laut kecuali Anda melakukan percobaan di lingkungan yang sangat panas atau dingin.
Mengapa hidrogen terkumpul di tabung negatif
Karena cara molekul air berbagi elektron, atom Hidrogen bermuatan positif dan atom Oksigen bermuatan negatif. Saat mengeluarkan gas, Hidrogen yang bermuatan positif akan tertarik ke tabung negatif, sedangkan Oksigen yang bermuatan negatif akan tertarik ke tabung positif.
Mengapa gas tidak keluar dari tabung pengumpul gas saya?
Ini adalah hidrogen, gas yang lebih ringan dari semua gas lainnya, termasuk helium, yang berarti bahwa ia akan tetap berada di dalam tabung reaksi selama ujung tabung yang tertutup berada di atas karena gas lain menggantikannya. Alasan kami menggunakan helium sebagai pengganti hidrogen adalah karena helium tidak mudah terbakar. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa ini adalah gas mulia (memiliki kulit valensi penuh 8 elektron) dan oleh karena itu tidak reaktif.
Apakah gas itu sangat mudah terbakar?
Iya. Lihat bencana Hindenburg di YouTube. Zeppelin menggunakan hidrogen karena merupakan gas paling ringan, dan cukup mudah diperoleh. Itu juga alasan mengapa beberapa pembuat mobil mengerjakan mobil bertenaga hidrogen.
apakah ini bentuk cair hidrogen?
Tidak - hidrogen dalam percobaan ini akan berbentuk gas
Bagaimana cara mencairkan hidrogen? Menjawab
Peringatan
- Hati-hati dengan hidrogen murni. Bahan ini sangat mudah meledak jika bercampur dengan udara.
- Pastikan semua udara lain telah dikeluarkan dari peralatan tempat Anda mengumpulkan hidrogen.
