hoe scheid je water ?

Ha, die Gast117391;

Dat gebeurt door middel van elektrolyse. Lang verhaal, wordt in de link uitgelegd.

Ik leg het wel uit. Wikipedia stapt toch een beetje over de details heen.

Elektrolyse is het splitsen van stoffen door middel van elektriciteit. Water is inderdaad H2O. Als je water onder stroom zet door er twee elektroden aan te hangen die aan een spanningsbron zijn gekoppeld gebeurt er het volgende:

Zoals je wellicht weet zijn de bindingen in H2O tussen de waterstofatomen en het zuurstofatoom covalente bindingen. Dus de atomen delen elektronenparen. Water is een polaire stof, de waterstofatomen zitten samen aan 1 kant van het zuurstofatoom. Het zuurstofatoom trekt de gedeelde elektronenparen wat naar zich toe waardoor de kant met de waterstofatomen wat meer positief geladen is.

De positieve elektrode trekt de zuurstofkant aan. Zuurstofatomen hebben 2 elektronen waar ze graag vanaf willen. In water zijn die gedeeld met de waterstofatomen, maar aan de positieve elektrode kunnen deze elektronen natuurlijk afgegeven worden. Er ontstaan dan zuurstofgas en waterstofionen. De elektronen worden door de spanningsbron vervoerd naar de negatieve pool.

2 H2O(l) -> O2(g) + 4H+(aq) + 4e-

De H+ ionen die zijn ontstaan worden natuurlijk aangetrokken door de negatieve elektrode. Hier kunnen zij per tweetal weer 2 elektronen opnemen en zo samen een covalente binding aangaan en gezellig als belletjes waterstofgas opstijgen.

2 H+(aq) + 2 e- -> H2(g)

Om de reactie makkelijker te laten verlopen wordt vaak wat zwavelzuur toegevoegd aan het water, er ontstaan dan meteen al H+-ionen en het water wordt geleidend voor elektriciteit (zuiver water geleidt niet).

Aan de positieve elektrode stijgen dus gezellige belletjes zuurstof op (niet inhaleren, zuurstof is giftig!) en aan de negatieve elektrode stijgen belletjes waterstof op (erg explosief in combinatie met zuurstof.

Deze reactie kost erg veel energie (de spanningsbron) en deze energie komt weer vrij in de raketmotor:

2 H2(g) + O2(g) -> 2H2O(g)

Je kunt thuis prima twee elektrodes van een 9V batterijtje in een glas water hangen en het gas opvangen. Geeft een leuke knal als je het aansteekt.

Tot zover elektrolyse

Je kunt het toestel van Hoffman hiervoor gebruiken. De link legt uit hoe het werkt.

Water kun je scheiden met behulp van zichtbaar licht en het fotosysteem 2 enzym. Met behulp van katalysatoren is dat ook mogelijk (zie bron). In de hoge atmosfeer wordt veel water gescheiden in atomen door fotolyse door kortgolvig UV, deze straling heeft zoveel energie dat de scheidning geen katalysator nodig heeft.

Ook kan het gescheiden worden door hoge temperaturen. Als dat in een vonk is dan gaat het afkoelen zo snel dat er weinig water meer terug gevormd wordt bij de afkoeling.

Om puur water door elektrolyse te scheiden is een flinke overspanning nodig. Meestal wordt dan oplossing gebruikt van bijvoorbeeld NaOH, zodat er voldoende ionen in de oplossing zijn en er een flinke stroom kan lopen. Het water wordt dan door chemische reacties gescheiden.