الماء هو السائل الذي تعتمد عليه الحياة، وهي متعلقة به بشكل مطلق. الماء هو جزيء صغير صيغته H2O، يحتوي على أكسجين وذرّتين من الهيدروجين. على الرغم من أن جزيء الماء هو جزيء ثابت جداً، إلّا أنه بالإمكان تفكيكه لمُرَكِّباته، بواسطة تمرير طاقة كهربائية، بالإلكتروليزا (التحليل الكهربائي).
في الفيديو القصير التالي يمكننا أن نشاهد كيف يمكن تفكيك جزيء الماء، وأن نجري بحثاً حول ما ينتج من التفكيك. لإجراء التجربة نحتاج إلى معدّات مختبرية أساسية ويجب إجراؤه بمراقبة شخص بالغ. 
 

أُنتِجَ هذا الفيلم من قبل Ray Venables وتمت ترجمته من قبل طاقم موقع معهد دافيدسون.

 

لقد أجريت أول عملية فصل لجزيء الماء بواسطة الإلكتروليزا في سنة 1800 على يد ويليام نيكلسون وأنتوني تشارلز. في نهاية القرن التاسع عشر، شكّلت هذه الطريقة (والتي كانت قد أصبحت أرخص كثيراً) الوسيلة الرئيسية لإنتاج الهيدروجين في الصناعة، بينما في أيامنا، تستعمل طريقة حرق الغاز الطبيعي، بشكل رئيسي، لهذا الغرض. في أيامنا، تستعمل هذه الطريقة لإنتاج الأكسجين من الماء في الغواصات وفي المحطات الفضائية. لقد جرت بعض المحاولات لاستعمال الماء كوقود عن طريق الالكتروليزا، ولكن للأسف الشديد، لا يمكن إنتاج الكهرباء بنجاعة بواسطة عملية الإلكتروليزا. هذا سارٍ حتى الآن على الأقل، لأن تفكيك الماء يتطلب تزويد طاقة كهربائية بكميات أكبر من تلك التي نحصل عليها من عملية حرق الهيدروجين، أو، بكلمات أخرى، علينا بذل كمية طاقة أكبر من الكمية التي قد نحصل عليها.

المبدأ الذي يكمن وراء التحليل الكهربائي للماء، هو نفس المبدأ الذي يكمن وراء الخلية الجلفانية . الإلكترودة الموصولة بالجزء الموجب لمُزَوّد الطاقة (الأنودة) تؤكسِد الماء (تأخذ منه إلكترونات) وبذلك فهي تجذِب إليها الأكسجين المشحون سالباً، في حين أن الإلكترودة الموصولة بالجزء السالب للمُزَوّد (الكاتودة) تَختَزِل الماء، وبذلك تعطيه إلكترونات وتجذب إليها الهيدروجين المشحون موجباً. تتّحد أيونات الأكسجين والهيدروجين، كلٌّ على حِدة، لتُكوّن H2 وَ O2، والتي نشاهدها على شكل فقاعات غازية. الهيدروجين قابل جداً للاشتعال ولذلك فإنه ينفجر عند ملامسته النار، في حين أن الأكسجين يساعد عملية الاحتراق، ولذلك فانه يُشعِل السيخ المُجمّر من جديد.

 

الترجمة للعربيّة: خالد مصالحة

ملاحظة لمتصفحي الموقع
إذا اعتقدتم أن الشرح ليس واضخاً بما فيه الكفاية أو إذا كانت لديكم أسئلة تتعلق بالموضوع، أنتم مدعوون للكتابة عن ذلك في المنتدى. سوف نتعرض لملاحظاتكم. تقبل دائماً بترحاب كبير اقتراحات التحسين والنقد البناء.

 

 

0 تعليقات