Wasserzersetzungsapparat

Mit dem Wasserzersetzungsapparat (Bild) kann Wasser mit Hilfe einer Gleichstromquelle in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt werden (Elektrolyse).

An der BBS Winsen stehen für Schülerversuche mehrere Wasserzersetzungsapparate Typ 55098 der Fa. Cornelsen zur Verfügung.

Elektrolyse von Wasser

Geräte

Wasserzersetzungsapparat mit Deckel, 2 Messzylinder (10 mL), Netzgerät, 2 Stromkabel, Pinzette, Schutzbrille, Stopp-Uhr

Chemikalien

Ca. 100 mL heißes Leitungswasser, ca. 0,2 g Natriumhydroxid (1 NaOH-Plätzchen) zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit

• UVV: Gefahr der Verätzung bei direktem Kontakt mit NaOH. Das NaOH-Plätzchen nur mit Pinzette anfassen und Schutzbrille aufsetzen.
• Entsorgung: Ausguss

Durchführung

Behälter im Wasserzersetzungsapparat ohne Messzylinder etwa halbvoll mit dem Wasser befüllen. Die Messzylinder werden ebenfalls mit Wasser gefüllt, mit einem Finger zugehalten, in den Behälter eingetaucht und senkrecht über die Platinelektroden gestellt. Bei richtiger Handhabung bleiben beide Zylinder voll befüllt! Das NaOH-Plätzchen ins Wasser geben und den Deckel aufsetzen.

Über die Anschlussbuchsen wird das Gerät an die Gleichstromquelle (25 V) angeschlossen und die Stopp-Uhr gestartet.

Beobachtungsauftrag

Protokolliere im Minutentakt das am Plus- und Minuspol gebildete Gasvolumen und stelle Deine Messwerte tabellarisch zusammen. Schalte den Strom aus, wenn in einem Messzylinder alles Wasser durch Gas verdrängt wurde.

Auswertung

Erkläre die Vorgänge an den Elektroden und die jeweils gebildeten Gasmengen.

Detailfragen:

• Wie ist die Ladungsverteilung im H₂O-Molekül?
• In welche Ionen könnte des H₂O-Molekül zerfallen, wenn die Elektronen vollständig auf das stärker Elektronen anziehende Element übertragen würden?
• Was geschieht mit den Ionen nach dem Anlegen der Gleichspannung?
• Beschreibe die Elektronenübertragungsvorgänge am jeweiligen Pol und fasse Deine Aussagen zu Reaktionsgleichungen zusammen.
• Wo findet eine Oxidation bzw. Reduktion statt?
• Wie lässt sich das Verhältnis der Gasmengen erklären?

Durch die Elektrolyse lässt sich Wasser in seine Bestandteile _ und _ aufspalten. Dabei werden am _ zwei Volumenteile _ und am _ ein Volumenteil _ abgeschieden.