Zerlegung von Wasser - Die Elektrolyse von Wasser
Summary
TLDRIn this educational video, the host demonstrates the electrolysis of water using a Hoffmann apparatus. By applying 20 volts, water is split into hydrogen and oxygen gases. The experiment confirms that hydrogen forms at the cathode and oxygen at the anode. The host verifies the gases using a spark test for oxygen and a pop test for hydrogen, showing that water indeed consists of hydrogen and oxygen.
Takeaways
- 🔬 Electrolysis is the process of breaking down a substance into its constituent elements using electrical current or voltage.
- 💧 Water electrolysis involves splitting water into hydrogen and oxygen gases.
- 🔌 The Hoffmann electrolysis apparatus is used in the demonstration to show the electrolysis of water.
- 🔋 A voltage of around 20 volts is applied to the water in the apparatus to initiate the electrolysis.
- 📈 Hydrogen gas is produced at the cathode (negative electrode), while oxygen gas is produced at the anode (positive electrode).
- 🔥 A glowing splint test is used to confirm the presence of oxygen, as oxygen supports combustion.
- 💥 The 'knallgas' (pop test) is used to demonstrate the presence of hydrogen, which is flammable and reacts explosively with oxygen.
- 🌐 The ratio of hydrogen to oxygen produced is approximately 2:1, which corresponds to the chemical formula of water, H2O.
- 🔄 The process of electrolysis can be reversed to combine hydrogen and oxygen back into water.
- 📚 Additional educational videos on hydrogen and related chemistry topics are available for further learning.
Q & A
What is electrolysis?
-Electrolysis is a chemical process that uses an electric current to drive a non-spontaneous chemical reaction. In the context of the script, it refers to the decomposition of water into its constituent elements, hydrogen and oxygen, using electrical voltage.
What is the purpose of the Hoffmann apparatus used in the video?
-The Hoffmann apparatus is used to demonstrate the electrolysis of water. It allows for the separation of water into hydrogen and oxygen gases at the anode and cathode, respectively.
What gases are produced during the electrolysis of water?
-During the electrolysis of water, hydrogen gas is produced at the cathode (minus pole), and oxygen gas is produced at the anode (plus pole).
How does the presenter prove that hydrogen gas is produced at the cathode?
-The presenter proves that hydrogen gas is produced at the cathode by conducting a 'knallgas probe' (pop test), which is a reaction that produces a loud popping sound when hydrogen gas is ignited in the presence of oxygen.
How does the presenter demonstrate that oxygen gas is produced at the anode?
-The presenter demonstrates the production of oxygen gas at the anode by conducting a 'flammability test' (spark test) using a glowing splint. If the splint reignites more vigorously, it indicates the presence of oxygen, which supports combustion.
What is the chemical formula for water, and how does it relate to the gases produced during electrolysis?
-The chemical formula for water is H2O. During electrolysis, water is split into its elemental components: hydrogen (H2) and oxygen (O2). This is in accordance with the formula, where two hydrogen atoms combine with one oxygen atom to form water.
Why is there more hydrogen gas produced than oxygen gas during the electrolysis process?
-There is more hydrogen gas produced than oxygen because, according to the chemical formula of water (H2O), there are two hydrogen atoms for every oxygen atom. Therefore, twice as much hydrogen gas is produced compared to oxygen gas.
What is the significance of the term 'anode' in the context of electrolysis?
-In the context of electrolysis, the term 'anode' refers to the electrode where oxidation occurs. It is the positive electrode where oxygen gas is produced.
What is the significance of the term 'cathode' in the context of electrolysis?
-In the context of electrolysis, the term 'cathode' refers to the electrode where reduction occurs. It is the negative electrode where hydrogen gas is produced.
How does the presenter ensure that the gases produced are pure and not mixed with air?
-The presenter ensures the purity of the gases by using a closed system with collection tubes (hähne) in the Hoffmann apparatus, which helps to prevent the entry of air from the surroundings.
What additional information does the presenter provide about the composition of water?
-The presenter provides additional information that water is composed of hydrogen and oxygen in a 2:1 ratio, which is evident from the chemical formula H2O and the observation that twice as much hydrogen gas is produced compared to oxygen during electrolysis.
Outlines
🔬 Electrolysis of Water Experiment
The speaker begins by introducing the concept of electrolysis, explaining it as a process where a substance is split into its fundamental elements using electrical current or voltage. The focus is on the electrolysis of water, which splits it into hydrogen and oxygen. The speaker references a previous video about the production of hydrogen and oxygen from water and aims to demonstrate the same through the use of a special apparatus known as the Hoffmann decomposition apparatus. The apparatus is filled with water and has two electrodes. The speaker connects these electrodes to a power source with 20 volts of direct current. The experiment is recorded in a close-up to show the gases forming at both electrodes. The speaker notes that more gas is produced at the negative electrode than at the positive electrode and plans to test the gases to confirm their identity.
🔬 Analysis of Gases Produced During Electrolysis
The speaker continues by conducting tests to identify the gases produced at the positive and negative electrodes. Using a glowing splint test, the speaker confirms that the gas at the positive electrode (anode) is oxygen, as it reignites the glowing splint more brightly, indicating a higher concentration of oxygen. The speaker then performs a 'pop test' to identify hydrogen at the negative electrode (cathode). The test is successful, confirming the presence of hydrogen. The speaker explains that by applying a voltage of around 20 volts, water was decomposed into its constituent elements, with oxygen forming at the positive electrode and hydrogen at the negative. The speaker also discusses the stoichiometry of water, noting that water (H2O) is composed of two hydrogen atoms and one oxygen atom, which explains the observed ratio of hydrogen to oxygen gas produced during electrolysis.
😀 Wrapping Up the Experiment
In the final paragraph, the speaker concludes the video by summarizing the experiment's findings and providing additional resources for viewers interested in learning more about hydrogen. The speaker wishes the viewers a good day and encourages them to explore more chemistry videos on the channel.
Mindmap
Keywords
💡Electrolysis
💡Hydrogen
💡Oxygen
💡Hoffmann Decomposition Apparatus
💡Anode
💡Cathode
💡Water
💡Electrical Current
💡Glow Test
💡Spark Test
💡Combination Reaction
Highlights
Introduction to the electrolysis of water, a process where water is split into its fundamental elements through electrical current.
Explanation of the electrolysis process and the role of electrical current in breaking down water into hydrogen and oxygen.
Demonstration of the electrolysis of water using a special apparatus called the Hoffmann decomposition apparatus.
Observation of gas formation at both electrodes during the electrolysis process.
Comparison of gas volumes at the positive and negative electrodes, with less gas at the positive electrode.
Hypothesis that the gas at the positive electrode is oxygen and at the negative electrode is hydrogen.
Use of a glowing splint test to confirm the presence of oxygen at the positive electrode.
Explanation of how oxygen supports combustion, as evidenced by the glowing splint test.
Confirmation that the gas at the negative electrode is hydrogen through the use of a 'knallgas' test.
Explanation of the chemical composition of water as H2O, and the resulting gases from its electrolysis.
Observation that hydrogen gas is produced in roughly double the amount of oxygen gas during electrolysis.
Discussion on the chemical reaction of hydrogen and oxygen to form water, and the implications of the electrolysis results.
Conclusion that water is composed of hydrogen and oxygen, supported by the electrolysis experiment.
Additional resources provided for further understanding of hydrogen and related chemistry experiments.
Encouragement for viewers to explore more chemistry videos on the channel.
Final thoughts on the significance of understanding the composition of water through electrolysis.
Transcripts
[Musik]
hallo zusammen herzlich willkommen zum
heutigen video in dem heutigen video
möchte ich euch die elektrolyse von
wasser zeigen unter einer elektrolyse
versteht man eine zerlegung eines
stoffes durch elektrischen strom
beziehungsweise durch spannung in diesem
fall rächt sich jetzt wasser aufsplitten
in seinem grundelemente wasserstoff und
sauerstoff
ich habe schon in dem video wo es um die
knallgas probe geht also den nachweis
von wasserstoff behauptet dass
wasserstoff und sauerstoff in die beiden
reagieren wasser daraus entsteht das
video dazu habe ich euch hier oben schon
mal verlinkt und genau das möchte ich
heute überprüfen bzw euch beweisen dass
das wirklich so ist und das zu zeigen
brauche ich einen ganz besonderen
apparat und zwar sprechen wir hier über
den hoffmannschen zersetzung apparat
letztendlich habe ich hier wasser
eingefüllt schafft man kann es sehen im
video
und ich habe hier unten zwei elektroden
an diese zwei elektroden werde ich jetzt
gleich mein strom anschließen in dem
fall gleich strom und 20 volt spannung
dazu geben
ich habe hier auf dieser seite gleich
mein pluspol auf der anderen seite
meinen minuspol ich habe die kabelnetz
angeschlossen und werde jetzt hier
main-netz gerät einschalten ich hab
schon noch 20 volt eingestellt und dann
gehe ich mal die nahaufnahme und zeigt
euch mal was hier genaueres passiert
was können wir jetzt hier sehen wir
sehen an unseren beiden polen dass auf
beiden seiten ein gas entsteht hier
wirkt es ein bisschen drüber
das sind einfach weil es hier kleinere
bläschen sind auf der anderen seite
haben wir deutlich größere blasen aber
auch hier entsteht ein gas hier oben
sammelt sich jetzt dieses gas da diese
beiden hähne geschlossen sind und
verdrängt etwas die flüssigkeit was das
für zwei gase sind die dabei entstehen
wenn wir uns gleich anschauen ich lass
das ganze jetzt noch ein zwei minuten
laufen und dann gucken wir uns an was
hierbei wirklich entstanden ist
ich habe jetzt die elektrolyse eine
ganze weile laufen lassen und wir können
feststellen
ich habe auf der linken seite auf der
seite meines plus pohls weniger gas wie
auf der seite meines - pols das heißt
wenn wir uns dass so ein bisschen
angucken ungefähr die doppelte menge an
gas ist bei meinem minuspol entstanden
ihr konntet es sehen dass in diesem
hoffmannschen zersetzung apparat sich
jetzt auf beiden seiten ein gas
entwickelt hat was das aber für gase
sind das wissen wir jetzt noch nicht
ich behaupte auf der einen seite habe
ich wasserstoff auf der anderen seite
habe ich sauerstoff und das beweist ihr
euch jetzt auch auf der seite meines
plus pols dort hat sich mein sauerstoff
gebildet
ich nehme jetzt im reagenzglas und für
diesen sauerstoff in dieses reagenzglas
ab
wenn hier jetzt wirklich sauerstoff drin
ist dann müsste ich ja eine positive
klemm sparen probe durchführen können
was nochmal ein gespann probe ist und
wie genau funktioniert das habe ich euch
oben auf dem i verlinkt mit diesem
reagenzglas führe ich jetzt die clips
spahn probe durch und versucht mal ob
meine idee dass hier wirklich sauerstoff
drin ist auch wirklich stimmt mit dem
reagenzglas führe ich jetzt gleich die
klinsmann truppe durch dafür werde ich
jetzt mein klub sparen gleich entzünden
und ihnen nur noch zum glühen bringen
und dann langsam mit dem holzstab in das
reagenzglas reinfahren
wenn hier wirklich reiner sauerstoff
drin ist dann sollte der club sparen
stärker auf leuchten heller werden denn
ihr wisst ja sauerstoff verstärkt eine
verbrennung
ich hoffe man konnte sehen meine gespann
probe war hier jetzt positiv also ich
hab gesehen dass bei meinem pluspol das
gas was dort entstanden ist sauerstoff
war
denn meine gespann probe war positiv das
heißt auf der seite meines pluspol der
pluspol wird auch oft anode genannt vor
allem wichtig für sam und fürs e niveau
dort entsteht reiner sauerstoff
auf der anderen seite habe ich jetzt
noch ein zweites gas hier behaupte ich
dass er - pol oder auch kathode genannt
wasserstoff entstanden ist auch das
werde ich jetzt gleich mit der
sogenannten knallgas probe probieren
dieses video zur knallgas probe habe ich
euch ja am anfang des videos schon
verlinkt
ich jetzt meinen wasserstoff drin und
mit diesem wasserstoff werde ich jetzt
die knallgas probe durchführen
und auch hier konnten wir sehen diese
war positiv ihr habt gesehen die
knallgas probe war positiv das bedeutet
in dem reagenzglas war wasserstoff drin
es hat zwar einen pfeifton gegeben
aber dieser leistung bedeutet ja nur das
außerdem zu diesem wasserstoff noch luft
mit drin war klar vorher in einem
reagenzglas das war ja nicht komplett
leer aber noch luft drin
ich habe jetzt nicht so viel wasserstoff
erzeugt dass das komplette dance class
geflutet war aber auf jeden fall hatten
wir hier wasserstoff mit drin enthalten
was sagt uns jetzt diese erkenntnis aus
also wir konnten feststellen dass wir
mit hilfe des hoffmannschen versetzung
apparats wasser in seine bestandteile
zerlegen konnten indem wir hier eine
spannung von um die 20 volt drauf
gegeben haben
wir haben auf der einen seite am pluspol
sauerstoff entwickelt dadurch angezeigt
durch die positive klemm spannt robe und
bei den minuspol dort hat sich rheines
elementares wasserstoff entwickelt haben
wir überprüft durch die knallgas prof
das war der beweis dass mein wasser aus
diesen beiden stoffen besteht auf der
einen seite aus wasserstoff auf der
anderen seite aus sauerstoff das heißt
wenn diese beiden stoffe miteinander
kombiniert werden und miteinander
reagieren dann entsteht eigentlich nur
wasser das heißt bei der explosion von
unseren luftballon in dem ersten video
zum thema wasserstoff habe ich euch hier
oben noch mal verlinkt dort ist
eigentlich nur wasser entstanden da wir
jetzt eine so hohe hitze hatten ist
wasserdampf entstanden und dieser
wasserdampf ist sind die atmosphäre
wieder entwichen
aber eigentlich besteht unser wasser
eben nur aus wasserstoff und sauerstoff
zusatzinfo noch für das m und das niveau
hier konnte es am anfang sehen während
ich den hof manchen zersetzung separat
an hatte das am minuspol wasserstoff
entstanden ist ungefähr doppelt so viel
gas entstanden
wie auf der seite des sauerstoffs warum
jetzt das ganze die formel von wasser
ist h2o wenn wir wasser jetzt
aufsplitten dann spielten wir wasser auf
ein elementares wasserstoff h2 plus
elementares sauerstoff o2
ihr könnt noch mal im ps3 nachlesen
sauerstoff kommt als element immer als
o2 vor
also haben wir auch hier hinten das
element wasser abgezapft habe und wo in
dem ich die klinsmann truppe
durchgeführt hat o2 jetzt müssen wir die
formel wieder ausgleichen wenn ihr nicht
mehr wisst wie das geht mit der formel
ausgleichen habe ich euch oben nochmal
auf dem i verlinkt und wir sehen dass
wir zwei h2o reagieren zu 2 h 2 + 2
das bedeutet wir haben zweimal h2 und
damit die doppelte menge wie mein o2 und
das können wir eben auch an dem gas
insgesamt absehen können wir auch schon
bei h 2 uhr ablesen denn wir haben ja
zwei teile wasserstoff und nur ein teil
sauerstoff das heißt die doppelte menge
an wasserstoff wie ein sauerstoff im
wasser drin das ist nochmal hier die
erklärung warum wir bei den gasen quasi
die doppelte länge an wasserstoff
erzeugen wie an sauerstoff das war's
jetzt zum thema elektrolyse von wasser
bzw
zerlegung von wasser und danach weiß das
wasser wirklich aus wasserstoff und
sauerstoff besteht hier habe ich euch
nochmal zwei videos zum thema
wasserstoff verlinkt und hier drüben
könnt ihr gerne auch draufklicken da
kommt er auf meinen kanal da habe ich
noch weitere chemie videos für euch
sonst wünsche ich euch jetzt erst mal
noch einen schönen tag macht's gut
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