Väte - Magnus Lagerberg Homepage

Väte H2 (gas)




Lättast av alla grundämnen (14,3 ggr så lätt som luft).
Gasmolekylerna sitter alltid ihop två och två, H2(g)
70-80% av universums materia består av väte.
ca 10% av människokroppen består av väte, bundet i en mängd organiska föreningar t.ex fetter,
kolhydrater och proteiner.
 Luftblandningar av 2/7 väte och 5/7 luft (samma proportioner som vatten).särskilt explosiva,
knallgas.
 Brinner under kontrollerade former med en mycket het(2600 C) svagt blå låga under bildning av
vatten. H2 +½O2H2O
 H+, vätejoner är sura (lågt pH) och utgör en viktig beståndsdel i syror.
Framställ väte ur vatten.
Ha en tratt och ett provrör redo och släpp i några kalciumbitar i vattnet. Sätt tratten över
kalciumbitarna, tratten skall vara täckt av vatten. Sätt provröret i tratten. Glasbubblor stiger upp. När
röret är fyllt med gas tas det upp. Sätt en tändsticka till mynningen. En liten smäll säger oss att det är
vätgas. Eftersom kalcium är ett grundämne måste vätet komma från vattnet.
Vätesåpbubblor
Målsättning: visa att vätgas är lättare än luft.
Vi tillverkar vätgas med hjälp av zink och saltsyra(massor av glada men sura vätejoner dvs H+)
och låter gasen bubbla ned i såpbubblelösning.
(1del Yes, 5 delar vatten och ½ del glycerol)
2 M HCl + zink
Zn(s)+2H+(aq)Zn2+(aq)+H2(g)
ev. kopparjonlösning som katalysator
H2
Detta var alltså tanken men gasutvecklingen var inte tillräckligt stark. Vad göra? Jo man hämtar en tub
med vätgas och bubblar ned gasen i såpan. Vips är demonstrationen räddad. Vätgasbubblorna stiger
mot taket. För att visa att det är vätgas antänds bubblorna med en lång trästicka.
Kemimetodik vt 99 LHS Paula, Patrik och Magnus
Riskbedömning: Tveksamt med antändningen av vätgasbubblorna. Effekten är härlig men tänd inte på
för många bubblor. Lärardemo.
Alternativ metod att visa att vätgas är ett lätt grundämne: fyll ballonger med vätgas, syre(luft) resp.
koldioxid och studera vilka som faller mot golvet resp lyfter mot taket.
Knallgasflaskan
I en kork passande PET-flaskor borras ett hål i vilket ett glasrör med 3-4 mm innerdiameter istickes.
Korken sätts sedan på 0,5 el. 1,5 liters Pet-flaska utan botten. Anordningen monteras fast på ett stativ
varefter flaskan fylls med vätgas. Håll tummen på glasrörets mynning då du fyller. Tänd en tändsticka,
släpp tummen och antänd gasen. När gasen börjar ”ta slut” kryper lågan ner i flaskan och reagerar
med syret i luften under bildande av knallgas. Efter smällen kan vattenånga ses på flaskans insida. Om
du har nerver av stål och lämpligen använder en 1,5 liters välfylld PET-flaska kan du genom att hålla
ett kallt glas ovanför lågan några sekunder påvisa att vatten bildas under förbränningen.
Experimentet visar att:
 vätgas brinner i luft
 under förbränningen bildas vatten
 vätgas har en stor potentiell energi, vilket kan observeras genom att lågan är mycket het (2600 C)
och det är en mycket liten mängd vätgas som ger denna kraftiga knall.
 Experimentet ger insikt om att mycket stor energi krävs för att sönderdela vatten. Det är därför
vatten är så stabilt och inte sönderdelas spontant.
Risk bedömning: lärarledd demonstration.
H2(g)
H
Y
D
R
O
G
E
N
Kemimetodik vt 99 LHS Paula, Patrik och Magnus
Elevanteckningar från min demonstration
saltsyra +zink
pang
surt
gas
Önskade elevanteckningar
Saltsyra innehåller vätejoner H+ surt , lågt pH.
Zink är en oädel metall, guld och silver är ädla metaller.
Zink + saltsyra bubblar. Vad har bildats? Gas. Vilken gas?
Gasen förs ned i såpbubble lösning. Bubblor bildas. Bubblorna flyger upp i taket.
Varför flyger bubblorna upp i taket? De är lättare än luften.
Uppe i taket antänds bubblorna. Eldsken och puff.
Varför? Väte brinner i luft, en viss väte och luftblandning bildar knallgas.
Knallgas reagens på vätgas.
Vad hade vi från början?
Zink + saltsyra
Zn
HCl
Vad bildades? Vätgas. H2. Grundämne
H2
Var Kommer vätgasen från? Saltsyran innehåller vätejoner H+
lackmuspapper färgas rött av vätejoner. Surt, lågt pH.
Zn + H+H2
Vad hände med zinken? Kvar i provröret, löses upp. Det bildas zinkjoner. Zn2+
Vätgas 2 atomig H2
gasformH2(g) måste funnits 2st H+ före reaktionen.
Zn(s) + 2H+(aq)H2(g) + Zn2+(aq)
Kemimetodik vt 99 LHS Paula, Patrik och Magnus
Slutsatser:
Grundämne: väte H2 sitter ihop 2 och 2, gasform (g)
70-80% av universums materia består av väte.
egenskaper: lättare än luft, det lättaste grundämnet
vätejoner är sura, pH lågt, färgar lackmuspapper rött
vätejoner finns i syror t.ex. Saltsyra(HCl)
vätejoner i saltsyra plus oädla metaller t.ex zink bubblar och bildar vätgas
reagens på vätgas: knallgas
indikator på vätejoner: lackmuspapper färgas rött
Kemimetodik vt 99 LHS Paula, Patrik och Magnus