Reaksiyonlara Giriş- Nasıl Hidrojen Gazı Sentezlerim?

 

Hidrojen gazı günümüz de en çok tercih edilen gazlardan biri olma yolunda hızla ilerliyor. Bir çok insan bu gazı nasıl elde edebileceğini internetten araştırıyor. Bugün ki yazımızda sizlere hidrojen gazını nasıl elde edebileceğinizi anlatacağız ve hiç bir kaynakta bulamayacağınız güvenlik ve verimle ilgili ip uçlarından bahsedeceğiz.

Hidrojen Gazı Nedir? Nasıl Bir Maddedir?

Hidrojen gazı oldukça yanıcı bir gazdır. Sıkıştırmak ve yakmak patlamaya neden olabilir. Bu yüzden hidrojen gazı elde etmeye çalışırken parlama ve patlamaya karşı önlem almak gerekir. Hidrojen gazı ortamda gaz formunda bulunacağı için solunum yolunuza karışabilir ve sizleri zehirleyebilir. Bu sebeple bulunduğunuz ortamda hidrojen gazından sakınmalısınız. Azdan birşey olmaz dememek gerekir çünkü 1 mol hidrojen gazı 0 Celsius ve 1 Atm basınç altın da 22,4L yer kaplar. Bunu 10 mol yaparsanız 224L, 100 mol de 2240L yer kaplayacağını unutmamak gerekir. 

Hidrojen Gazı Sentezlemeden Önce Alınması Gereken Önlemler Nelerdir?

Hidrojen gazı sentezlemeden önce almanız gereken ilk önlem çevrenizle ilgili olacaktır. Eğer bulunduğunuz ortamda çeker ocak yoksa veya havalandırılmıyorsa deneye devam etmek oldukça risklidir. Reaksiyonu başlattıktan sonra oldukça hızlı hidrojen gazı çıkışı olacaktır. Eğer açık bir alanda deneyi gerçekleştirmeye karar verdiyseniz deneyi taş, büyük kayalar veya yanmayacak herhangi bir yüzey üzerinde gerçekleştirmelisiniz. Bu tedbir deneyin kontrolden çıkması durumunda kendinize ve çevrenize verebileceğiniz zararı en az seviyeye indirger.

Hidrojen Gazını Sentezlemek İçin Malzemeler

Hidrojen gazını elde etmenin çeşitli yolları vardır. Örneğin reaksiyonlar, elektroliz... Bu yöntemler arasından bugün ev şartlarında yapılabilmesi en kolay olandan bahsedeceğiz. Bu yöntemde kuvvetli bir bazın amfoter bir metal ile etkileşiminden yararlanacağız. 

Öncelikle malzeme olarak sodyum hidroksit (NaOH) ve alüminyum temin edeceğiz. Sodyum hidroksit (NaOH) lavabo açıcıların ana maddesidir. Lavabo açıcıların yaklaşık yüzde 99 u sodyum hidroksitten oluşmaktadır. Bu yüzden 1 paket lavabo açıcı temin etmeniz sizler için yeterli olacaktır. Alüminyum elementini ise dilerseniz laboratuvar malzemesi satan yerlerden veya daha kolay olması açısından marketlerden alüminyum folyo alarak tedarik edebilirsiniz. Bu kimyasalları tedarik ettikten sonra akıllara deneyi ne tür bir kabın içerisinde gerçekleştireceğiz sorusu geliyor. Bu noktada seçimi sizlere bıraksam da bir kaç önemli nokta eklemeden geçemeyeceğim. Beher vb. cam laboratuvar malzemesi kullanmak isterseniz deneyin sonunda elinizde Sodyum Alüminat (Na3AlO3) maddesi kalacaktır. Bu madde çökelti oluşturup kabın tabanında zor çözünen tortulara sebep olabilmektedir. Eğer beherde yapacaksanız deneyin sonunda temizlik için alkol bulundurmak isteyebilirsiniz. Daha basit olsun derseniz bir pet şişe alıp bu deneyi gerçekleştirin derim. Ancak burada dikkat edilmesi gereken husus reaksiyonun ekzotermik(Isı Çıkaran Reaksiyonlar) bir reaksiyon olduğudur. Bu sıcaklık plastik bir şişenin dayanabileceğinden oldukça fazladır. Bu yüzden deneyi yaparken şişenin eriyeceğinin ve sıvının etrafa akacağını göz önünde bulundurmalısınız. Gelelim Hidrojen gazını depolama şeklimize. Bu tip deneylerde balon hidrojen gazını depolamak için oldukça iyi bir yöntemdir. 1 veya 2 balon almanız sizler için yeterli olacaktır. Bunlarla beraber bir çift eldiven Sodyum Hidroksitin (NaOH) ellerinize zarar vermesini engelleyecektir.

Reaksiyon Nasıl Başlatılır?

Eldivenlerimizi takıp malzemeleri hazırlayıp çevre güvenliğini aldıktan sonra lavabo açıcının paketini açıyoruz. İçinden çıkan 1 paket lavabo açıcıyı deneyimizde kullanacağımız şişeye boşaltıyoruz. Mümkün olduğunca lavabo açıcı toza temas etmemelisiniz. Sodyum Hidroksit içerdiğinden dolayı derinize zarar verebilir. Sonra alüminyum folyoyu ve metali alıp çok küçük parçalara bölüyoruz. Burada ki temel amacımız temas yüzeyimizi arttırmaktır. İki avuç kadar alüminyum folyoyu koparıp, yuvarlayıp küçük toplar haline getirdikten sonra şişenin içine koyuyoruz. Sonra yaklaşık 250 ml kadar yani yarım pet şişe kadar musluk suyu veya varsa saf su ekliyoruz. Bu aşamadan sonra reaksiyon başlayacaktır. Hızlı bir şekilde balonunuzu şişenin başına geçirin ve şişeden biraz uzaklaşın. Reaksiyon eklediğiniz suyun sıcaklığına göre en hızlı noktasına farklı sürelerde ulaşacaktır. Çok hızlı bir kaynama ve beyaz duman çıkışı gördüğünüz an en hızlı anıdır. Balonunuz gaz  ile dolduğu zaman şişenin ağzından çıkarın ve bağlayın. Şişeden bir süre daha gaz çıkışı devam edecektir. Yaklaşmayın ve gazı solumayın. Tamamen siyah ve soğumaya başlamış halde gördüğünüzde reaksiyonun tamamlandığını anlayabilirsiniz. Artık hidrojen gazınız var dilediğiniz gibi kullanabilirsiniz. 

Reaksiyon Hakkında Açıklama Ve Küçük İpuçları 

Gerçekleştirilen reaksiyon NaOH ve Al arasında gerçekleşen reaksiyondur. Bu reaksiyonu denkleştirilmiş haliyle yazacak olursak 2Al + 6NaOH -> 2Na3AlO3 + 3H2 dir. Yani 2 mol Alüminyum ve 6 mol NaOH dan 3 mol H2 gazı elde edilmektedir. Gram cinsinden ifade edecek olsaydık 54 gram alüminyum ve 240 gram NaOH dan 1Atm basınç ve 0 Celsius da 67,2 litre Hidrojen gazı çıkmaktadır. 

Reaksiyonda alüminyum folyoları küçük top haline getirip atma sebebimiz yüzey alanını arttırmaktı. Yüzey alanı artışı elde edeceğiniz verimi ve reaksiyon hızınızı etkileyebilir. Ne kadar parçacıklı ve geniş yüzey alanı oluşturursanız sizler için o kadar iyi olacaktır. Bir başka ipucumuz ise suyun sıcaklığının reaksiyona etkisi üzerine olacak. Suyunuz ne kadar sıcak ise reaksiyonunuz o kadar hızlı ve kontrol edilemez olacaktır. Tabi belli sıcaklık seviyelerinin altında reaksiyonun başlaması çok zor olabilir. Bu yüzden ortalama sıcaklıklarda su kullanmanızı tavsiye ederiz.

Özetle bugün ki yazımızda nasıl hidrojen gazı sentezleyebileceğimizden bahsettik. Umarım hoşunuza gitmiştir. Aklınıza takılan sorular olursa yorum atmaktan çekinmeyin. Yeni başlattığımız bu seri hakkında yorumlarınızı bekliyoruz. Bir sonraki yazımızda görüşmek üzere...

Bilimle kalın, hoşçakalın...

#HepBirlikteBilimleDahaİleriye

Bilim İçerikleri! Türkiye'nin en ilginç bilim içeriklerinin yayınlandığı site beyazonluklu.com üzerinden akla gelmeyecek sorulara akılcı cevaplar bulabilirsiniz. Keyifli Okumalar...