Terug naar de experimenten
Gekozen categorie: Scheikunde experimenten
Toestel van Hoffman.

De naam zegt je misschien niet veel, maar je kan er grappige dingen mee doen.
Met dit apparaat kan je door middel van elektrische stroom water ontleden in zijn 2
bestanddelen, waterstof en zuurstof.
De scheikundige term hiervoor is elektrolyse.

Hiervoor heb je drie (dezelfde) frisdrankflessen nodig, waar je in alle drie de
flessen twee gaatjes boort. Hoe groter de frisdrankflessen hoe beter, ik gebruik 1,5 liter flessen.
De grootte van de gaatjes hangt helemaal af de dikte van de elektroden en de verbindingsslangetjes.
Die slangetjes dienen voor het afvoeren van het weggedrukte water uit de twee
buitenste flessen naar de middelste fles.
De gassen die namelijk in de twee buitenste flessen ontstaan drukken het overige
water weg wat in de middelste fles komt.
Zorg dus wel dat de middelste fles aan de bovenkant open is zodat er lucht uitkan,
doe je dit niet dan explodeert je opstelling.
Als je alle flessen geprepareerd hebt, heb je natuurlijk wel iets nodig dat alles
rechtop blijft staan.
Ik ga van koperbuis met een diam. van ong. 7 tot 10 millimeter een frame maken waar
alles in kan staan.

Ik denk dat het het handigst is in de onderkant van de flessen de gaatjes te boren
en in de bovenkant van de fles een kraantje of iets dergelijks te maken.
Aan de bovenkant kan je dan namelijk de gassen aftappen en even opvangen in iets dat
je met je duim af kan sluiten.
Ik gebruik hiervoor reageerbuisjes maar ik kan me voorstellen dat lang niet iedereen
die in huis heeft.

Als je begint:
Zet de kraantjes of wat dan ook in de buitenste flessen open, de middelste fles moet open zijn.
Schenk water met wat opgelost zout in de opstelling.
Zorg ervoor dat de middelste fles niet helemaal vol komt te zitten, als het water
dan gaat stijgen stroomt het erover heen.
De twee buitenste flessen moeten zo vol mogelijk zitten, als die vol zitten draai je
de kraantjes dicht, de middelste fles moet tot ongeveer de helft volzitten.
Sluit nu de elektroden op de gelijkspanningsbron aan, dit kan en mag een batterij
zijn maar dat kost veel tijd, aangezien de spanning en vooral de stroom (die het belangrijkst is)
erg klein is. Veel beter is een trein trafo, deze levert een goede spanning van 12 volt
bij - afhankelijk van de trafo - een half Ampère.
Nu gaat het proces aanzienlijk sneller en de dichtheid van de gassen wordt vergroot.
Ik gebruik hiervoor een voeding van 12 Volt en 10 Ampère, het gaat nu nog sneller en
de dichtheid van de gassen wordt nog groter.
De dichtheid van de gassen kan je niet zien. Waar je de plus of min aansluit maakt niet uit, zolang je ze tijdens het proces maar
niet verwisselt, dan vormt er zich waterstof en zuurstof in één fles wat een zeer
explosief mengsel is.
Als je de polen ook niet verwisselt kan je ook de verhouding tussen het onstaan van
de gassen zien. Die verhouding is 2:1, het waterstof vormt zich twee keer sneller
dan de zuurstof.
Hoe je beide stoffen aan kunt tonen staat hieronder.

Je zult toen de stroom aanstond vast wel belletjes van de elektroden af zien hebben
gaan, al die kleine belletjes zijn belletjes waterstofgas of zuurstofgas.
Om de gassen aan te tonen heb je twee personen nodig.
Om de beide gassen aan te tonen doe je het volgende:
Je zet de stroom uit.
Je pakt een reageerbuisje of iets anders van glas wat je met je duim af kan sluiten.
Je houd het reageerbuisje boven het kraantje en draait het kraantje van de fles waar het
MEESTE gas in zit even open, daarna sluit je het kraantje en sluit je de reageerbuis (of
wat dan ook) zo snel mogelijk af.
De tweede persoon pakt een lucifer en strijkt die af waarna hij vlak bij de
reageerbuis gehouden wordt en de ander haalt zijn duim van de reageerbuis af.
Je hoort nu een fluittoon of een knal.
Je hebt nu waterstof aangetoond.
Zorg er wel voor dat je de reageerbuis niet met de opening omhoog houdt, waterstof
is namelijk net zo licht als helium en wil dus naar boven.

Om het andere gas aan te tonen doe je het volgende:
De ene persoon pakt een lucifer waar hij de kop vanaf breekt, steekt hem aan en
blaast hem zacht uit zodat hij blijft gloeien.
Zorg dat de stroom uit staat.
Je pakt een reageerbuisje of iets anders van glas wat je met je duim af kan sluiten.
Je houd het reageerbuisje boven het kraantje en draait het kraantje van de fles waar
het MINSTE gas in zit even open, daarna sluit je het kraantje en sluit je de
reageerbuis (of wat dan ook) zo snel mogelijk af.
Je steekt nu de lucifer in de reageerbuis, je zal zien dat de lucifer enorm begint te gloeien.
Je hebt nu zuurstof aangetoond.
We hebben het dus wel vaak over het feit dat we zuurstof inademen, maar die 'zuurstof' bestaat
uit een samenstelling van een aantal gassen, je mag dus blij zijn dat we geen pure zuurstof
inademen en al zouden we er tegen kunnen, een brandje is dan niet meer te stoppen.

Als je de formules wilt weten ik schrijf ze even op, eerst in de gewone vorm, daarna
in de scheikundige vorm.

De formule van de chemische reactie is: Water(l) ----> waterstof(g) + zuurstof(g)
Nu de scheuikundige formule: 2 H2O (l)----> 2 H2 (g) + O2 (g)
Je vraagt je misschien af wat de kleine letters tussen haakjes achter de namen doen,
dit zijn de toestandsaanduidingen van de stof bij dit proces.
Engels Nederlands
(l) = liquid = vloeibaar.
(g) = gas = gas.
(s) = solid = vast.
(aq)= aqua = opgelost in water.
De twee laatste worden in deze formule niet gebruikt.
Als je even nadenkt over de gassen zou je er interessante proefjes mee kunnen doen.
Je zou bijvoorbeeld kunnen kijken wat de invloed van pure zuurstof is op planten.

Update! 17:40 21-11-03

Een van de drie flessen is klaar, op de gaten voor de elektrode en verbindingsslangen na. Het
kraantje is gemonteerd en goed vastgeschroefd dus nu zijn de andere twee flessen aan de beurt.
Hier een foto van de fles:
Een ongemodificeerde frisdrankfles

Hier een foto van het kraantje en de dop:
Kraan en dop

Hier een foto van het kraantje op de dop:
Kraan op dop

Hier een foto van het uiteindelijke resultaat:
Fles met dopkraan

Update! 19:34 1-1-2004

Inmiddels is ook de tweede fles af, en binnenkort ga ik ook de gaten voor de verbindingsslangen en elektroden boren.

Update! 16:39 6-1-2004

Het moet nu echt niet meer lang gaan duren, nog een frisdrank fles en ik kan het frame gaan bouwen.
Ik wil het frame van koperbuis gaan maken dat ik aan elkaar (hard)soldeer.
Hier komen de flessen dan weer in en dan is het klaar!
Dan maar kijken of dat idee met die Pringles bus gaat werken...

Update! 16:22 11-1-2004

Ik heb de gaten in de flessen voor de verbindingsslangen en elektrodesgemaakt en heb de gaten
rond de elektrodes dichtgelijmd, dit omdat ik bang ben dat er anders water tussendoor gaat lopen.

Update! 19:34 13-1-2004

Goed... de gaten dichtlijmen met lijm uit een lijmpistool is dus het slechtste idee mogelijk.
De lijm hecht namelijk niet aan de fles.
Ik had de gaten (dacht ik) goed dichtgelijmd en de opstelling gevuld.
Het duurde niet lang voordat er water door de 'afdichtingen' rond de elektrodes en
verbindingsslangen begon te lopen.
Ik moet de gaten met kit af gaan dichten, ik kon namelijk gewoon de lijm er af halen.
Hier toch nog even de foto's:
De electroden Totale opstelling

Update! 15:49 4-3-2004

Het werkt niet!
Ik heb de hele opstelling op een beetje primitieve manier neergezet, gevuld en daarna aangesloten.
Waarschijnlijk is er een probleem met de druk, want na een tijdje stond het water in de
middelste fles hoger zonder dat er gas gevormd was.
Wat ik ook mis zijn de karakteristieke belletjes die je tijdens het proces van de
elektroden hoort te zien komen, die zijn ver te zoeken namelijk.
Ik heb het idee dat door de verbindingsslangen de weerstand veel te hoog is, waardoor
er amper een reactie optreedt.

Ik heb wel de verbindingen met kit gedicht (sanitairkit) en dit werkt perfect, alle lekkagepunten zijn nu weg.
Ik zit nu te denken aan een andere opstelling zodat de weerstand acceptabel wordt en dat
er dus een reactie optreedt.

Update! 16:02 13-9-2004

Ik heb lang na zitten denken, ik ga de flessen voor het scheidingssysteem in een bloembak monteren, ik heb eerst een plexiglazen
plaat nodig waar drie gaten in gemaakt worden voor de flessen, en op de bloembak wordt de plaat met de flessen vastgelijmd, en
onder de plekken voor de flessen worden de gaten gemaakt voor de elektroden, hierdoor is er een veel betere weerstand wat
ook weer in houd dat er nu wel een reactie op zal treden.

Update! 16:02 14-9-2004

Vandaag een bloembak uit de tuin gehaald en schoongemaakt en er gaten in geboord voor de elektroden, en zo nieuwsgierig om te
kijken of het werkte heb ik de elektroden gelijk aangesloten, en meteen begonnen er belletjes waterstof te ontstaan bij de ene elektrode, wat dus
duidelijk aan geeft dat het werkt.
Nu ga ik binnenkort een plexiglazenplaat op maat maken voor op de bloembak, en daar drie
gaten in voor de flessen waarvan ik de onderkant afzaag.
Al het gas wat van de elektroden komt wordt dan opgevangen in de flessen en kan 'gedoseert' worden met de kraantjes.

Update! 22:45 28-9-2004

Nadat ik laatst gezien heb dat je bij de bouwmarkt plexiglas kan halen ga ik binnenkort ook een plaat halen om de bloembak mee 'af te schermen'
Dit moet om de hele opstelling luchtdicht te maken, want anders zou de waterdruk uit de 3
flessen het water over de bloembak laten stromen, en dan heb ik er niks meer aan.

Ik ben ook aan het denken geslagen, in plaats van een grote pin te gebruiken als elektrode heb ik zitten
denken aan ijzeren gaas (geen kippengaas) maar horregaas, voor een veel groter oppervlak en dus hopelijk meer gas-opbrengst.

Update! 14:09 24-4-2005

Heb inmiddels al lang geleden een stuk plexiglas helemaal op maat gezaagd en heel wat gaatjes geboord.
Heb namelijk een stuk gemaakt met flinke gaten waar de flessen (afgezaagd op een bepaald
punt aan de onderkant) inpassen, en daarna vastgekit worden.

Dit geheel wordt dan met een goedafsluitend rubber of iets dergelijks met klemmen bevestigd op de
bloembak, en de electroden kunnen dan aangesloten worden om gas te produceren...

Update! 22:57 29-9-05

Ik heb heel veel lopen denken, en de voltooing van dit experiment zit er nu toch echt aan te komen.

M'n nieuwe aanpak is al gedeeltelijk voltooid.
Ik heb nu nog steeds plexiglas gebruikt, maar in het plexiglas en de RAND van de bloembak
zijn gaten geboord, waar straks schroeven doorheen gaan.
Om de boel waterdicht te houden wordt er een rand kit op de rand van de bloembak gespoten,
die ik dan eerst laat drogen, en als die goed gedroogd is wordt het plexiglas inclusief de gasflessen erop geschroefd.
En dan maar hopen dat ik genoeg gaten geboord heb om de druk aan te kunnen.
Er drukt straks 3 x 1.5 liter water op de rand bloembak-plexiglas.

Update 11:44 29-3-06

De kit rand die ik eerst had aangebracht, heb ik na 3 weken ook weer kunnen
verwijderen, omdat het een groot rommeltje was.
Op een aantal plekken was de rand te dik, waardoor die op het punt er na te dun was, en daardoor dus water doorliet.

Ik zal dus eerst een nieuwe kitrand aan moeten brengen voordat ik verder kan.
Wordt vervolgd...