1。水の電気分解:
* 手順: 水を通って直接電流を渡します。
* 観察: 両方の電極に泡が形成されます。正の電極(アノード)で採取されたガスは酸素であり、負の電極(カソード)で採取されたガスは水素です。
* 説明: 電流は水分子を分解し、2:1比(すべての酸素原子の2つの水素原子)で水素と酸素を放出します。
2。金属と水との反応:
* 手順: ナトリウム、カリウム、カルシウムなどのさまざまな金属を水と反応します。
* 観察: これらの金属は水と激しく反応し、水素ガスと金属水酸化物を生成します。
* 説明: 金属は水から水素を置き換え、水に水素が含まれていることを示しています。
3。質量による水の分析:
* 手順: 既知の量の水を慎重に計量し、電気分解を使用して水素と酸素に分解します。次に、水素と酸素を個別に計量します。
* 観察: 水素と酸素の組み合わせ塊は、常に元の水塊に等しくなります。
* 説明: これは、水が水素と酸素のみで構成されていることを証明し、その質量の比は一貫しています。
4。 質量分析:
* 手順: 質量分析計を使用して、水蒸気のサンプルを分析します。
* 観察: 質量分析計は、水に対応する特定の質量対電荷比のイオンを検出します(H₂O)、およびH⁺やOH⁻などのフラグメント。
* 説明: これは、水の分子式とその中の水素と酸素原子の存在の直接的な証拠を提供します。
5。 燃焼分析:
* 手順: 酸素ガス中の既知の量の水素ガスを燃やします。
* 観察: 水は反応の唯一の産物として生成されます。
* 説明: これは、水が水素と酸素から直接形成できることを示しており、化合物内での存在をさらに証明しています。
これらの方法は、さまざまな原理を利用して、水が水素と酸素で構成されていることを実証します。それらは、化学反応の単純な観察から、洗練された分析技術にまで及びます。