Electrolisis del Agua

Hola gentecilla!

Rescato un poco el blog para hablaros acerca de un tema que me interesaba (y me interesa) bastante en su tiempo, y del cual no encontré mucha información en internet. Aunque es cierto que ahora mismo hay mucha más información que antes, me gustaría aportar mi pequeño granito de arena a aquellos que os interese la química elemental o estéis estudiando en el instituto y hayáis visto este experimento en algún libro de texto. Me estoy refiriendo ni más ni menos que a la electrolisis del agua.

El agua es una molécula con gran importancia para la vida, pues sus características químicas son únicas e imprescindibles para ello; pero en este caso dejaré las propiedades del agua para otra ocasión y solamente mencionaré su formulación química, mundialmente conocida: H2O.

Como su propia fórmula indica, la molécula de agua está formada por dos partes de hidrógeno y una de oxígeno, dos elementos, teóricamente, separables si se les aplica una determinada energía que rompa la molécula; lo que se conoce como una reacción endotérmica. Esta energía puede ser, por ejemplo, una corriente eléctrica atravesando el líquido.

El experimento es muy sencillo de realizar, aunque se necesitarán una serie de materiales muy importantes. A continuación os indico cuáles son y cómo han de ensamblarse para obtener el dispositivo para realizar el experimento:

- Un recipiente para contener el líquido mientras transcurre la reacción, por ejemplo, una botella de plástico de cualquier bebida.

- Un par de electrodos, que bien pueden ser dos de barras de grafito extraídas de un par de baterías.  Su extracción es peligrosa, pues hay que serrar las baterías longitudinalmente y pueden contener ácidos. Si vuestra piel entra en contacto con cualquier contenido de la batería, echaros agua inmediatamente; al igual que cuando hayáis obtenido las barras, ponedlas en agua y limpiadlas.

.

- Cables.

- 3 Baterías de 4,5 voltios, de petaca, colocadas en serie para obtener 13,5 voltios.

- Silicona o pegamento fundido.

El montaje del dispositivo es muy sencillo, aunque hay que tener en cuenta una serie de puntos importantes, como puede ser el sellado del recipiente para evitar que hayan fugas.

El primer paso será cortar el recipiente, bien transversalmente, aprovechando el culo de la botella, o bien longitudinalmente, para poder aprovechar mejor el volumen.

Después se abren dos agujeros en la parte inferior del recipiente ya cortado y se introducen las barras de grafito. Los agujeros deben ser de un diámetro un poco menor al de las barras, para conseguir que entren a presión y así minimizar fugas. Una cuarta parte de las barras deberá quedar por fuera del recipiente para poder conectarlas al circuito.

Una vez colocadas las barras en el recipiente, se procede a sellar los agujeros con silicona o con pegamento fundido, así solucionamos por completo el problema de las fugas.

Quizá la porción que queda por fuera de las barras de grafito haga que el recipiente no se pueda mantener en pie, por lo que se puede fabricar una base cuadrada o rectangular de madera (o cualquier otro material) para elevar esos pocos centímetros necesarios el recipiente para que se mantenga en su posición ideal. En el caso de que hayáis optado por cortar longitudinalmente la botella, tendréis que poner un par de topes para que ésta no ruede sobre la base, cosa que se soluciona facilmente con dos tquitos de madera situados a los lados del recipiente.

Una vez construido el recipiente y fijado para que no vuelque, procedemos al montaje del circuito.

Empezaremos por las baterías de 4,5 V, ¿cómo se conectan en serie?

Pues simplemente se conecta el polo positivo de una de las pilas al polo negativo de la siguiente, del polo positivo de ésta al polo negativo de la siguiente y de los polos negativo de la primera y positivo de la tercera se conectan los cables a las barras de grafito del recipiente.

Lo ilustro para que se aprecie mejor:

Una vez montado el circuito, siempre desconectado, se añade al recipiente agua destilada; que se puede obtener en cualquier supermercado.

Pero el agua destilada de por sí no va a permitir que el experimento prospere al conectar el dispositivo a la corriente, puesto que ésta no conduce la corriente eléctrica. En otra palabras, no posee electrolitos. Y de éstos existen muchos, pero hay que usar en particular aquellos que faciliten la reacción pero que no intervengan en ella alterando el producto, lo que se conoce como catalizador.

En su día averigué que el catalizador ideal para la reacción era el ácido sulfúrico (H2SO4), pero que también servía el bicarbonato sódico (NaHCO3), el cual es más accesible para la gente de a pie.

Así pues, se llena el recipiente con agua destilada y se añade el bicarbonato. Acto seguido se remueve bien para que quede todo bien disuelto. Hecho esto, conectamos el circuito… et voilà! Burbujas en ambas barras de grafito! Posiblemente hidrógeno y oxígeno, pero ¿cual es cual?.

Lo más sencillo es suponer que si el oxígeno es electronegativo, se pegará al polo positivo y el hidrógeno al polo negativo; lo cual es cierto. Pero otra forma de averiguarlo es tratar de contener ambos gases en tubos de ensayo o cualquier otro recipiente. Para ello podemos colocar, lo dicho, un tubo de ensayo sobre cada electrodo, llenos de la solución contenida en la botella (esto se hace sumergiendo el tubo y colocándolo sobre el electrodo sin que salga del líquido).

Podremos observar que el líquido desaparece progresivamente de los tubos conforme marcha la reacción y que uno de los tubos contiene más gas que el otro. ¿Y cuál era la fórmula del agua? ajá! H2O, por lo que el tubo con más contenido de gas debe ser el del hidrógeno y el que menos el del oxígeno. Pero aún hay otra forma de averiguarlo.

Si colocamos cada tubo, inmediatamente después de sacarlo del contenedor y boca abajo, para que no se escape el gas, sobre la llama de una vela, ésta se avivará al entrar en contacto con el oxígeno.  Si, por el contrario, se trata de hidrógeno se producirá una pequeña explosión fruto de la combinación de éste con el oxígeno del aire al aplicarle la energía calorífica de la llama.

Poco más que decir, solo que es un experimento muy sencillo y bonito de hacer. Si os interesa hacerlo, ya sabéis que los materiales están a vuestro alcance. Y, como siempre ocurre con estas cosas, prestad atención a lo que hacéis y tomad las precauciones oportunas.

Saludos! ;)

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8 respuestas a Electrolisis del Agua

  1. tumbaito dice:

    Carlos, mira tus estadisticas a dia de hoy… te he puesto en una web tu noticia, a ver si suben tus visitas :P

    xDDDDDD

  2. Endo dice:

    Vamos a ver vamos a ver… ya es hora de actualizar no?? jejeje que te voy a coger!!! xDD

    un abrazo!

  3. wilfredo dice:

    este experimento esta mvy bonito XD

  4. Vlad dice:

    Saludos… sirve si le pongo un tranformador a 18 V?
    la corriente sigue siendo continua.

    q buena info, muy accesible

  5. carlosv2009 dice:

    se te agradece que compartes conocimientos con otros que nos interesa, es muy buena la grafica, en lo particular me sirvio de mucho, pues con esta grafica pasé con 9 en una materia de la preparatoria habierta

  6. docam3opoz dice:

    Para evitar el peligro de extraer el grafito de una pila utiliza dos lápices con punta por ambos extremos.

  7. camila dice:

    uuuuuuuuui esta materia tiene muxas cosas interesante
    gracias por la ayuda …….

    que les valla lindo
    saludos.

  8. yessica dice:

    gracias pues nos a tocado ese experimento yyyyyy ya nos sacaste de dudas uummmm wiuwiuwiu
    eres lo maximo

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