Experimento: Eletrólise da Água

Eletrólise da água
OBJETIVO

Promover a quebra de moléculas de água em seus átomos: Hidrogênio (H) e Oxigênio (O).
MATERIAIS E REAGENTES

• 1 conjunto de eletrólise
• 2 grampos
• 1 bateria
• 1 tubo de ensaio
• solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L

INTRODUÇÃO

Algumas reações químicas ocorrem apenas quando fornecemos energia na forma de eletricidade, enquanto outras geram eletricidade quando ocorrem. A eletrólise da água ocorre quando passamos uma corrente elétrica contínua por ela, desde que a tornemos condutora, pois a água pura não conduz corrente elétrica.

A decomposição da água ocorre quando efetuamos a quebra das ligações entre átomos de hidrogênio e oxigênio.

Quando a molécula é decomposta na eletrólise, os átomos livres procuram reagir novamente para formar novas moléculas. Assim, se quebrarmos as ligações químicas de duas moléculas de água, poderemos formar duas novas moléculas de hidrogênio e uma de oxigênio, gases que reagem entre si, para formar a água. Esta reação também será feita nesta experiência.

A reação entre o hidrogênio e o oxigênio ocorre com um grande desprendimento de energia, que pode ser novamente convertida em energia elétrica ou simplesmente em energia térmica, como numa grande explosão. Um bom exemplo de como utilizar estas duas formas de energia é o funcionamento de um ônibus espacial.

Os ônibus espaciais utilizam os gases H2 e O2 como combustível para as viagens espaciais e também para a geração de energia elétrica para o funcionamento de todos os equipamentos, uma vez que carregar baterias se torna inviável devido ao excesso de peso. Sistemas que geram energia elétrica (como no ônibus espacial), provenientes de reações químicas são chamados sistemas eletroquímicos. Observe que se existem reações que "produzem" energia elétrica e outras que "consomem", então podemos preparar sistemas onde a energia gerada por uma reação será utilizada para promover outra reação química.

PARTE EXPERIMENTAL Ao receber o sistema para realizar a eletrólise, retire a rolha, encha o sistema com uma solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L. Observe bem as instruções abaixo para que a experiência dê certo. Não deixe a solução cobrir as seringas totalmente. Coloque a solução até o nível indicado no desenho; Ao colocar o eletrólito (hidróxido de sódio), é importante observar que as mangueiras estejam desobstruídas (sem os grampos); Após encher o recipiente até o nível indicado pela figura, coloque os grampos nas mangueiras; Em momento algum do experimento você irá utilizar a rolha. Ela somente deverá tampar o orifício no centro da tampa após o final da experiência, após recolher a solução; Ligue os fios à bateria e observe o que acontece.

1. O que ocorre nos eletrodos dentro do sistema? Mantenha os eletrodos ligados à bateria, até que uma das ampolas fique totalmente cheia de gás.

2. Como os volumes de gases variam na ampola? Observe na bateria os pólos positivo e negativo marcados. Acompanhe o caminho de cada fio que parte desses pólos e chega à ampola.

3. Qual eletrodo (positivo ou negativo) gerou maior volume de gás?

4. No eletrodo positivo temos o gás _____________ e no eletrodo negativo temos o gás ______________ . Retire o grampo da mangueira contendo o gás hidrogênio, e recolha-o em um tubo de ensaio. Repita este procedimento com o gás oxigênio. A seguir aproxime um fósforo aceso da boca do tubo, conforme o esquema.

5. Explique o que ocorreu.

6. A eletricidade gerada na pilha provém de uma reação química?

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Preparo das Soluções

Solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L - Dissolver 4,0 gramas de hidróxido de sódio em água e completar para um litro.

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