Com produir un gas mitjançant l’electròlisi de l’aigua

Sereu capaços d’aconseguir descompondre l’aigua per obtenir els dos gasos que la componen (hidrogen i oxigen), aplicant energia elèctrica fent servir materials d’ús quotidià?

Aquest experiment és una proposta d’en Biel Prats, l’Eloy Prieto, l’Ariadna Gómez, la Claudia Escribano i l’Alicia Vázquez, alumnes de 2n d’ESO de l’Institut Josefina Castellví i Piulachs (Viladecans). Per dur-lo a terme han tingut el suport del seu padrí Óscar Guerrero, estudiant de doctorat de Ciències Ambientals a la Universitat Autònoma de Barcelona. Són els guanyadors del Premi ELIX Experimenta als ‘Millors Joves Divulgadors Científics 2023‘ del programa Repte Experimenta a l’Aula curs 2022-2023.

Què necessitem?

• 1 pila de 9V
• 250 ml d’aigua
• Cinta aÏllant
• 1 tupper o carmanyola
• 8 g sal de cuina
• 2 cargols d’acer inoxidable (3cm)
• 1m de cable de coure
• 2 gots o tubs d’assaig

Com ho fem?

1. Cal foradar la carmanyola dues vegades per la part de sota i introduir els 2 cargols d’acer inoxidable.
2. A continuació s’ha de connectar un extrem del cable a un cargol i segellar amb cinta aïllant per evitar fuites. Cal repetir el mateix procediment amb l’altre cargol.
3. S’ha d’omplir el tupper amb aigua i afegir la sal de cuina (per cada litre d’aigua afegir uns 30 g de sal). Cal mesclar fins a dissoldre tota la sal.
4. Després, s’han d’omplir els gots/tubs d’assaig completament, evitant l’entrada d’aire al seu interior, i donar-los la volta, quedant cada cargol a l’interior del seu corresponent got/tub.
5. L’altre extrem de cada cable s’ha de connectar a la pila; un a cada pol i segellar les connexions amb cinta aïllant.

Què observem?

En el moment en el que es tanca el circuit, com a l’interior de cada got es produeix gas (es generen bombolles), i es pot observar com es manté la proporció estequiomètrica, obtenint el doble d’hidrogen que d’oxigen.

Què aprenem?

Gràcies a aquest experiment hem aconseguit aprendre un nou concepte científic: l’electròlisi de l’aigua. És un procés a través del qual s’aconsegueix descompondre l’aigua per obtenir els dos gasos que la componen (hidrogen i oxigen), aplicant energia elèctrica. En concret, es tracta d’una reacció química d’oxidació i reducció (on s’intercanvien electrons).

També hem après el concepte de conductivitat elèctrica, que es la capacitat d’un material per deixar circular la corrent elèctrica. L’aigua pura no és conductiva. L’aigua de l’aixeta sí que ho és perquè conté ions. En afegir la sal augmentem la conductivitat de la dissolució.

Té aplicacions a la vida quotidiana?

Aquesta configuració s’anomena cel·la electroquímica o electrolitzador i s’utilitza per a produir hidrogen a partir d’electricitat. L’hidrogen pot utilitzar-se a la producció de productes petroquímics, acer, vidre i fertilitzants. També per a sistemes de transport nets; com a energia i calor combinats per a ús domèstic; i com a potencial mitjà d’emmagatzematge per a la xarxa elèctrica.