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Electrólisis del agua

En este trabajo se descompone agua mediante una corriente eléctrica y se recogen los gases producidos en dos tubos de ensayo invertidos.
El experimento permite aproximarse a la composición del agua y sus proporciones de oxígeno e hidrógeno y se pueden observar algunas reacciones no deseadas además de la descomposición.
Esta práctica está relacionada con la del voltámetro de Hofmann.

Enlace al guión de laboratorio.

Material

- Pila de 4,5V o fuente de alimentación de 6 o 12 V
- Dos electrodos de grafito
- Cables de conexión y 2 pinzas de cocodrilo
- Bombilla para 4,5 o 6 V y portalámparas - Voltímetro
- Vaso precipitado 250 cm³ o plato, agua y sal
- 2 pinzas, nueces y soporte
- 2 tubos de ensayo

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Como electrodos de grafito sirven los carboncillos de dibujo. Estas barras de grafito suelen ir barnizadas, por lo que es necesario raspar el barniz de la superficie para que hagan contacto eléctrico con la disolución.
Hay excelentes electrodos de grafito en el interior de las pilas usadas de 1,5 V. La carcasa de cinc que forra interiormente la pila también es un excelente material para electroquímica.
Al ser más abiertos que los vasos, los platos permitan sumergir las bocas de los tubos invertidos con facilidad e introducir los electrodos por debajo.

Comentarios a la preparación del montaje

Como se va a trabajar con líquidos conductores, la fuente de alimentación debe quedar alejada del plato utilizando cables suficientemente largos.
El circuito eléctrico va conectado en serie, al cerrar el circuito la bombilla debe encenderse si es adecuada. Es conveniente que las pinzas no queden bajo el líquido para que no se produzca reacción en su superficie. Pero es difícil lograr conectar los electrodos sin que queden sumergidos. No se pueden incrustar en tapones que cierren las bocas de los tubos porque impedirían que se cierre el circuito a través de la disolución.

Aspectos didácticos

Este trabajo pretende:

- Descomponer agua mediante una corriente eléctrica, demostrando que es un compuesto y no "el líquido elemento".
- Comprobar la proporción 2/1 en los gases liberados al descomponer el agua.
- Usar tubos de ensayo invertidos para la recogida de gases.

Este trabajo se suele hacer junto con el del voltámetro de Hofmann.
El trabajo pretende descomponer agua y recoger los gases desprendidos en cada electrodo para aproximarse a la proporción 2/1 de hidrógeno/oxígeno. Aunque se ve con facilidad que ambos tubos producen cantidades distintas, no suele obtenerse el doble de volumen de gas de hidrógeno que de oxígeno.
Los alumnos suelen estar convencidos de que el agua conduce la electricidad, como ven en derivaciones por humedad o en electrocuciones con agua. Es conveniente hacer una prueba inicial con agua destilada para que comprueben que el agua pura es muy mala conductora eléctrica. De esta forma se justifica la adición de ácido o de sal para hacerla conductora.
La conexión del circuito en serie no es evidente para muchos alumnos, hay que señalar expresamente la relación entre el circuito construido y el dibujado en el esquema.
La utilidad del voltímetro es la de comprobar que puede estar pasando corriente aunque la bombilla esté apagada y, aparentemente, sin corriente.
Las pinzas de cocodrilo sumergidas provocan reacciones entre su metal y la disolución. Puede detectarse que la disolución se colorea o que aparecen compuestos coloreados en los tubos de ensayo debido a estas reacciones no deseadas.