L’elettrolisi è un processo che trasforma energia elettrica in energia chimica: in pratica si usa l'energia elettrica per provocare una reazione chimica che non avverrebbe spontaneamente.
Il termine elettrolisi deriva dal greco e significa "rompere con l'elettricità".
Prendiamo dei fili elettrici con morsetti alle estremità, una pila da 9 volt, un vetrino da orologio, una piccola luce LED, acqua distillata, sale da cucina e acido muriatico.
Costruiamo un circuito elettrico collegando un filo a ciascun polo della pila. Poi colleghiamo il filo del polo positivo al contatto positivo del LED e un altro filo all'altro contatto della lampadina. Adesso immergiamo l'estremità libera del filo nel vetrino con acqua distillata. A questo punto immergiamo l'estremità libera del filo del polo negativo a qualche centimetro di distanza dal primo filo. La luce Led non si accende, questo ci dice che l’acqua non è un buon conduttore di corrente. Per migliorare la conducibilità dobbiamo sciogliere del sale nell’acqua o mettere alcune gocce di acido. La luce si accende perché l’acqua riesce a separare gli ioni che costituiscono il sale che si incaricano del passaggio della corrente elettrica. Si dice che sono elettroliti.
Na Cl > Na+ + Cl-
Questo mostra la funzione solvente dell’acqua che riesce in questo modo anche a modificare il terreno su cui scorre.
Se vogliamo scoprire la composizione chimica dell’acqua, dobbiamo fare un esperimento più complesso utilizzando l’apparecchio di Hofmann.
Consiste in 3 cilindri verticali uniti, in vetro. Il cilindro centrale è aperto in cima per permettere l'aggiunta di acqua e un composto ionico per migliorarne la conduttività, come piccole quantità di acido solforico. Un elettrodo in platino viene messo sul fondo di ognuno dei cilindri esterni, connesso con i terminali positivi e negativi di una sorgente elettrica.
Riempiamo i tre cilindri fino all’orlo in modo da non lasciare spazio tra il livello dell’acqua e il rubinetto. Poi colleghiamo il generatore ai poli, dopo aver inserito una lampadina nel circuito per evidenziare il passaggio di corrente. Quando viene fatta passare corrente attraverso l’apparecchio di Hofmann, si forma ossigeno gassoso all'anodo e idrogeno gassoso al catodo. Ogni gas lascia l'acqua e si raccoglie in cima ai due tubi esterni. Il volume di gas raccolto in un tubo è doppio rispetto all’altro. Il tipo di gas nel tubo di raccolta si può rilevare con un fiammifero: l'ossigeno farà diventare la fiamma del fiammifero di un bianco luminoso e bruciare vigorosamente, mentre la presenza di gas d’idrogeno farà bruciare il fiammifero appena un poco più brillantemente.
Questo dimostra che l’acqua è composta di idrogeno e ossigeno nel rapporto di 2 a 1.
Ecco la famosa formula
H2O
La reazione è un po’ complessa quindi la copiamo da wikypedia.
Al catodo negativo gli ioni idrogeno (H+) acquistano elettroni in una reazione di riduzione che porta alla formazione di idrogeno gassoso
2 H+ + 2 e- → H2(gas)
All'anodo positivo, gli ioni idrossido (OH-) subiscono ossidazione, cedendo elettroni e formano l’ossigeno:
4 OH- - 4 e- → 4 OH → 2 H2O + O2(gas)
