¡Buenas tardes! Hoy os vamos a dar una pequeña clase de física y química, vamos a explicar que es la electrólisis del agua, ¿interesante verdad?
La electrólisis del agua es la descomposición del agua (H2O) en los gases oxígeno (O) e hidrógeno (H2)
debido a una corriente eléctrica que pasa a través del agua.
Una fuente de energía eléctrica se conecta a dos electrodos,
o dos placas (por lo general hechas de un metal inerte como el platino o acero
inoxidable), como dos chinchetas, las cuales son puestas en el agua. En una
celda diseñada correctamente, el hidrógeno aparecerá en el cátodo (el electrodo
negativamente cargado, donde los electrones son bombeados al agua), y el
oxígeno aparecerá en el ánodo (el electrodo con carga positiva).
Suponiendo el ideal de faradai de eficiencia, la cantidad de
hidrógeno generado es el doble del número de moles de oxígeno, y ambos son
proporcionales al total de carga eléctrica llevada a cabo por la solución.
La electrólisis de agua “pura” requiere una gran cantidad de
energía extra en forma de sobrepotencial para romper varias barreras de
activación; Sin esa energía extra la electrólisis de agua “pura” ocurre muy
lentamente si es que logra suceder. Varias celdas electrolíticas pueden no
tener los electrocatalizadores requeridos. La eficacia de la electrólisis
aumenta con la adición de un electrolito (como la sal, un ácido o una base) y
el uso de electrocatalizadores.
Ecuaciones
En el agua el cátodo es cargado
negativamente, una reducción de la reacción se lleva a cabo, con los electrones
(e -) desde el cátodo está dando a los cationes de hidrógeno para formar gas
hidrógeno (la semi-reacción balanceada con ácido):
Reducción en el cátodo: 2 H + (aq) + 2e –
→ H 2 (g)
En el ánodo cargado positivamente, una
oxidación produce la reacción, la generación de gases de oxígeno y dando
electrones hacia el ánodo para completar el circuito:
Ánodo (oxidación): 2 H 2 O (l) → O 2 (g) +
4 H + (aq) + 4e –
Las reacciones también pueden ser
equilibradas con las bases que se enumeran a continuación. No todas las
reacciones medias deben ser equilibradas con el ácido o base. Muchos lo hacen
como la oxidación o reducción de agua figuran en esta lista.
Cátodo (reducción): 2 H 2 O (l) + 2e – → H
2 (g) + 2 OH – (aq)
Ánodo (oxidación): 2 H 2 O (l) → O 2 (g) +
4 H + (aq) + 4 e –
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