Cómo crear oxígeno e hidrógeno a partir de agua usando electrólisis

Coescrito por Bess Ruff, MA

El proceso de dividir el agua (H₂O) en sus componentes atómicos (el hidrógeno y el oxígeno) mediante la electricidad se conoce como electrólisis. Este es un experimento que tiene importantes implicancias en cuanto a los usos que se les puede dar a estos dos gases de manera independiente, siendo el hidrógeno una de las fuentes más limpias de energía a las que podemos acceder. Podría parecer complicado pero, en realidad, es más fácil de lo que crees si cuentas con el equipo adecuado, los conocimientos adecuados y un poco de pericia.

Parte 1

Parte 1 de 2:
Disponer el equipo

1
Llena un vaso de 350 ml (12 onzas fluidas) con agua tibia. No es necesario llenarlo hasta el borde, así que deja un poco de espacio. El agua conducirá electricidad con mayor eficacia si está tibia, aunque también funcionará bien con agua fría.^{[1]
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Fuente de investigación}
- Es posible emplear agua del grifo o embotellada, no importa cuál.
- El agua más caliente tiene una menor viscosidad, por lo que los iones que conducen electricidad pueden moverse con mayor libertad.
2
Disuelve 1 cucharada de sal de mesa en el agua. Lo único que debes hacer es verterla y luego revolverla un poco como una forma de ayudar a que se disuelva. De este modo, se convierte en una solución salina.^{[2]
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Fuente de investigación}
- El cloruro de sodio (la sal de mesa) es un electrolito que es útil para la conductividad del agua. Esto se debe a que el agua en sí no es particularmente conductiva.
- Si haces que el agua sea más conductiva, la corriente de la batería fluirá con mayor facilidad. Esto da como resultado que el agua se divida en hidrógeno y oxígeno con mayor eficacia.
3
Afila ambos extremos de dos lápices #2 de forma que el grafito quede expuesto. Ten cuidado de quitar el borrador en la parte superior del lápiz. Es necesario que los lápices estén lo suficientemente afilados como para que el grafito quede expuesto por completo por ambos extremos.
- Las varas de grafito que se encuentran dentro del lápiz constituirán los electrodos y conducirán la electricidad proveniente de la batería.
- El grafito funciona muy bien, ya que no se disolverá ni se dañará con el agua en tanto lleves a cabo el experimento.
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Corta un trozo cuadrado de cartón del tamaño suficiente como para cubrir el vaso. El cartón que utilices debe ser lo suficientemente grueso como para mantener su integridad estructural al perforarle algunos agujeros. Puedes tratar de cortar un trozo cuadrado de una caja de zapatos o una caja gruesa de otro tipo.^{[3]
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Fuente de investigación}
- El objetivo del cartón es suspender el grafito del lápiz en el agua sin que pueda tocar las paredes del vaso.
- El cartón no tiene propiedades metálicas, por lo que es posible colocarlo en la parte superior del vaso sin que afecte el resultado del experimento.
5
Perfora dos agujeros en el cartón con los dos lápices. Debes hacerlo con los dos lápices en sí, ya que es necesario que estos encajen de manera ajustada dentro de los agujeros de forma que no se muevan ni se deslicen. El grafito interrumpirá el experimento si es que toca las paredes o la base del vaso.^{[4]
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Fuente de investigación}

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Parte 2

Parte 2 de 2:
Llevar a cabo el experimento

1
Conecta un extremo de cada pinza tipo cocodrilo a los terminales de la batería. La batería es lo que en realidad genera la corriente eléctrica. Por tanto, las pinzas tipo cocodrilo constituyen el camino para transportar la corriente hacia el agua. Es necesario fijar una pinza al terminal positivo y una al terminal negativo.^{[5]
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Fuente de investigación}
- Debes emplear una batería de 6 voltios. Sin embargo, si no te es posible conseguir una, puedes usar una de 9 voltios.
- Las baterías de este tamaño pueden conseguirse en casi cualquier tienda de abarrotes o supermercado.
2
Conecta el otro extremo de cada pinza de cocodrilo a cada lápiz. Ten cuidado de que la parte metálica de la pinza de cocodrilo esté conectada al grafito del lápiz. Quizás sea necesario que lijes un poco más de la madera del lápiz tan solo para tener la certeza de que las pinzas de cocodrilo estén conectadas por completo al grafito.^{[6]
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Fuente de investigación}
- Al hacerlo, se completa la conexión a la batería y la corriente puede transferirse de ella hasta el agua.
3
Coloca el cartón sobre el vaso de forma que los lápices queden sumergidos. Debido a la forma como hayas cortado el cartón anteriormente, este debe quedar bien en la parte superior del vaso. Debes tratar de hacerlo con suavidad de forma que no desacomodes de su posición a los lápices que estén atravesando el cartón.
- Para que este experimento funcione, es necesario que el grafito de los lápices no toque el lado del vaso. Por tanto, simplemente revísalo bien en este momento y hazles ajustes a los lápices de ser necesario.
4
Observa mientras ocurre la separación de hidrógeno y oxígeno. Para este punto, empezarán a elevarse burbujas de las puntas sumergidas de grafito, las cuales constituyen los gases hidrógeno y oxígeno que se dividen. El hidrógeno burbujeará desde el lápiz que esté conectado al terminal negativo y el oxígeno burbujeará desde el lápiz que esté conectado al terminal positivo.^{[7]
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Fuente de investigación}
- Después de conectar las pinzas de cocodrilo a la batería y el grafito, la corriente empezará a fluir de inmediato.
- El lápiz que produzca hidrógeno generará más burbujas debido a que cada molécula de agua contiene dos veces la cantidad de hidrógeno que de oxígeno.
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Consejos

En caso de que no puedas conseguir lápices de grafito, es posible usar trozos pequeños de alambre en su lugar. Tan solo envuélvelos alrededor de la batería por un extremo y deja el otro extremo dentro del agua. Esto surtirá el mismo efecto que los lápices.
Puedes probar con una batería de un tamaño distinto, lo cual tendrá un efecto sobre el tamaño de la corriente que fluya a través del agua y esto, a su vez, tendrá un efecto sobre la velocidad a la que se dividan las moléculas de agua.

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Advertencias

Después de incorporar un electrolito para incrementar la conductividad, como la sal, tan solo debes tener en cuenta que se produce una pequeña cantidad de subproducto de cloro. Si bien no es suficiente como para resultar peligroso, sí es posible que percibas un olor sutil a cloro.
Este experimento debe realizarse bajo la supervisión de un adulto. Esto se debe a que trabajarás con electricidad y gases. Si bien es poco probable que sean dañinos, sí tienen el potencial para serlo.

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