domingo, 9 de abril de 2017

Como produzir gás hidrogênio e gás oxigênio a partir da água?

Produzir gás hidrogênio e gás oxigênio a partir da água
Você sabia que é possível fazer um gás explosivo usando exatamente os mesmos átomos da água? Por meio de uma eletrólise, conseguimos quebrar as moléculas de H2O, transformando-as em H2 e O2, que têm a forma de gás. Para realizar o experimento da eletrolise da água será necessário preparar uma solução de sulfato de sódio, Na2SO4.


O sulfato de sódio é um pó branco, sem cheiro e de toxidade média quando ingerido. Não causa irritações na pele nem nas membranas mucosas, mas pode causar irritações às narinas e aos olhos quando em grandes concentrações. Não é inflamável. É usado na manufatura de papelão, vidro, papel kraft, cerâmica vitrificada, detergente, fibras têxteis (viscose rayom), tintas e corantes, misturas congelantes, aditivos de alimentos, curtume. Na área medicinal é usado como laxante. Pode ser encontrado em algumas farmácias.

Eletrólise da água (Aquosa)

Eletrólise da água

Material necessário

# 2 eletrodos de fio de cobre grosso (de 2,5 mm) de diâmetro e 20 cm de comprimento, descascados nas extremidades.
# Cuba de plástico feita com o fundo de uma garrafa PET transparente de 2 L.
# 2 seringas de 5 mL de capacidade (sem agulha).
# Massa de modelar ou parafina (para vedar as seringas).
# Tira de isopor que caiba na cuba (para dar suporte às seringas).
# 1 bateria de 6 Volts (bateria de moto) ou 4 pilhas alcalinas de 1,5 V ligadas em série em um porta-pilhas.
# 2 fios de cobre bem finos de aproximadamente 40 cm de comprimento (comprado em loja de materiais elétricos)
# Fita adesiva.
# Água.
# 1 colher de café rasa de sulfato de sódio

Como fazer


Prepare uma solução de sulfato de sódio dissolvendo uma colher rasa de sal em 500 mL de água. Reserve.

Fure a tira de isopor próximo às extremidades para poder encaixar as duas seringas, lado a lado na placa. Reserve. Vede as pontas das seringas com massa de modelar ou parafina. Reserve.

Remova 2 cm da parte isolante das extremidades de cada fio de cobre grosso para fazer os eletrodos e ajeite seu formato em S para que uma parte dele possa ficar dentro da cuba, encaixada em uma seringa, e a outra fique para fora da cuba para ser ligada, por meio de um fio de cobre fino, a um dos polos da bateria. Se necessário, utilize a fita adesiva para prender o fio de cobre fino ao eletrodo e à bateria.

Coloque a solução aquosa de sulfato de sódio até 2/3 da altura da cuba.

Encha uma seringa completamente com a solução, tape-a com a palma da mão e emborque-a na solução da cuba. Só retire a mão quando a boca da seringa estiver abaixo do nível da solução na cuba, de modo que não fique ar dentro da seringa. Encaixe a seringa no suporte de isopor e arrume dentro dela um dos eletrodos de cobre.

A palavra eletrodo significa caminho para a eletricidade. O eletrodo ligado ao polo positivo da bateria é denominado de ânodo. O eletrodo ligado ao polo negativo é denominado de cátodo.

Repita o procedimento descrito anteriormente com a outra seringa e o outro eletrodo. O sistema final deverá ficar semelhante ao da foto.

Deixe a eletrólise ocorrer até que uma das seringas fique cheia de gás. Em seguida, o professor poderá fazer os testes demonstrativos para o reconhecimento dos gases hidrogênio e oxigênio.

# Teste para o hidrogênio – retire da cuba a proveta que você acredita que tenha o gás hidrogênio, mantendo-a com a boca virada para baixo para evitar que o gás escape (o hidrogênio é menos denso que o ar). Aproxime da proveta um palito de fósforo aceso. O que você observa? Por quê?

# Teste para o gás oxigênio – retire da cuba a proveta que você acredita que tenha o gás oxigênio, mantendo-a inclinada, com a boca virada para cima (o oxigênio é mais denso que o ar) e aproxime um pálido de fósforo em brasa ou um pedaço de palhinha de aço começando a queimar. O que você observa? Por quê?

Vejamos as reações envolvidas no experimento da eletrólise da água

reações envolvidas no experimento da eletrólise da água

Dicas de Segurança

Os testes devem ser feitos apenas pelo professor, tomando extremo cuidado com a chama, certificando-se de que não há materiais inflamáveis por perto. Os alunos farão observações e poderão propor explicações para o que foi observado.



Descarte de rejeitos

A solução de sulfato de sódio pode ser descartada na pia. A bateria (ou as pilhas) contém metais pesados e tóxicos além de outros materiais poluentes; quando gastas, devem ser entregues em postos de coleta especializados para serem devolvidas ao fabricante, que irá reciclá-las.

Investigando o experimento

Em qual dos eletrodos o oxigênio é produzido no ânodo ou cátodo? E o hidrogênio? Como você chegou a essa conclusão?

O volume de gases hidrogênio e oxigênio obtidos é exatamente o que você esperava? Se não, proponha uma explicação (se necessário investigue a respeito) para a proporção entre volumes observada.

Nossa proposta é dar preferência à utilização de materiais do dia a dia nos experimentos. Por que então preferimos utilizar sulfato de sódio em vez de cloreto de sódio (sal de cozinha), se ambas formam com a água uma solução condutora de elétrons? Se não conseguir responder, repita o experimento substituindo o sulfato de sódio pelo cloreto de sódio. O que você observa? Proponha uma explicação.



Assista ao vídeo e perceba a razão de não utilizarmos o NaCl, e também descobrirmos em qual eletrodo o O2 e H2 será formado:


Espero ter contribuído para seu experimento.
Um mol de abraços, a você amigo leito! Volte sempre!

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