Electrolyse de l'eau

De Wikidebrouillard.

Article incomplet en cours de rédaction

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Sommaire

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1 Présentation de l'expérience
2 Matériel
3 L'expérience
- 3.1 La manipulation
- 3.2 Que voit-on ?
4 Explications
5 Liens avec d'autres expériences
- 5.1 Expériences sur le Wikidébrouillard
- 5.2 Autres expériences
6 Applications : liens avec le quotidien
7 Catégories

Présentation de l'expérience

Matériel

de l'eau
1 récipient (bocal, bassine ou autre)
1 pile de 4,5 V (ou plus puissante)
2 clous (ou autres tiges de métal)
2 tubes à essai
2 cables électrique avec pinces crocodiles
du sel (ou tout autre électrolyte)
1 briquet

L'expérience

La manipulation

Remplir le récipient avec de l'eau et y ajouter l'électrolyte (ici, nous utilisons du sel). Prendre les deux clous ou les deux tiges de métal choisies et les placer dans chacun des tubes à essai, le but étant de récupérer l'hydrogène produit par l'électrolyse.

Brancher la pointe équipée du récupérateur (tube à essai) sur le pôle (-), la cathode, c'est là que l'hydrogène sera récupéré. Brancher l'autre pointe équipée du récupérateur (tube à essai) sur l'autre pôle (+), l'anode, c'est là que sera récupéré l'oxygène. Attendre et observer.

Légende :

1 : Anode
2 : Cathode

Que voit-on ?

Des petites bulles commencent à apparaître sur les tiges de métal : c'est de l'oxygène (O) au pôle (+) et de l'hydrogène (H) au pôle (-). Au bout d'une heure, s'il n'y a pas assez de gaz dans les tubes, on peut rajouter du sel pour booster la réaction. Une fois que l'on a récupéré assez d'hydrogène, on peut le faire exploser en approchant la flamme du briquet au moment où on le relâche. Un peu d'entraînement sera peut-être nécessaire au début.

Explications

De manière simple

Comment sait-on que l'hydrogène est présent ?

Le courant électrique dissocie la molécule d'eau (soit H2O) en ions hydroxyde (OH)- et hydrogène H+ : dans la cellule électrolytique, les ions hydrogène acceptent des électrons à la cathode dans une réaction d'oxydation en formant du dihydrogène gazeux (soit H2), alors qu'une oxydation des ions hydroxyde - qui perdent des électrons donc - se produit à l'anode ce qui produit l'oxygène (o2).

On constate aussi que le volume de l'hydrogène est deux fois celui de l'oxygène. On utilise une flamme pour constater la présence de l'hydrogène puisque c'est un gaz très inflammable.

L'électrolyte ?

L'eau pure conduit peu l'électricité, ce qui contraint à l'emploi d'un additif hydrosoluble - électrolyte - dans la cellule d'électrolyse pour « fermer » le circuit électrique (autrement dit, faire en sorte que les potentiels chimiques en jeu permettent la réaction chimique). L'électrolyte se dissout et se dissocie en cations et anions (c'est-à-dire respectivement des ions chargés positivement et négativement) qui peuvent « porter » le courant. Ces électrolytes sont habituellement des acides, des bases ou des sels.