Elettrolisi dell'acqua: cosa ne sappiamo?

Molti di noi probabilmente hanno amato gli esperimenti condotti nelle lezioni di chimica della scuola. È sempre interessante vedere come le diverse sostanze interagiscono tra loro e ciò che ne esce. E una cosa come l'elettrolisi dell'acqua, alcuni sperimentatori ripetono con successo a casa. Come è noto, questo processo porta al rilascio di ossigeno e idrogeno. Ma come avviene esattamente tutto ciò? Perché abbiamo bisogno dell'elettrolisi dell'acqua e quali sono le sue prospettive? Affrontiamolo con maggiori dettagli.

Com'è l'elettrolisi dell'acqua

Se si prende un alimentatore convenzionale, si collegano le aste di grafite ai poli e le si riducono in acqua di rubinetto, una corrente continua fluirà attraverso di esso, si verificheranno varie reazioni elettrochimiche nel liquido. La loro attività dipende dalla tensione e dalla presenza di vari sali nell'acqua. Se consideriamo l'elettrolisi dell'acqua a casa utilizzando il sale da cucina convenzionale, quindi nella forma più semplificata, è possibile distinguere diversi processi indipendenti in esso.

Processo elettrochimico

Consiste nel fatto che l'ossigeno viene rilasciato sull'anodo - ea questo punto il liquido viene acidificato, e al catodo - l'idrogeno - e il liquido è alcalinizzato qui. Ma non è tutto. Se usi elettrodi speciali, l'elettrolisi dell'acqua ti permetterà di ottenere ozono sul polo negativo e sul polo positivo perossido di idrogeno. In composizione fresca (non acqua distillata) Ci sono sempre sali minerali: cloruri, solfati, carbonati. Quando si verifica l'elettrolisi dell'acqua, partecipano anche alle reazioni. Per esempio, quando una corrente continua comincia a passare attraverso l'acqua con sale da cucina disciolto, il cloro comincia a formarsi sull'anodo - e l'acqua qui viene acidificata, e l'idrossido di sodio si forma al catodo - e l'acqua viene alcalinizzata. Tale reazione è transitoria e gli elementi chimici apparenti iniziano a interagire di nuovo tra loro. Di conseguenza, l'ipoclorito di sodio - 2NaOCl inizia presto a comparire. Circa la stessa cosa succede con cloruri di potassio e calcio. Come vediamo, come conseguenza della decomposizione acqua dolce si forma una miscela di forti ossidanti: ozono, ossigeno, ipoclorito di sodio e perossido di idrogeno.

Processo elettromagnetico

Si trova nel fatto che le molecole d'acqua sono orientate parallelamente al movimento della corrente in modo che la loro parte di idrogeno (con il segno "+") sia attratta dal catodo e la parte di ossigeno (con il segno "-") sull'anodo. L'impatto su di loro è così forte che porta all'indebolimento ea volte alla rottura dei legami dell'idrogeno. Di conseguenza, si forma l'ossigeno atomico, che influisce sulla riduzione della durezza dell'acqua. Ossida gli ioni di calcio in ossido (Ca ⁺ + O → CaO), che a sua volta si combina con l'acqua e forma l'idrato corrispondente: CaO + H ₂ O → Ca (OH) ₂ .

Processo di cavitazione

Il collasso di microscopiche bolle di idrogeno e ossigeno, che si manifestano attraverso l'elettrolisi, avviene con il rilascio di un'enorme energia, che distrugge le molecole d'acqua che formano le loro pareti. Di conseguenza, appaiono ioni e particelle atomiche di ossigeno e idrogeno, idrossili e altre sostanze.

applicazione

L'elettrolisi dell'acqua è di grande valore pratico per l'industria moderna. Viene spesso utilizzato per purificare l'acqua da varie impurità. È anche un modo semplice per produrre idrogeno. Quest'ultimo è interessante come possibile alternativa al combustibile convenzionale. Attualmente, gli scienziati stanno studiando l'elettrolisi plasmatica dell'acqua, che è molto più efficace del solito. Inoltre, esiste una teoria secondo cui è possibile utilizzare batteri speciali in grado di produrre una piccola corrente per decomporre l '"elisir della vita". Come potete vedere, l'elettrolisi dell'acqua non è affatto così semplice come sembra a prima vista, e ci si può certamente aspettare che ulteriori studi su di esso possano condurre alla transizione verso il combustibile a idrogeno.