Muitos de nós devem ter adorado os experimentos realizados nas aulas de química da escola. É sempre interessante observar como várias substâncias interagem entre si e qual é o resultado. E algo como a eletrólise da água, alguns experimentadores repetem com bastante sucesso em casa. Como se sabe, esse processo leva à liberação de oxigênio e hidrogênio. Mas como exatamente tudo isso acontece? Por que a eletrólise da água é necessária e quais são suas perspectivas? Vamos dar uma olhada nisso.
Como funciona a eletrólise da água
Se você pegar uma fonte de alimentação comum, conecte hastes de grafite aos postes e abaixe-as na água da torneira, então uma corrente direta fluirá através dela, várias reações eletroquímicas começarão a ocorrer no líquido. Sua atividade depende diretamente da voltagem e da presença de todos os tipos de sais na água. Se considerarmos a eletrólise da água em casa usando sal de cozinha comum, na forma mais simplificada, vários processos independentes podem ser distinguidos.
Processo eletroquímico
Consiste no fato de que o oxigênio é liberado no ânodo - e neste local o líquido é acidificado, e no cátodo - hidrogênio - e o líquido é alcalinizado aqui. Mas isso não é tudo. Se forem usados eletrodos especiais, a eletrólise da água permitirá obter ozônio no pólo negativo e peróxido de hidrogênio no pólo positivo. A água fresca (não destilada) sempre contém sais minerais - cloretos, sulfatos, carbonatos. Quando ocorre a eletrólise da água, eles também participam de reações. Por exemplo, quando uma corrente contínua começa a passar pela água com sal de cozinha dissolvido, o cloro começa a se formar no ânodo - e a água é acidificada aqui, e o hidróxido de sódio se forma no cátodo - e a água se torna alcalina. Tal reação é transitória, e os elementos químicos que apareceram novamente começam a interagir uns com os outros. Como resultado, o hipoclorito de sódio logo começa a aparecer - 2NaOCl. Aproximadamente a mesma coisa acontece com cloretos de potássio e cálcio. Como podemos ver, como resultado da decomposição da água doce, forma-se uma mistura de agentes oxidantes fortes: ozônio, oxigênio, hipoclorito de sódio e peróxido de hidrogênio.
Processo eletromagnético
Reside no fato de que as moléculas de água estão orientadas paralelamente ao fluxo de corrente de modo que sua parte de hidrogênio (com o sinal “+”) é atraída para o cátodo, e a parte de oxigênio (com o sinal “-”) é atraído pelo ânodo. A força de influência sobre eles é tão forte que leva ao enfraquecimento e às vezes à quebra das ligações de hidrogênio. Como resultado, o oxigênio atômico é formado, o que afeta a redução da dureza da água. Oxida os íons cálcio a um óxido (Ca+ + O → CaO), que, por sua vez, se combina com a água e forma o hidrato correspondente: CaO + H2O → Ca(OH)2
Processo de cavitação
O colapso das bolhas microscópicas de hidrogênio e oxigênio, que surgem devido à eletrólise, libera uma energia enorme, que destrói as moléculas de água que formam suas paredes. Como resultado, aparecem íons e partículas atômicas de oxigênio e hidrogênio, hidroxilas e outras substâncias.
Aplicativo
A eletrólise da água é de grande valor prático para a indústria moderna. É frequentemente usado para purificar a água de várias impurezas. É também uma maneira fácil de produzir hidrogênio. Este último é interessante como uma possível alternativa ao combustível convencional. Atualmente, os cientistas estão estudando a eletrólise da água por plasma, que é muito mais eficiente do que o habitual. E além disso, existe uma teoria segundo a qual para a decomposição do "elixir da vida" você pode usar bactérias especiais que podem produzir uma pequena corrente. Como você pode ver, a eletrólise da água não é tão simples quanto parece à primeira vista, e certamente pode-se esperar que um estudo mais aprofundado possa levar a uma transição para o combustível de hidrogênio.