ELECTROLISIS DEL AGUA: HISTORIA, REACCIONES QUÍMICAS Y DESARROLLO EXPERIMENTAL
Summary
TLDREn este vídeo, se explica cómo construir un voltímetro casero para realizar la electrólisis del agua y demostrar su composición molecular. Se detalla la historia de la pila eléctrica发明 por Alessandro Volta y cómo se usó para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. Seguidamente, se describe el proceso de construcción del dispositivo, los materiales necesarios y cómo se conectan. Además, se muestra cómo la sosa cáustica mejora la conductividad del agua y permite la electrólisis. Finalmente, se observa la producción de gases y se realizan pruebas para confirmar la presencia de hidrógeno y oxígeno.
Takeaways
- 🔬 Este vídeo explica cómo construir un voltímetro casero para realizar la electrólisis del agua.
- 🌐 La electrólisis del agua se usa para demostrar su composición molecular, descomponiendo el agua en hidrógeno y oxígeno.
- 👨🔬 Alessandro Volta, quien inventó la pila eléctrica en 1799, motivó a científicos a experimentar con la corriente eléctrica y la descomposición del agua.
- 🔋 August Wilhelm von Hofmann utilizó un voltímetro para la electrólisis del agua en 1866.
- 🛠️ Para recrear un voltímetro, se necesitan materiales comunes del laboratorio como probeta, soportes, electrodos y cables.
- ⚙️ Se utilizan varillas de carbono como electrodos, ya que son inertos y no participan en la reacción química.
- 🔌 Se conectan los electrodos a una fuente de energía, como pilas o un cargador de teléfono móvil.
- 💧 El agua pura no conduce la corriente eléctrica, por lo que se necesita un electrolito para llevar a cabo la electrólisis.
- 🧪 Se usa sosa cáustica disuelta en agua para crear una solución conductora y facilitar la electrólisis.
- 📈 Durante la electrólisis, se observan burbujas de gas en los electrodos; hidrógeno en el cátodo y oxígeno en el ánodo.
- 🔥 Al final de la electrólisis, se puede probar la presencia de hidrógeno y oxígeno mediante sus reacciones con una llama.
Q & A
¿Qué herramienta se construye en el vídeo?
-Se construye un voltímetro casero para realizar la electrólisis del agua.
¿Cuál es el propósito del voltímetro en el experimento?
-El propósito del voltímetro es realizar la electrólisis del agua para demostrar su composición molecular y descomponerla en hidrógeno y oxígeno.
¿Quién inventó la pila eléctrica y en qué año?
-Alessandro Volta inventó la pila eléctrica en 1799.
¿Qué sucedía cuando se pasaba una corriente eléctrica a través del agua?
-Cuando se pasaba una corriente eléctrica a través del agua, esta se descomponía en sus componentes fundamentales, hidrógeno y oxígeno.
¿Qué científico experimentó con la corriente eléctrica y el agua en 1866?
-August Wilhelm von Hofmann experimentó con la corriente eléctrica y el agua en 1866.
¿Qué materiales se necesitan para construir el voltímetro casero?
-Se necesitan un cristalizador, probetas de vidrio, soportes, varillas de carbono, cables de cobre con pinzas de cocodrilo, cinta termo retráctil y una fuente de alimentación.
¿De qué material están hechas las varillas que se utilizan como electrodos?
-Las varillas que se utilizan como electrodos están hechas de carbono.
¿Cómo se evita que el cobre del cable esté en contacto con la disolución de agua?
-Se utiliza cinta termo retráctil para recubrir el cobre y evitar que esté en contacto con la disolución de agua.
¿Qué tipo de fuente de alimentación se puede usar para el experimento?
-Se puede usar una batería de 9 voltios, una pila de 4.5 voltios o un cargador de teléfono móvil que proporcione 5 voltios y una corriente de 700 miliamperios.
¿Cómo se demuestra que el agua pura no conduce la corriente eléctrica?
-Mediante un pequeño experimento con un agitador magnético y una fuente de corriente, se observa que el amperímetro no marca la presencia de corriente en agua destilada.
¿Qué se debe añadir al agua para que conduzca la corriente eléctrica y se pueda realizar la electrólisis?
-Se debe añadir una sustancia que se disuelva y se disocie en iones positivos y negativos, como la sosa cáustica, para que el agua sea conductiva.
¿Cuál es la relación entre los volúmenes de hidrógeno y oxígeno producidos durante la electrólisis del agua?
-El volumen de hidrógeno producido es el doble que el de oxígeno, lo que corresponde con la fórmula molecular del agua H2O.
¿Cómo se demuestra experimentalmente la presencia de hidrógeno y oxígeno tras la electrólisis?
-Mediante la combustión de un gas en contacto con una llama, se observa una pequeña explosión con hidrógeno y una intensificación de la llama con oxígeno.
Outlines
🔬 Introducción al Voltímetro y Electrolisis del Agua
El vídeo comienza con una introducción al proyecto de construir un voltímetro casero para realizar la electrólisis del agua y demostrar su composición molecular. Se menciona la historia de la pila eléctrica发明 por Alessandro Volta en 1799 y cómo la corriente eléctrica puede descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. Se habla de August Wilhelm von Hofmann y cómo su voltímetro puede ser replicado con materiales comunes de laboratorio, como probetas de vidrio, soportes, varillas de carbono y cables de cobre. Además, se explica la necesidad de aislante térmico para evitar que el cobre entre en contacto con la disolución de agua.
🔩 Preparación de los Electrodos y Pruebas de Conductividad
En este párrafo, se describe el proceso de extracción de los electrodos de carbono de una pila seca y su preparación para el experimento. Se detalla cómo se limpia y prepara cada electrodo, así como cómo se conectan los cables de cobre a los electrodos utilizando cinta adhesiva para el aislamiento. Se lleva a cabo una prueba para demostrar que el agua pura no conduce la corriente eléctrica, y se explica la necesidad de iones en la disolución para que la electrólisis del agua sea posible. Se menciona la necesidad de un electrolito, como la sosa cáustica, para la conductividad eléctrica.
💧 Preparación de la Disolución y Efectos de la Sosa Cáustica
Se explica cómo preparar una disolución para la electrólisis, mezclando agua destilada con hidróxido de sodio (sosa cáustica) para obtener una disolución del 5%. Se menciona que la disolución de sosa cáustica es exotérmica y aumenta la conductividad del agua debido a la presencia de iones. Se procede a llenar las probetas con la disolución y a colocar los electrodos, conectando todo a una fuente de alimentación, como un cargador de teléfono móvil, para iniciar el proceso de electrólisis.
🔥 Observación de la Electrólisis y Pruebas de los Gases Producidos
Finalmente, se describe el proceso de electrólisis y la observación de los gases producidos. Se explica que en el cátodo (electrodo negativo) se produce hidrógeno y en el ánodo (electrodo positivo) se produce oxígeno. Se menciona la relación entre la fórmula molecular del agua (H2O) y la producción de hidrógeno y oxígeno. Se demuestra la combustibilidad del hidrógeno y la oxigenación del oxígeno mediante experimentos sencillos. El vídeo concluye con una revisión de los resultados y un agradecimiento por la atención.
Mindmap
Keywords
💡Voltímetro
💡Electrólisis
💡Alessandro Volta
💡August Wilhelm von Hofmann
💡Electrodos
💡Carbono
💡Cobre
💡Sosa cáustica
💡Electrolito
💡Ácido sulfúrico
💡Hidróxido sódico
Highlights
Construcción de un voltímetro casero para la electrólisis del agua
Demostración experimental de la composición molecular del agua
Influencia de Alessandro Volta en la electrificación del agua
Electrólisis: descomposición de la molécula de agua en hidrógeno y oxígeno
Uso de material común para recrear un voltímetro de laboratorio
Selección de electrodos de carbono para evitar reacciones secundarias
Preparación de cables aislados para conectar electrodos
Selección de una fuente de alimentación para el experimento
Extracción de electrodos de carbón de pilas secas
Conexión segura de electrodos con cables y aislamiento térmico
Prueba de conductividad del agua destilada y su transformación con electrolitos
Preparación de una disolución de hidróxido sódico para la electrólisis
Carga de la disolución en probetas para iniciar la electrólisis
Observación del desprendimiento de gases en los electrodos durante la electrólisis
Diferenciación entre la producción de hidrógeno y oxígeno en los electrodos
Prueba de la combustibilidad del hidrógeno y la oxigenación del oxígeno
Conclusión del experimento y verificación de la teoría química
Transcripts
qué tal amigos cómo estáis en este vídeo
vamos a fabricar un voltímetro casero
para llevar a cabo la electrólisis del
agua y demostrar de forma experimental
su composición molecular por lo tanto en
este vídeo veremos la construcción de
este dispositivo del volta metro una
versión similar a la de hoffman y
posteriormente os llevaremos a cabo la
electrólisis del agua explicaremos las
reacciones electroquímicas y
observaremos la descomposición de la
molécula de agua en hidrógeno y oxígeno
comenzamos
[Música]
con la invención de la pila eléctrica o
batería eléctrica por alessandro volta
en 1799 muchos científicos de la época
pues decidieron experimentar qué pasaba
cuando hacían circular una corriente
eléctrica a través de diferentes
sustancias
una de esas primeras sustancias fue el
agua que pasaba cuando una corriente
eléctrica pasaba por el agua
la descomponía en sus componentes
fundamentales hidrógeno y oxígeno este
tipo de técnicas se denominan
electrólisis electrólisis significa
lisis mediante electricidad y lisis es
sinónimo de rotura es decir estamos
rompiendo la molécula del agua con una
corriente eléctrica pues bien uno de
estos científicos que experimento con la
corriente eléctrica y el agua fue august
wilhelm bots goldman este científico en
1866 un voltímetro denomina voltímetro a
un instrumento que es capaz de realizar
la electrólisis del agua es un
instrumento básico para realizar esta
práctica de la electrólisis del agua
nosotros no tenemos un voltímetro como
tal como que estés viendo en la imagen
clásico pero vamos a poder recrearlo con
material común del laboratorio como dos
probeta zoom cristalizador unos soportes
y como electrodos aunque hottman utilizo
electrodos de platino vamos a utilizar
varillas de carbono que ahora voy a
enseñar de donde las podemos obtener y
para ello vamos a emplear los siguientes
materiales y herramientas vamos a
necesitar como digo un cristalizador
aproximadamente con un cristalizador de
500 mililitros de medio litro será más
que suficiente voy a utilizar dos
prometas de vidrio dos probetas de 25
mililitros cada una
podéis utilizar una de 50 o 100 pero con
una de 25 será suficiente para la
demostración después tenemos un soporte
de laboratorio puede ser más grande más
pequeño dos pinzas de laboratorio con
dos nueces para el soporte vamos a
utilizar como digo dos varillas de
carbono porque utilizamos carbono pues
porque es inerte no va a participar en
la reacción simplemente va a comunicar
la corriente eléctrica a la disolución
de esta manera no tenemos reacciones
secundarias que ya hemos visto por
ejemplo como
numeros electrolíticos en otros vídeos
se podría utilizar carbón o platino que
también es un elemento que no reacciona
fácilmente estas rodillas de carbono se
pueden sacar de las pilas secas ojo no
de la pila alcalina o de la pila
recargable sino de las pilas seca
después vamos a utilizar dos cables de
cobre pues aproximadamente de 50
centímetros de longitud medio metro con
dos pinzas de cocodrilo para conectar
los electrodos y para evitar que el
cobre esté en contacto con la disolución
de agua vamos a utilizar esta cinta
termo retráctil que en este caso es
adhesiva lleva en el interior no de
látex ivo podéis utilizar la normal o
ésta para recubrir el cobre y que no
esté en contacto en la disolución para
poder conectar el cable en el electrodo
que en este caso es carbono vamos a
hacer una pequeña muesca con esta sierra
para metales y luego cuando conectemos
el cable lo vamos a recubrir con cinta
termo retráctil con ayuda de este
mechero en cuanto a los electrodos
podéis utilizar también unos electrodos
de grafito por ejemplo unas minas de
lápiz y si no tenéis cinta
retráctil roja y negra para identificar
acá todo llano pues lo que podéis hacer
es cubrir la parte de cobre del
electrodo con pegamento termo fusible de
esa manera también queda aislado y entre
todos estos materiales seguro que muchos
estáis en falta la fuente de
alimentación de donde vamos a obtener la
energía eléctrica nosotros no tenemos la
batería de vuelta pero tenemos pilas por
ejemplo de 9 voltios estas típicas de
petaca también sirve una pila de 4.5
voltios y en otros experimentos ya
habéis visto utilizar una fuente que la
podemos reciclar fácilmente y es un
cargador de teléfono móvil un cargador
del teléfono móvil que nos entrega 5
voltios y una corriente de 700
miliamperios vamos a ver cómo podemos
extraer el electrodo de carbón de esta
pila seca el electrodo de carbón hace
contacto con este lado que es el
positivo de la pila entonces lo que voy
a hacer es con la ayuda de la sierra
para ir más rápido voy a cortar
directamente este lado
entonces cortaremos aquí la cubierta de
metal está cubierta suele ser de zinc
pueden servir también para otros
experimentos de electroquímica y así
poco a poco hasta que consigamos quitar
como veis pues prácticamente este anillo
si no podéis hacerlo con la mano pues
podéis utilizar unos alicates
como estos
veis acaba de quitar la cubierta
metálica y aquí vemos ya el electrodo de
carbón quito también está cubierta y
fijar ya sale el electrodo veis
este es el electrodo de carbón que
nosotros vamos a utilizar vamos a
limpiarlo bien vamos a lavarlo
le quitamos esta parte de cartón
y este es el electrodo que podemos
utilizar para estos experimentos
electroquímicos entonces vamos a hacerle
que una pequeña muesca
así
alrededor del carboncillo
veis aquí la mosca
entonces a continuación escogemos por
ejemplo el cable rojo
ya hemos quitado aquí el aislante
lo colocamos así alrededor
y lo enrollamos
cortamos aproximadamente en el tubo
termo retráctil como un centímetro como
estáis viendo vamos a utilizar tubo de
color rojo para el cable rojo que éste
será posteriormente el ánodo lo pasamos
por el carboncillo
y lo dejamos colocado así
y ahora para fijar el tubo termo
retráctil vamos a darle calor con este
mechero
rápidamente para que se vayan cogiendo
como estáis viendo
[Música]
pues queda perfectamente aislada lo
dejaremos ahora secar bien y vamos a
hacer exactamente la misma operación con
este con este otro carboncillo que va a
ser que va conectado al cable negro que
luego será el cut una de las primeras
observaciones que realizaron los
científicos que intentaron aplicar una
corriente al agua es que el agua el agua
pura de por si no conduce la corriente
eléctrica vamos a montar un pequeño
experimento muy rápido con este agitador
magnético que lo construimos en un vídeo
anterior
de momento las probetas no las vamos a
utilizar tengo aquí un 1000 ya un
perímetro que nos va a servir para poner
de manifiesto que hay una corriente
eléctrica circulando y voy a poner agua
destilada en el interior un poco de agua
destilada
con eso será suficiente vamos a ponerlo
a agitar
y aquí estamos agitando el agua
destilada ahora tengo aquí la pila tengo
aquí los dos electrodos uno de los
electrodos lo conecto en el milan
perímetro de esta manera
tengo también aquí un cable auxiliar con
dos pinzas de cuadril o
el belén perímetro lo dejo aquí para que
se vea tengo por aquí también una pila
como estáis viendo de 9 voltios voy a
conectar
este que es el electrodo negativo en el
negativo
y directamente ya lo voy a introducir
aquí en el agua destilada introduzco
también este otro electrodo
que sería el positivo y ahora lo que
hago es cierro el circuito con este clic
en el positivo de la batería
y observamos el medio amperímetro y qué
es lo que observamos pues que el agua
como tal el agua pura no conduce la
corriente eléctrica para que el agua
pura conduzca la corriente eléctrica
tiene que haber en su interior una serie
de iones tanto positivos como negativos
que serían catiónico xoán iónicos y esos
sillones son los encargados de conducir
en la corriente eléctrica que tendremos
que hacer pues tendremos que añadir una
sustancia que se disuelva que se disocie
en iones tanto positivos como negativos
como hemos hablado que sea capaz de
conducir la corriente eléctrica y de
producir la electrólisis del agua cuando
una sustancia disuelta en el agua es
capaz de conducir la corriente eléctrica
decimos que es un electrolito
y hablamos de electrolitos por ejemplo
cuando hablamos del líquido que rellena
una batería de coche de 12 voltios en
este caso hablamos de electrolito porque
es una disolución que es capaz de
conducir la corriente tradicionalmente
para electrólisis se ha utilizado por
ejemplo el ácido sulfúrico así nosotros
vamos a utilizar una sustancia bastante
barata y fácil de encontrar que es la
sosa cáustica bien una vez que tomamos
las debidas precauciones para trabajar
con estos productos químicos lo que voy
a hacer es añadir vamos a añadir esta
cantidad poco a poco
esperamos a que se disuelva
y vamos a ver qué pasa fijaos que la
aguja ya no marca zero poco a poco está
aumentando
veis la aguja ya no marca pero a medida
que se va disolviendo las perlas de sosa
la conductividad va aumentando debido a
que tenemos iones en este caso iones
hidroxilo eliot ness sodio positivo que
conducen la corriente eléctrica para
llevar a cabo la electrólisis en el
volta metro vamos a preparar por lo
tanto una disolución con agua destilada
500 mililitros de agua destilada y 25
gramos de hidróxido sódico sosa cáustica
para conseguir una disolución del 5% de
sosa cáustica en agua un 5% más a
volumen pues no necesitamos ser
totalmente precisos
tener precaución con la sosa al cesarlo
ahí tenemos 10
añadimos aquí la sosa
que llegan todas las perlas y a
continuación dejamos que se disuelva la
disolución de hidróxido de sodio es una
reacción exotérmica por lo que vais a
ver que el vaso se calienta ligeramente
en él cristalizador vamos a poner como
aproximadamente un dedo de disolución
un poco más
perfecto aproximadamente un dedo a
continuación vamos a llenar las probetas
llenamos la probeta hasta arriba
con cuidado
colocamos esto es importante ahora uno
de los electrodos
en este caso el positivo cogemos la
probeta con la mano y con el dedo
tapamos arriba invertimos y abrimos
dentro del líquido como habéis visto
para que no entre ninguna burbuja de
aire
veis la probeta está completamente llena
de líquido y ahora ya podemos poner el
soporte si queremos
ya tenemos este sería el ánodo o
electrodo positivo colocado hacemos
exactamente lo mismo con el cátodo la
fuente de alimentación que se enseñe que
es un cargador de teléfono móvil
la conectamos aquí en una toma de
corriente veis que el positivo lo tengo
conectado ya en el million perímetro el
negativo va por aquí con esto el ánodo a
la salida del milán perímetro para medir
la intensidad de corriente que va a
circular por el circuito lo dejo por
aquí y solo me falta conectar
el negativo al electrodo negativo que
será el cátodo lugar donde se va a
producir la reducción
viene aquí estáis viendo que tenemos
paso de corriente unos 100 miliamperios
y en los electrodos se produce un
desprendimiento gaseoso que vamos a
poder apreciar que en este electrodo que
es el cátodo pues es mayor el
desprendimiento gaseoso que tenemos
mientras que el en el ánodo pues se
produce también un desprendimiento
gaseoso pero hay menos burbujas
recogiéndose aquí en más cantidad y aquí
menos y esto es debido a que la fórmula
del agua es h2o tenemos la doble
cantidad de hidrógeno que de oxígeno y
eso ya nos da una pista porque tenemos
aquí más burbujas que aquí
qué pasa en el cátodo bien pues en la
molécula de agua como hablábamos en este
gráfico que veis aquí lo vais a poder
comprender fácilmente la molécula del
agua se rompe con la electricidad que le
estamos suministrando desde la fuente de
alimentación tenemos por un lado
hidrógeno el protón que tiene una carga
positiva por lo tanto lo que hace se ve
atraído hacia el electrodo negativo que
en este caso es el negro que es el
cátodo y en el cátodo se produce la
reducción es decir el protón capta
electrones y forma una molécula de
hidrógeno gas hidrógeno gaseoso que se
desprende y que lo recogemos en la
probeta por lo tanto en el cátodo
estamos recogiendo hidrógeno el protón
se reduce y produce moléculas de
hidrógeno gaseoso que es lo que vemos
aquí en el electrodo que ocurre con el
oxígeno el oxígeno o2 menos
tiene carga negativa entonces se ve
atraído hacia el electrodo positivo qué
pasa cuando llega al electrodo positivo
o ánodo en el ánodo sabemos por electro
química que se produce la reacción de
oxidación y la oxidación es una pérdida
de electrones en los 2 - cede sus
electrones al circuito eléctrico y se
oxida formando oxígeno o2 oxígeno
molecular que se desprende en forma de
gas como estamos viendo aquí también
bien vamos a dejar funcionando el volt a
metro durante un tiempo vamos a ver cuál
es la producción de gas a un inciso en
este momento en el que vemos que el
volumen de hidrógeno es de 20 mililitros
y aquí el volumen de oxígeno es de 10
justo el hidrógeno el volumen de
hidrógeno es el doble que el de oxígeno
como estáis viendo aunque las probetas
no son iguales lo que sí que son iguales
es el volumen que marca la graduación y
aquí vemos 20 mililitros y aquí 10
como predecíamos
con la estructura molecular del agua h2o
bien una vez que hemos terminado la
electrólisis
vamos a el tubo que tiene el
hidrógeno el hidrógeno es un gas más
ligero que el aire por lo tanto mientras
que tengamos el tubo invertido el
hidrógeno va a ir hacia arriba y no va a
salirse del tubo vamos a enseñarlo es un
gas explosivo por lo tanto no tapamos
aquí
vamos a acercarlo a la llama y vamos a
oír un ruido de la explosión
habéis visto cómo esa pequeña cantidad
de hidrógeno pues hace una pequeña
explosión y sale la llama hacia afuera
qué pasa con el oxígeno pues el oxígeno
como sabéis es indispensable para la
combustión tomamos el que tiene oxígeno
del oxígeno lo tapamos vamos a quemar
esta pequeña astilla como veis a la
llama
la pagamos y la introducimos dentro a
ver qué pasa fijaos como se ha
incendiado por un momento hasta que se
ha consumido el oxígeno que había en el
interior esa es la prueba de que aquí
tenemos oxígeno y la pequeña explosión
que hemos visto en el otro lado es la
demostración de que teníamos hidrógeno
de esta manera pues podemos enseñar los
gases que hemos obtenido en la
electrólisis bueno amigos y con esto me
despido como siempre espero que os haya
gustado no será parecido interesante y
nos vemos en un próximo vídeo un saludo
[Música]
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