Elettrolisi: Scomponiamo L'Acqua Nei Suoi Elementi Chimici

Immagine dalla rete

Un esperimento che ha sempre suscitato interesse nei ragazzi, ogniqualvolta l'ho proposto a scuola, è quello di scomporre l'acqua nei suoi elementi chimici, idrogeno e ossigeno, grazie all'energia fornita da una pila.

Potete svolgerlo nelle vostre classi, se vi interessa.

Materiale occorrente: acqua distillata per le batterie delle auto; soda (carbonato di sodio) che si usa per le pulizie domestiche e costa poco; due boccette di vetro non colorato; un recipiente largo in cui possano entrare le due boccette capovolte; filo elettrico isolato; una batteria di circa 4,5 volt o di 6 volt; un cucchiaio.

Attività. 1. Tagliare due pezzi di filo: una delle estremità di ogni filo deve essere liberata dall'isolante per circa 5 cm. Avvolgere il rame, così scoperto, attorno ad una matita in modo che, dopo aver tolto la matita, rimane la forma della spira.

2. Preparare, nel recipiente largo, la soluzione di soda che servirà a rendere conducibile l'acqua distillata. A tale scopo, versare nel recipiente la metà dell'acqua distillata contenuta nel flacone ed aggiungere un cucchiaio di soda. Agitare, quindi, con il cucchiaio. Una quantità testata è: 400g di acqua e 20 g di soda.

3. Riempire, con la soluzione così preparata, le due boccette sino all'orlo.

4. Mettere le estremità dei fili, avvolte a spirale, nelle due boccette.

5.Chiudere, con il pollice, l'imboccatura delle due boccette e  capovolgerle nell'acqua del recipiente grande, in modo che dalle boccette non esca acqua. Vedere la figura che segue.

2. Collegare le altre due estremità dei fili con la batteria.

7. Se i collegamenti sono corretti, si vedranno svilupparsi all'interno delle boccette le bollicine dei gas idrogeno e ossigeno.

8. Dopo circa 20 minuti si è formata già una certa quantità di gas in entrambe le boccette. Continua ancora questo processo detto di elettrolisi finché nella boccetta collegata al polo negativo non si è formato abbastanza gas.

9. A questo punto, si possono distaccare i collegamenti e saggiare quali gas si sono formati. Fare prima una stima approssimativa del contenuto dei gas: sono alla stessa altezza nelle due boccette?

10. Senza fare uscire il collo della boccetta dal pelo dell'acqua, allontanare il filo elettrico dalla boccetta che era collegata al polo negativo; accendere un fiammifero e rapidamente accostarlo alla boccetta, che è stata estratta dall'acqua e tappata con un dito per evitare la fuoriuscita del gas. Registrare, quanto avviene, nel quadernone di laboratorio.

 11. Operare come prima, questa volta però avvicinare, invece del fiammifero acceso, un altro fiammifero appena spento, che presenta ancora un puntino di colore rosso: a questo punto inserirlo nella boccetta. Che cosa succede? Il fiammifero si spegne completamente o continua a bruciare?

Possibili riflessioni da sollecitare negli alunni

1. Che cosa è avvenuto, quando avete saggiato i gas contenuti nelle boccette? Uno dei due gas a contatto con la fiamma è esploso con piccoli botti: era l'idrogeno; l'altro ha mantenuto la combustione del legno: era l'ossigeno. Perché si sono formati questi gas?

2. Perché la quantità del gas contenuto in una boccetta è maggiore di quella dell'altro gas?

3. Con questo esperimento, siete riusciti a scindere un composto nei suoi elementi chimici costituenti: per riuscirci si è reso necessario impiegare l'energia elettrica della pila.

4. Qual è il simbolo chimico degli elementi chimici idrogeno e ossigeno? Qual è la formula chimica dell'acqua?

5. Idrogeno e ossigeno sono due elementi chimici importanti per la nostra vita: sapete di quali elementi chimici è composta l'aria?

6. Sapete che l'idrogeno è l'elemento più abbondante dell'universo e che il sole è costituito di idrogeno, che "brucia" da circa 5 miliardi di anni?

7. Idrogeno e ossigeno sono solo due degli elementi del nostro pianeta; ce ne sono ancora tanti altri; verificate il loro numero con una ricerca in rete oppure sul vostro manuale.

Di seguito, da Eniscuolachannel un ottimo video sull'elettrolisi dell'acqua , in cui sono proposti materiali semplici da reperire.