La simple molécule d'eau H2O, a également écrit HOH, est constitué d'un atome d'oxygène et deux atomes d'hydrogène unis dans une molécule. Sur le plan technique, même si elle est neutre, avec un pH de 7,0, il peut être considéré comme à la fois un acide et une base. Réagir l'eau avec du sodium métallique, et il agit comme un acide, libérant l'hydrogène. Faire réagir avec un acide très fort, et il agit comme une base.
hydrogène Extraction
Il existe des moyens pratiques et peu pratique consistant à extraire l'hydrogène de molécules d'eau. On est indiqué ci-dessus - la réaction entre un métal très actif tel que le sodium avec de l'eau. Le coût serait prohibitif. Une autre façon, d'ordre pratique, est pour électrolyser l'eau. Cependant, l'eau est peu conductrice.
L'ajout d'un électrolyte
Dictionnaire en ligne de Merriam-Webster définit "électrolyte" comme "un conducteur électrique non métallique dans lequel le courant est porté par le mouvement des ions." Un ion est un atome chargé. Un électrolyte typique est l'ion hydrogène positif, H +, comme on en trouve dans un acide fort, par exemple l'acide sulfurique. Un autre ion commun est l'ion sodium en plus, Na +, sous la forme de, par exemple, le chlorure de sodium ou le sel de table. Ceux-ci peuvent être ajoutés à l'eau, et un courant qui circule à travers l'eau pour permettre la libération de l'hydrogène gazeux.
La réaction
Les formes d'hydrogène à la cathode (l'électrode négative) et les formes de l'oxygène à l'anode (électrode positive).
Si l'électrolyte est acide, les équations aux dérivées partielles sont les suivantes:
2 (H +) + 2 électrons ---> H2
et
2 H2O ---> O2 + 4 (H +) + 4 électrons
La réaction globale d'électrolyse est la suivante:
2 H2O ---> 2 H2 + O2.
La collecte des gaz libérés
L'électrolyse emploie généralement des fils inertes comme des électrodes, celles-ci étant insérés dans le fond des récipients de collecte de gaz (le gaz flotte vers le haut). Un dispositif appelé dispositif Hoffman est spécialement conçu pour effectuer l'opération. Le site pratique de physique offre un schéma de l'appareil et de la procédure.
Résultat
Comme il y a deux atomes d'hydrogène pour chaque atome d'oxygène dans une molécule d'eau, deux fois plus d'hydrogène sera recueillie de l'hydrolyse. Le gaz hydrogène, il est prévu, deviendra une source de plus en plus importante de carburant propre à l'avenir.