Relatório aula prática (eletrólise da água)

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RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
Experimento: Eletrólise da Água
 (
Salvador
 
2024
)
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
Experimento: Eletrólise da Água
INTRODUÇÃO
A eletrólise da água é um experimento essencial na química, que demonstra a decomposição da água em seus componentes gasosos, hidrogênio (H₂) e oxigênio (O₂), através da aplicação de uma corrente elétrica. Este processo é um exemplo prático dos princípios de eletrólise e fornece insights sobre as reações redox e a interação entre energia e matéria. Além disso, possui aplicações práticas significativas, especialmente na produção de hidrogênio para uso como combustível e em diversas indústrias.
MATERIAIS E MÉTODOS
O experimento é conduzido utilizando uma célula eletrolítica, onde a água, frequentemente contendo um eletrólito para aumentar sua condutividade, é submetida a uma corrente elétrica contínua. Essa corrente é fornecida por uma fonte de alimentação, que conecta dois eletrodos imersos na solução aquosa. O cátodo, o eletrodo negativo, atrai os íons positivos de hidrogênio (H⁺), enquanto o ânodo, o eletrodo positivo, atrai os íons negativos de hidróxido (OH⁻). No cátodo, ocorre a redução dos íons H⁺, formando gás hidrogênio. No ânodo, ocorre a oxidação dos íons OH⁻, formando gás oxigênio.
· Mateiriais utilizados:
. Água filtrada;
. Cloreto de Sódio (Nacl)- Sal de cozinha;
. Duas bateriais palito ou uma bateria de 9V (fonte de energia);
. Dois pedaços de fio elétrico;
. Dois pregos.
· Preparação da Solução Eletrolítica:
. Dissolver uma pequena quantidade de Nacl em água filtrada para aumentar a condutividade da água.
· Montagem do Circuito:
. Colocar a solução eletrolítica em um béquer.
. Conectar os eletrodos as pilhas palito. O eletrodo conectado ao terminal negativo da fonte será o cátodo, e o conectado ao terminal positivo será o ânodo.
Inserir os eletrodos na solução, garantindo que não se toquem.
· Início da Eletrólise:
. Observar a formação de bolhas de gás nos eletrodos: bolhas de hidrogênio no cátodo e bolhas de oxigênio no ânodo.
· Coleta dos Gases:
. Coletar os gases em tubos de ensaio invertidos ou balões de gás, preenchidos com água e posicionados sobre os eletrodos.
RESULTADOS
Durante o experimento, observou-se a formação de bolhas de gás nos eletrodos. No cátodo, onde ocorre a redução, formou-se gás hidrogênio. No ânodo, onde ocorre a oxidação, formou-se gás oxigênio. Os volumes de gás coletados estavam em uma proporção próxima de 2:1, confirmando a decomposição da água segundo a reação:
2𝐻2 (𝑙) → 2𝐻2(𝑔) + 𝑂2 (𝑙)
Observou-se a formação de bolhas de gás hidrogênio (H₂) no cátodo. Isso ocorre porque os íons de hidrogênio (H⁺) na solução aquosa ganham elétrons (processo de redução), resultando na formação de moléculas de gás hidrogênio. No ânodo, observou-se a formação de bolhas de gás oxigênio (O₂). Isso acontece porque as moléculas de água perdem elétrons (processo de oxidação), liberando oxigênio gasoso e íons de hidrogênio. Além disso, notou-se que as bolhas de gás hidrogênio são visivelmente mais numerosas no cátodo do que as bolhas de gás oxigênio no ânodo, devido à maior quantidade de hidrogênio gerado.
DISCUSSÃO
O experimento demonstrou com sucesso a eletrólise da água, produzindo hidrogênio e oxigênio gasosos. A proporção volumétrica observada entre os gases foi de 2:1, conforme esperado pela estequiometria da reação química. A utilização de um eletrólito foi crucial para aumentar a condutividade da água, permitindo o fluxo de corrente elétrica necessário para a eletrólise.
Este experimento também destaca a importância da eletrólise da água como uma tecnologia promissora para a produção de hidrogênio verde, uma fonte de energia limpa quando combinada com fontes renováveis de eletricidade.
CONCLUSÃO
Conclui-se, que os resultados do experimento de eletrólise da água confirmam a decomposição da água em hidrogênio e oxigênio gasosos sob a aplicação de uma corrente elétrica. A observação das reações nos eletrodos e a proporção volumétrica dos gases produzidos fornecem uma demonstração prática dos princípios de eletrólise e das reações redox. Este experimento não só ilustra conceitos teóricos importantes da química, mas também enfatiza as aplicações práticas da eletrólise, particularmente na produção de hidrogênio como uma fonte de energia limpa e renovável.