Elettrolisi dell’acqua, cos’è, in cosa consiste?
Per definizione l’elettrolisi dell’acqua consiste in un processo di scomposizione dell’acqua causato dal passaggio di corrente elettrica che a contatto con il liquido lo scompone in particelle di ossigeno e particelle di idrogeno gassoso. Il termine elettrolisi deriva infatti da due parole: “elettro” ovvero elettricità e “lisi” che significa separazione. L’etimologia del termine spiega esattamente il processo che si verifica quando l’elettricità entra a contatto con l’acqua e separa le sue molecole ovvero i suoi elementi costituenti. La formula dell’acqua dal punto di vista chimico è un composto di due elementi di idrogeno e un elemento di ossigeno. Questi elementi costituenti vengono separati e scomposti a contatto con la corrente elettrica.
La scoperta dell’elettrolisi dell’acqua
Nel processo che ha condotto alla scoperta dell’elettrolisi dell’acqua ci sono diversi inventori e diversi momenti storici. In particolare è importante ricordare l’invenzione della pila avvenuta alle fine del settecento grazie all’inventore italiano Alessandro Volta, il quale in merito alla sua scoperta scrisse una lettera indirizzata all’ amico Joseph Banks. Questa lettera sarà di ispirazione per i chimici William Nicholson e Anthony Carlysle, i quali costruiranno una pila seguendo lo schema di Volta. Nel corso del loro esperimento, per misurare la carica elettrica posseduta dai piatti della pila, i due inventori versarono dell’acqua sugli elettrodi e osservarono da vicino il processo, detto in seguito elettrolisi, ovvero la formazione di particelle gassose. Gli esperimenti successivi che perfezionarono il processo di elettrolisi hanno condotto nel 1866 all’invenzione del Voltametro di Hofmann, dal nome del suo inventore, che mise a punto l’apparecchio capace di innescare il processo di elettrolisi e di misurare la quantità di ossigeno e idrogeno prodotti durante il processo.
Elettrolisi dell’acqua, una descrizione pratica
Per poter osservare da vicino il processo di elettrolisi dell’acqua è possibile riprodurre in maniera molto semplice la reazione che avviene nel voltametro di Hofmann, grazie all’ausilio di alcuni elementi indispensabili e facilmente reperibili. Una vaschetta con dell’acqua salata, due provette di vetro, una pila da 4,5 volt, due cavetti con morsetti, due pezzi di plastilina di colore diverso e le mine di due matite. Il procedimento da seguire è semplice: si collegano i cavetti alle mine attraverso i morsetti e poi si sigillano i collegamenti con i due pezzi di plastilina. Le mine vengono poi inserite all’interno delle due provette riempite con acqua salata. Durante questo procedimento è importante non far entrare bolle d’aria all’interno delle provette. A questo punto i morsetti liberi dei due cavetti devono essere attaccati ai poli positivo (catodo) e negativo (anodo) della batteria. Bisogna ricordare quale morsetto (differenziato dal colore) si è collegato rispettivamente al polo positivo della pila che corrisponde a quello più corto e al polo negativo che è quello più lungo. Dopo aver fatto i collegamenti, si può osservare già dopo pochi minuti che vicino alle mine si sviluppano delle piccole bollicine di aria, è iniziato infatti il processo di elettrolisi dell’acqua. Dopo alcune ore entrambe le provette saranno piene di gas, ma osservando bene la provetta collegata al polo negativo avrà il doppio del gas rispetto a quello presente nella provetta collegata al polo positivo. In pratica l’elettricità proveniente dalla batteria ha agito sull’acqua rompendo le molecole di cui è fatta. Intorno alla mina negativa si è formato l’idrogeno gassoso, intorno alla mina positiva si è formato ossigeno gassoso. Ogni due molecole di acqua separate dal processo di elettrolisi si formano due molecole di idrogeno gassoso e una sola di ossigeno gassoso, questo è il motivo per cui nella provetta in cui è presente la mina collegata al polo negativo ritroviamo il doppio del gas presente nell’altra provetta. Un elemento su cui porre attenzione è il fatto che l’acqua pura da sola non veicola l’elettricità per questo nell’esperimento si specifica che sia utilizzata acqua salata, il sale (cloruro di sodio) infatti rappresenta l’elettrolita che permette il processo di elettrolisi, in quanto funge da conduttore dell’elettricità.
Curiosità e Benefici dell’acqua elettrolitica
L’acqua salata sottoposta a un processo naturale di elettrolisi è detta acqua elettrolitica. Nello specifico, un solo tipo di acqua utilizzato nel processo di elettrolisi si trasforma in due tipi differenti di acque: acqua acida ossidante e acqua alcalina antiossidante. A seconda del flusso di corrente esercitato sull’acqua iniziale si possono ottenere diversi tipi di ph e di ossido riduzione. La produzione di queste acque cosiddette elettrolitiche hanno avuto origine in Giappone, ma ad oggi, sono largamente utilizzate in numerosi paesi come Stati Uniti e Cina sia in campo medico che odontoiatrico. L’acqua acida è utilizzata come disinfettante per strumenti e attrezzature mediche e chirurgiche, oltre che per disinfettare ferite e tagli. L’acqua alcalina con uno specifico ph compreso tra valori di 8,0 e 9,5 viene invece data, in questi paesi, da bere ai pazienti durante la degenza ospedaliera
