Un método para demostrar que la fórmula del agua es H₂O (o para fabricarse un globo)

Una de las reacciones de electrolisis más simples y fáciles de llevar a cabo es la del agua, y tiene la gran ventaja de que del experimento se puede obtener una conclusión muy interesante: que la fórmula del agua es H₂O.

Precauciones

En estos experimentos se producen gases, por lo que se debería trabajar en un lugar bien ventilado o en campana extractora. En particular, se genera H₂, que es un gas inflamable.

Materiales y procedimiento

Pila o fuente de alimentación de corriente continua de 9 V
Electrodos de grafito (es decir, dos minas de lápices). También puede ser metálico (clavos de hierro, cobre, papel de aluminio…)
Cables eléctricos de cobre, quitándoles el recubrimiento plástico aislante lo necesario para hacer las conexiones, no más.
Vasos de precipitados de 500 mL o recipiente similar
Dos tubos de ensayo o un dispositivo como el que se muestra en el vídeo que permita recoger el hidrógeno y el oxígeno en bolsas
Agua destilada
Ácido sulfúrico o hidróxido sódico (se pueden sustituir por bicarbonato de sodio)

Preparar un circuito que una cada uno de los bornes de la pila o salidas de la fuente de alimentación con los electrodos de grafito mediante los cables de cobre.
Llenar un vaso con agua destilada.
Llenar dos tubos de ensayo completamente con agua destilada. Tapar el primero (con un dedo o de otra forma), invertirlo y sumergirlo dentro del agua del vaso. Lo mismo con el segundo. (Valerse de algún método para sujetar los tubos invertidos y evitar que vuelquen).
Introducir los electrodos de grafito dentro de los tubos. Los cables de conexión ayudarán a mantener al grafito dentro. La parte de metal de estos cables que queda desnuda (no protegida por el plástico aislante) debe estar también dentro de los tubos.
Añadir un poco de ácido sulfúrico (el ácido debe quedar diluido en disolución) o un poco de hidróxido sódico (media cucharadita por cada medio litro de agua, o incluso menos NaOH será suficiente).
De ambos electrodos surgirán gases: H₂ en uno y O₂ en el otro. Estos gases desplazarán al agua de los tubos. Se comprobará que se obtiene el doble de volumen de H₂ que de O₂, lo que permite confirmar que la fórmula del agua es H₂O.

Variante

Si se procede de modo que los gases queden recogidos en una bolsa, la de H₂se convertirá en un excelente globo autofabricado (el procedimiento se muestra en el vídeo).

Sustitutivo

Si no se dispone de hidróxido sódico o ácido sulfúrico, se puede emplear como sustitutivo un poco de bicarbonato sódico (valdría el de cocina, siempre que no contenga otros aditivos). Ahora bien, en ese caso en la electrolisis tambien se podría producir gas CO₂ (más cantidad a mayor potencial), por lo que habría que esperar algún tiempo antes de empezar a recoger el hidrógeno y el oxígeno. De hecho, si estos gases al final no están en la proporción de volúmenes 2:1, será prueba de que se ha recogido también CO₂.

Bibliografía

The electrolysis of solutions. Learn Chemistry (Royal Society of Chemistry) 2018. http://www.rsc.org/learn-chemistry/resource/res00000466/the-electrolysis-of-solutions (vista en noviembre de 2018).
Gavira Vallejo, José Mª; Paredes Roibás, Denís. Química insólita. Certificado de Formación del Profesorado (Cursos de Formación Permanente de la UNED); Dpto. Ciencias y Técnicas Fisicoquímicas, 2018.

Esquema de la electrolisis adaptado de LibreTexts Chemistry.