Moltde química! - Blogs de l'Institut d'Estudis Catalans

EXPERIMENT 1
MOLT DE QUÍMICA! 18
2.1 Determinació experimental de la constat
d'Avogadro, a partir de l’electròlisi de l'aigua en
medi àcid i en medi bàsic
2.1.1 Raonaments teòrics
Aquest mètode per calcular experimentalment la Constant d’Avogadro està basat l’estudi d’una de les
reaccions químiques més conegudes i importants de la història de la ciència: l’electròlisi de l’aigua.
Antigament es considerava que tots els materials estaven formats per la combinació de quatre
substàncies (foc, terra, aigua i aire) en diferents proporcions. Aquesta teoria, originada a l’antiga Grècia
al segle VI aC, es va mantindre pràcticament inalterable fins a finals del segle XVIII, quant Antoine
Laurant Lavoissier va realitzar un experiment que la va desbaratar completament. Aquest experiment
consistia en aplicar un corrent elèctric sobre un recipient amb aigua. Lavoissier va observar aleshores
com aquesta es descomponia en dues substàncies gasoses. D’aquesta manera, Lavoissier va poder
definir correctament els conceptes d’element i compost i va assentar les bases de la química moderna.
La reacció que Lavoissier va observar rep el nom d’electròlisi de l’aigua. Tot i que aquest fenomen va
ser observat diverses vegades durant el darrers anys del segle XVIII i els primers del segle XIX, les
formules empíriques que el regeixen no va ser enunciades fins al 1836, any en el qual Michael Faraday
va fer públics els resultats de les investigacions que havia estat realitzant durant tres anys.
L’electròlisi de l’aigua consisteix, doncs, en la descomposició química de l’aigua en hidrogen i oxigen a
causa de l’acció d’un camp elèctric. Perquè la reacció es desenvolupi correctament cal, però, afegir-hi
una substància química que, en entrar en contacte amb l’aigua, es dissociï en ions i augmenti així la
conductivitat elèctrica. Existeixen dos tipus d’electròlisis: l’electròlisi en medi àcid i l’electròlisi en medi
bàsic, diferenciant-se l’una de l’altra, tal i com el seu nom indica, pel nivell del pH del medi en el qual
es realitza la reacció. Tot i que totes dues reaccions comporten el mateix resultat, la reacció química
que s’hi desenvolupa és lleugerament diferents(vegeu les figures següents:
Electròlisi en medi bàsic Electròlisi en medi àcid
(-) Càtode: 2H2O + 2e- H2 + 2OH- (-) Càtode: 2H2O + 4e- O2 + 2H +
(+) Ànode: 4OH- + 4e - O2 + 2H2O
2H2O 2H2 + O2
Figura 11: Corba intensitat-potencial de
l’electròlisi de l’aigua en un medi bàsic.
(+) Ànode: 2H+ + 2e - H2
2H2O 2H2 + O2
Figura 12: Corba intensitat-potencial de
l’electròlisi de l’aigua en un medi neutre.