📋 Descripción del Experimento
Este experimento demuestra el ciclo completo del hidrógeno en dos fases:
Fase 2 (Celda): 2H₂ + O₂ → 2H₂O + Electricidad
Primero se aplica corriente continua para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. Luego, estos gases se alimentan a una pila de combustible que genera electricidad suficiente para mover un motor eléctrico.
🧰 Materiales Necesarios
Dispositivo de Electrólisis
Celda con electrodos y compartimientos separados para recolectar H₂ y O₂.
Hidróxido de Sodio (NaOH)
Electrolito que aumenta la conductividad iónica del agua (el agua pura es casi aislante).
Fuente de Alimentación DC
Aplica corriente continua (~20V) a los electrodos. Terminal positivo al ánodo, negativo al cátodo.
Pila de Combustible
Convierte el H₂ y O₂ producidos de vuelta en electricidad.
Tubos y Válvulas
Tubos de goma para transportar los gases desde el electrolizador hasta la pila.
Motor Eléctrico Pequeño
Carga conectada a la pila. Al girar, demuestra que la celda está generando electricidad.
Voltímetro y Amperímetro
Voltímetro en paralelo y amperímetro en serie para medir voltaje y corriente producidos.
Agua y Jabón (opcional)
Para crear burbujas con el H₂ y demostrar su combustibilidad con una llama controlada.
📝 Procedimiento Paso a Paso
Preparar el Electrolito
Disolver NaOH en agua destilada. El electrolito aumenta la conductividad iónica necesaria para la electrólisis.
Conectar la Fuente DC
Aplicar ~20V de corriente continua. Terminal (+) al ánodo y (−) al cátodo del electrolizador.
Observar la Electrólisis
Burbujas de H₂ aparecen en el cátodo (doble volumen) y O₂ en el ánodo. Recolectar los gases.
Conectar la Pila
Dirigir H₂ y O₂ a la pila de combustible mediante los tubos. Conectar el motor como carga.
Medir y Observar
El voltímetro muestra el voltaje generado, el amperímetro la corriente, y el motor gira — ¡electricidad a partir de agua!
Prueba de Combustibilidad
(Opcional) Crear burbujas de H₂ con agua jabonosa y acercar una llama controlada para demostrar su energía.
🔬 Conceptos Observados
Conversión Electroquímica
Energía eléctrica → química (electrólisis) y química → eléctrica (celda).
Reversibilidad
La reacción H₂ + O₂ ↔ H₂O es reversible: electrólisis en un sentido, celda en el otro.
Estequiometría 2:1
El volumen de H₂ es el doble que el de O₂ — verificable visualmente en los tubos.
Energía Limpia
El único subproducto de la celda es agua pura — cero emisiones contaminantes.