Voltmetru Hofmann

Voltametru Hofmann este un dispozitiv care poate efectua electroliza apei si inventata de August Wilhelm von Hofmann (1818-1892). Voltametria este o metodă de electroanaliză care permite măsurarea unei cantități de energie electrică prin monitorizarea progresului unei reacții electrochimice cantitative. Aceasta este o metodă coulometrică .

Descriere și principiu de funcționare

Este format din trei tuburi unite prin bazele lor, de obicei din sticlă. Cilindrul din mijloc este deschis la capătul său pentru a permite adăugarea de apă și electroliți care pot crește conductivitatea (cum ar fi sarea de masă sau acidul sulfuric ). Un electrod de platină este plasat în partea de jos a fiecăruia dintre cei doi cilindri laterali, conectat fie la polul pozitiv, fie la polul negativ al sursei de alimentare ( DC ). Când curentul curge prin voltametrul Hofmann, se formează oxigen gazos (O 2 ) la anod și dihidrogen gazos (H 2 ) la catod . Fiecare gaz deplasează apă și poate fi colectat în partea de sus a celor două tuburi laterale.

Reacțiile care au loc la catod și respectiv la anod sunt:

2 H3O++2 e-⟶ H2+2 H2O{\ displaystyle \ mathrm {2 \ H_ {3} O ^ {+} + 2 \ e ^ {-} \ longrightarrow \ H_ {2} +2 \ H_ {2} O}}

și

3 H2O⟶2 H3O++1/2 O2+2 e-{\ displaystyle \ mathrm {3 \ H_ {2} O \ longrightarrow 2 \ H_ {3} O ^ {+} + 1/2 \ O_ {2} +2 \ e ^ {-}}}.

Rezultatele acestor două reacții dau, prin urmare:

 H2O⟶ H2+1/2 O2{\ displaystyle \ mathrm {\ H_ {2} O \ longrightarrow \ H_ {2} +1/2 \ O_ {2}}}.

Acest voltametru este uneori folosit ca mijloc de demonstrare a principiilor stoichiometriei , datorită raportului dintre volumele de hidrogen și oxigen gazos produse de dispozitiv, ilustrând formula chimică a apei: H 2 O.

Un test simplu

Prezența gazului în tubul colector poate fi verificată prin „testul meciului” (sau al unei mărci cu incandescență): hidrogenul va provoca aprinderea imediată a chibritului cu o flacără albă strălucitoare, în timp ce oxigenul va provoca doar o creștere a incandescenței .

Surse

• August Wilhelm von Hofmann , Introducere în chimia modernă: experimentală și teoretică; Întruchipând douăsprezece prelegeri susținute în Colegiul Regal de Chimie, Londra , Walton și Maberly, Londra, 1866.
• [PDF] Didier Devilliers și Éric Mahé, Celule electrochimice: aspecte termodinamice și cinetice - Aplicații la generatoare și electrolizere industriale , Știri chimice ,ianuarie 2003, citiți online .