Il existe des alternatives à l'utilisation des énergies fossiles qui émettent une quantité importante de gaz à effet de serre, responsable de l'accélération du réchauffement climatique.
Difficulté
Technique
Durée
30 minute(s)
Disciplines scientifiques
Chimie
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- Matériel et outils
Pile 4,5V 
Grande pile plate et carrée 4,5 Volts. Elle comporte 2 lamelles (bornes + et -). Très pratique pour les expériences autour de l'électricité !
Eau 
L'eau est une substance essentielle à la vie. Transparente, sans goût et sans odeur, on la consomme le plus souvent dans son état liquide.
Bassine 
Une bassine est un récipient ouvert et plus large que haut, pouvant comporter des poignées. Elles sont généralement en tôle galvanisée ou en matière plastique.
La bassine est un accessoire ménager très prisé dans les pays en voie de développement, où elle trouve de multiples usages, principalement alimentaire et pour le linge. Elle sert ainsi de récipient pour collecter et nettoyer de la nourriture (coquillages, légumes, etc.) ; elle permet de transporter le linge sale entre le domicile et le lavoir, avant de le ramener pour le faire sécher.
Le principal lieu de production des bassines est l'Asie du sud-est. Clou 
Un clou est une pièce métallique de forme allongée servant à fixer deux objets l'un à l’autre. Il est composé d’une extrémité plate, parfois élargie, nommée tête et d'un corps, se terminant par une forme pointue.
Tube a essaie 
Un tube à essai, ou tube à essais, est un récipient utilisé en laboratoire, composé d'un tube cylindrique étroit, ouvert dans sa partie supérieure avec parfois un bord légèrement évasé, fermé par une base arrondie en U ou conique. On l'appelle parfois éprouvette, terme principal couramment utilisé au Canada français.
Le tube à essai est surtout utilisé en chimie et en biologie. De façon plus anecdotique, des tubes à essai sont parfois utilisés comme soliflores et comme conteneurs pour stocker des épices.
Il est généralement constitué de verre (souvent pyrex) ou en matière plastique (souvent polypropylène). Fil de cuivre
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Fil de cuivre
Fil électrique 
Un fil électrique : est le composant électro technique servant au transport de l'électricité, afin de transmettre de l'énergie et de l'information. Il est constitué d'un matériau conducteur, mono-brin ou multi-brin, souvent entouré d'une enveloppe isolante (plastique, Téflon...). L'intérieur du fil électrique est appelée « âme » du fil.
Allumette 
Une allumette est une petite tige de bois (généralement du peuplier, parfois de saule), de carton ou de chiffon, destinée à créer une flamme par friction avec son extrémité enduite d'un produit chimique inflammable, après quoi elle n'est plus utilisable.
Le mot « allumette » date des environs de l'an 1200 pour désigner une petite bûche destinée à faire prendre le feu.
Sel 
Le sel de table, sel alimentaire ou sel de cuisine, est composé essentiellement de chlorure de sodium. Il se présente sous différentes formes: gros sel, sel fin, fleur de sel.
Étape 1 - La manipulation
- Remplir le récipient (bassine, bocal, ...) avec de l'eau et y ajouter l'électrolyte (ici, nous utilisons du sel).
- Prendre les deux clous ou les deux tiges de métal choisies et les placer dans chacun des tubes à essai (le but étant de récupérer l'hydrogène produit par l'électrolyse).
- Brancher la pointe équipée du récupérateur (tube à essai) sur le pôle (-), la cathode, c'est là que l'hydrogène sera récupéré.
- Brancher l'autre pointe équipée du récupérateur (tube à essai) sur l'autre pôle (+), l'anode, c'est là que sera récupéré l'oxygène.
- Attendre et observer.
Que se passe-t-il ?
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Des petites bulles commencent à apparaître sur les tiges de métal : c'est du dioxygène (O2) au pôle (+) et du dihydrogène (H2) au pôle (-).
Au bout d'une heure, s'il n'y a pas assez de gaz dans les tubes, on peut rajouter du sel pour booster la réaction.
Une fois que l'on a récupéré assez d'hydrogène, on peut le faire exploser en approchant la flamme du briquet au moment où on le relâche.
Il est préférable d'utiliser de la soude comme électrolyte.
Explications
Comment sait-on que l'hydrogène est présent ?
Le courant électrique dissocie la molécule d'eau (soit H2O) en ions hydroxyde (OH)- et hydrogène H+ : dans la cellule électrolytique, les ions hydrogène acceptent des électrons à la cathode dans une réaction d'oxydation en formant du dihydrogène gazeux (soit H2), alors qu'une oxydation des ions hydroxyde - qui perdent des électrons donc - se produit à l'anode, ce qui produit l'oxygène (O2).
On constate aussi que le volume de l'hydrogène est deux fois celui de l'oxygène. On utilise une flamme pour constater la présence de l'hydrogène, puisque c'est un gaz très inflammable.
L'électrolyte ?
L'eau pure conduit peu l'électricité, ce qui contraint à l'emploi d'un additif hydrosoluble - électrolyte - dans la cellule d'électrolyse pour « fermer » le circuit électrique (autrement dit, faire en sorte que les potentiels chimiques en jeu permettent la réaction chimique).
L'électrolyte se dissout et se dissocie en cations et anions (c'est-à-dire respectivement des ions chargés positivement et négativement) qui peuvent « porter » le courant. Ces électrolytes sont habituellement des acides, des bases ou des sels minéraux.
Applications : dans la vie de tous les jours
Production d'hydrogène comme carburant du futur.
La combustion d'hydrogène ne crée pas de CO2. Par conséquent il s'agit d'une énergie propre.
En revanche, sa fabrication à l'échelle industrielle est assez complexe et nécessite beaucoup d'énergies. Paradoxalement, c'est cette production qui va générer une quantité importante de gaz à effet de serre.
Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
- Découvrir comment créer un gaz à partir de l'electrolyse
- Découvrir les propriétés d'un gaz
Sources et ressources
https://www.engie.fr/hydrogene/
Dernière modification 17/12/2020 par user:Choupisson débrouillard.
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