Obtención de O2 e H por electrolisis del H2O

Obtención de O2 mediante la electrólisis del agua.
El agua (H2O), por medio de la energía suministrada por una batería, se puede disociar en moléculas diatómicas de hidrógeno (H2) y oxígeno (O2).Se traspasan los átomos mediante el método “oxidación-reducción”. La fuente de poder eléctrica es conectada a dos electrodos, (típicamente hechos de algún metal inerte como el platino o aceroinoxidable), los cuales son puestos en el agua. En una celda propiamente diseñada, el hidrógeno aparecerá en el cátodo (electrodo negativamente cargado, donde los electrones son bombeados al agua), y eloxígeno aparecerá en el ánodo (electrodo positivamente cargado).
La electrólisis de un mol de agua, produce un mol de gas hidrógeno y medio mol de gas oxígeno en sus formas normales diatómicas. Undetallado análisis del proceso, muestra el uso de los potenciales termodinámicos y la primera ley de la termodinámica. Se supone que este proceso se lleva a 298ºK., y 1atm de presión, y los valoresrelevantes se han tomado de una tabla de propiedades termodinámicas.
Cantidad
H2O
H2
0,5 O2
Cambio
Entalpía
-285,83 kJ
0
0
ΔH = 285,83 kJ
Entropía
69,91 J/K
130,68 J/K
0,5 x 205,14 J/K
TΔS =48,7 kJ
El proceso debe proveer la energía para la disociación, más la energía para expandir los gases producidos. Ambos están incluidos en el cambio de entalpía de la tabla de arriba. A latemperatura de 298ºK y 1atm de presión, el trabajo del sistema es:
W = PΔV = (101,3 x 103 Pa)(1,5 moles)(22,4 x 10-3 m3/mol)(298K/273K) = 3715 J
Como la entalpía H= U+PV, el cambio en la energía interna Ues por tanto:
ΔU = ΔH - PΔV = 285,83 kJ - 3,72 kJ = 282,1 kJ
Este cambio en la energía interna, debe estar acompañado por la expansión de los gases producidos, por lo que el cambio en la entalpíarepresenta la energía necesaria para llevar a cabo la electrólisis. Puesto que la entropía aumenta en el proceso de disociación, la cantidad TΔS puede ser proporcionada por el medio ambiente a la...