Comment faire de l’eau à partir d’hydrogène et d’oxygène

Pour mieux comprendre si l’eau peut être fabriquée ou non, il est nécessaire de connaître certaines qualités de ses composants.

Caractéristiques de l’oxygène

L’oxygène est un gaz incolore et inodore qui fait partie de l’eau, de l’air, des êtres vivants et de presque tout ce qui nous entoure. Son symbole chimique est O. Il est non métallique et hautement réactif, formant des composés avec la plupart des éléments à l’exception de l’hélium et du néon.

L’oxygène est également un oxydant puissant et le deuxième élément le plus électronégatif après le fluor. Dans la nature, l’oxygène élémentaire est produit par les plantes, les algues et les cyanobactéries. C’est un élément essentiel pour la respiration cellulaire et la combustion.

Caractéristiques de l’hydrogène

L’hydrogène est l’élément chimique avec la structure moléculaire la plus simple du tableau périodique. En raison de ses propriétés particulières, il ne fait partie d’aucun groupe. C’est un gaz inflammable, incolore et inodore. C’est aussi un élément non métallique et n’est pas soluble dans l’eau.

L’hydrogène est considéré comme l’élément chimique le plus abondant puisqu’il constitue 75% de la matière de l’univers.A l’état naturel il est assez rare sur Terre et est produit industriellement à partir d’hydrocarbures comme le méthane. Il peut également être obtenu à partir de l’eau, par le procédé d’électrolyse.

comment faire de l’eau

Le besoin d’eau pendant les périodes de sécheresse, dans les endroits désertiques ou dans les endroits qui n’ont pas de source d’eau potable à proximité, nous fait envisager la possibilité de faire de l’eau.

À première vue, fabriquer de l’eau semble simple, puisqu’elle n’est constituée que de deux éléments : l’oxygène et l’hydrogène, eux aussi très courants.

En théorie, il est possible de fabriquer de l’eau si les deux gaz sont mélangés et suffisamment de chaleur est fournie pour démarrer la réaction chimique entre ces éléments.

La molécule d’eau est issue de la combustion des éléments qui la composent : l’hydrogène (H) et l’oxygène (O). Cette réaction est représentée comme suit :

2H ₂ + O ₂ → 2H ₂ O + énergie

Cependant, en pratique, le mélange de ces deux éléments ne peut se produire à température ambiante, car les molécules d’hydrogène et d’oxygène ne forment pas spontanément de l’eau. Afin de former de l’eau, il faut fournir suffisamment d’énergie pour rompre les liaisons covalentes qui maintiennent ensemble les molécules d’hydrogène et d’oxygène. De cette façon, les liaisons chimiques peuvent être réarrangées pour produire de l’eau. Mais cette réaction est exothermique, c’est-à-dire qu’elle dégage de la chaleur et produit également une explosion.

Pourquoi est-il difficile de produire de l’eau ?

La réaction de l’hydrogène et de l’oxygène est essentiellement la combustion de l’hydrogène. Et voici deux points importants à garder à l’esprit : l’hydrogène est hautement inflammable et l’oxygène alimente la combustion. Par conséquent, pour que la réaction chimique entre l’oxygène et l’hydrogène se produise et que de l’eau se forme, il est nécessaire de fournir de l’énergie et, par conséquent, une explosion se produit. Cela peut avoir des conséquences fatales.

Pour cette raison, l’eau est créée à des fins de démonstration en petites quantités et dans des environnements contrôlés, tels que des laboratoires. En grande quantité, la production d’eau comporte de nombreux risques. De plus, il est beaucoup plus coûteux d’obtenir l’hydrogène et l’oxygène pour conduire la réaction que de créer de l’eau en utilisant d’autres méthodes, telles que la condensation de la vapeur d’eau, la purification de l’eau polluée ou le dessalement de l’eau de mer.

expériences pour faire de l’eau

L’un des premiers scientifiques intéressés à savoir en profondeur comment la réaction entre l’hydrogène et l’oxygène se produit pour former de l’eau était le chimiste français Antoine Laurent Lavoisier. Pour ce faire, il a créé un appareil pour former de l’eau à partir d’hydrogène et d’oxygène et pouvoir observer la réaction. Fondamentalement, deux cloches ont été utilisées, une pour l’hydrogène et une pour l’oxygène, et la réaction de combustion a été déclenchée par un mécanisme.

Grâce à cette expérience, Lavoisier a découvert le rôle important de l’oxygène dans la combustion de l’hydrogène pour former de l’eau. De plus, cela lui a permis de montrer qu’un gaz doit avoir une masse pour que la combustion se produise, et que la masse est conservée après la réaction. De plus, la réaction de l’hydrogène et de l’oxygène pour produire de l’eau l’a aidé à étudier les réactions d’oxydation.

expérience 1

L’une des expériences les plus simples pour fabriquer de l’eau consiste à mettre de l’oxygène et de l’hydrogène dans un récipient et à l’allumer.

Cela doit être fait de manière contrôlée, de préférence dans un laboratoire et en prenant soin de manipuler l’oxygène et l’hydrogène. Il est recommandé d’utiliser une petite quantité de chaque élément. Il est également suggéré d’utiliser un récipient résistant à la chaleur et, de préférence, d’un matériau incassable.

expérience 2

Une autre expérience chimique courante consiste à remplir un petit ballon d’hydrogène et d’oxygène. Un bouclier de protection doit être mis en place et, de loin, toucher le ballon avec une tige brûlante.

Une autre option consiste à remplir le ballon d’hydrogène et à l’enflammer dans les airs. L’oxygène de l’air réagira pour former de l’eau, mais la réaction sera plus contrôlée.

Bibliographie

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