# Eletrólise da água

> Separar a água em hidrogénio e oxigénio com corrente

- Data: 1789
- Época: Era industrial
- Domínio: [Eletricidade e eletrónica](https://lastcodex.org/pt/domains/electricity/)
- Etapa: IV (Ciência e indústria)
- Dificuldade: 2/5
- URL: https://lastcodex.org/pt/inventions/water-electrolysis/

A eletrólise da água faz passar uma corrente elétrica pela água para a separar em hidrogénio e oxigénio, que sobem em bolhas nos dois elétrodos, com o dobro de hidrogénio em relação ao oxigénio. Dois químicos neerlandeses descreveram em 1789 a decomposição da água com descargas elétricas; a pilha de Volta tornou-a um processo contínuo em 1800, e hoje é uma das formas de produzir hidrogénio.

![Eletrólise da água · Separar a água em hidrogénio e oxigénio com corrente](https://lastcodex.org/_astro/plate.Cpm0DXHU_Z1PsRXp.webp)

## Legenda

1. Pilha de Volta
2. Elétrodo negativo, onde se forma o hidrogénio
3. Elétrodo positivo, onde se forma o oxigénio
4. Tubo que recolhe o hidrogénio
5. Tubo que recolhe o oxigénio
6. Água tornada condutora com um pouco de ácido

## O que é

A eletrólise da água é a separação da água nos seus dois elementos por meio de uma corrente elétrica. Dois elétrodos mergulham na água e ligam-se a uma fonte de corrente contínua. No elétrodo negativo formam-se bolhas de hidrogénio e no positivo bolhas de oxigénio; o volume de hidrogénio é cerca do dobro do de oxigénio, a proporção em que os dois gases se combinam para formar água.

O processo converte energia elétrica em energia química guardada nos gases. Queimar o hidrogénio, ou recombiná-lo com oxigénio numa [pilha de combustível](/pt/inventions/hydrogen-fuel-cell/), devolve parte dessa energia. A indústria produz hidrogénio e oxigénio em eletrolisadores, conjuntos de células empilhadas em que um separador mantém os dois gases afastados.

## Como funciona

A água pura conduz muito mal a eletricidade, por isso torna-se condutora dissolvendo nela um pouco de ácido, de base ou de sal. No líquido, a corrente é transportada por iões, partículas com carga que se deslocam para o elétrodo de sinal contrário.

No elétrodo negativo, o cátodo, os eletrões vindos do circuito transformam os iões de hidrogénio ou a água em hidrogénio gasoso. No elétrodo positivo, o ânodo, liberta-se oxigénio e os eletrões regressam ao circuito. Os dois gases só aparecem na superfície dos elétrodos, nunca no líquido entre eles.

![Corte de uma célula moderna de eletrólise alcalina: dois elétrodos metálicos frente a frente dos dois lados de um separador poroso num líquido, com bolhas de hidrogénio de um lado e de oxigénio do outro a subir para saídas separadas](https://lastcodex.org/_astro/v2.E4_37RhP_Z2r68dx.webp)
_Numa célula alcalina, um separador poroso deixa passar a corrente pelo líquido mas mantém o hidrogénio e o oxigénio separados._

O material dos elétrodos tem importância. A platina e o ouro não são atacados e libertam os dois gases. A grafite, a mina de um lápis, também liberta um gás em cada elétrodo, embora se vá gastando. No tubo de água de Nicholson e Carlisle, um fio de latão escurecia onde a platina libertava gás. As células alcalinas industriais têm usado elétrodos de ferro, aço e níquel; o níquel é dos metais que melhor resistem à solução alcalina. Um cloreto dissolvido, como o sal de cozinha, liberta no elétrodo positivo cloro, um gás tóxico, em vez de oxigénio.

Os eletrolisadores industriais são de três tipos principais. As células alcalinas usam uma solução de hidróxido de potássio ou de sódio com um separador poroso. As de membrana de troca de protões usam um plástico sólido e fino que só deixa passar os iões de hidrogénio. As de óxido sólido usam uma cerâmica que conduz os iões de oxigénio e funcionam a temperaturas muito altas, em que o calor de outra fonte pode substituir parte da eletricidade.

## Como fazer

![Dois lápis afiados nas duas pontas espetados num cartão pousado sobre um copo de água, com a ponta de baixo no líquido e a de cima presa por pinças a uma pilha de 9 volts, e bolhas finas a subir das duas minas](https://lastcodex.org/_astro/v1.D25oUcAP_1nLWzr.webp)
_Duas minas de lápis e uma pilha de 9 volts bastam para separar a água; as bolhas são mais abundantes na mina negativa._

São precisos dois lápis de madeira, um afia-lápis, um cartão rígido, dois cabos com pinças crocodilo, uma pilha de 9 volts, um copo de água e um pouco de sal de Epsom (sulfato de magnésio). Use sal de Epsom e não sal de cozinha, que libertaria cloro.

Afie os dois lápis nas duas pontas até a mina ficar à vista. Dissolva o sal de Epsom na água. Espete os lápis no cartão e pouse o cartão sobre o copo, de modo que as pontas de baixo fiquem na água sem se tocarem. Ligue cada polo da pilha à ponta de cima de um lápis com um cabo.

Sobem bolhas finas das duas minas, mais numerosas no lápis ligado ao polo negativo: é o hidrogénio. Troque as duas pinças na pilha e o fluxo mais denso passa para o outro lápis. Observe durante alguns minutos e depois desligue a pilha. As pontas dos lápis vão-se gastando durante a experiência.

> **Segurança.** Misturado com ar, o hidrogénio explode se for inflamado e arde com uma chama quase invisível. Mantenha chamas e faíscas longe do copo e deixe as bolhas escapar: nunca recolha o gás num tubo nem num recipiente fechado.

## História e evolução

![Uma grande máquina elétrica de fricção do final do século XVIII: um disco de vidro rodado por uma manivela entre almofadas de couro, um condutor de latão sobre pés de vidro e, ao lado, uma bateria de garrafas de Leiden numa caixa de madeira](https://lastcodex.org/_astro/v3.vh4wKIcS_Z7mJHM.webp)
_A decomposição da água de 1789 usou as faíscas de uma máquina de fricção que carregava garrafas de Leiden._

Em 1789, dois químicos neerlandeses, o comerciante de Amesterdão Adriaan Paets van Troostwijk e o médico Jan Rudolph Deiman, relataram no Journal de physique que tinham transformado a água em «ar inflamável» e «ar vital», ou seja, hidrogénio e oxigénio, por meio de descargas elétricas. Faziam passar pela água as descargas de uma grande máquina de fricção, acumuladas em [garrafas de Leiden](/pt/inventions/capacitor/). O construtor de instrumentos John Cuthbertson fez o seu aparelho. As quantidades de gás eram mínimas, e o historiador E. L. Scott observa que não conseguiram demonstrar de forma concludente que gases tinham obtido. Com Cuthbertson, o médico inglês George Pearson repetiu os ensaios na década de 1790 e deu uma prova mais convincente. Em Haarlem, Martinus van Marum concebeu em 1791 um aparelho para mostrar no Teylers Museum o processo inverso: o hidrogénio e o oxigénio, acesos por faíscas elétricas num balão de vidro, formavam água, e os gases combinavam-se na proporção de dois volumes para um.

A [pilha](/pt/inventions/battery/) mudou a escala da experiência. Alessandro Volta descreveu a sua pilha em 1800 e, poucas semanas depois, William Nicholson e Anthony Carlisle ligaram uma pilha de 36 pares de meias-coroas e discos de zinco, separados por cartão, a dois fios de latão mergulhados num tubo com água. De um fio saía hidrogénio enquanto o outro escurecia. Com fios de platina obtiveram os dois gases.

Em 1902 já funcionavam mais de 400 eletrolisadores industriais de água. Alguns produziam hidrogénio por eletrólise de uma solução de soda cáustica entre elétrodos de ferro. A célula alcalina continua a ser o eletrolisador clássico. As células de membrana e as cerâmicas de alta temperatura vieram depois, e hoje os eletrolisadores vão de aparelhos do tamanho de um eletrodoméstico a instalações ligadas diretamente a uma central elétrica.

## Dados essenciais

- Decomposição com descargas elétricas: 1789, Paets van Troostwijk e Deiman, com uma máquina de fricção e garrafas de Leiden
- Decomposição com corrente contínua: 1800, Nicholson e Carlisle, com uma pilha de 36 pares de meias-coroas e discos de zinco
- Volume dos gases: Cerca do dobro de hidrogénio em relação ao oxigénio

## Requer

- [Condensador elétrico](https://lastcodex.org/pt/inventions/capacitor/): Guardar carga elétrica entre duas armaduras (1745)
- [Vidro](https://lastcodex.org/pt/inventions/glass/): Areia fundida e transparente (c. 2.500 a.C.)
- [Trefilagem manual do ferro macio](https://lastcodex.org/pt/inventions/wire-drawing/): Uma fieira de aço e uma tenaz transformam varetas em arame (c. 1100)

## Conduz a

- [Pilha de combustível de hidrogénio](https://lastcodex.org/pt/inventions/hydrogen-fuel-cell/): Eletricidade a partir de hidrogénio e oxigénio (1838)

## Fontes

- [A. Paets van Troostwijk and J. R. Deiman, Lettre à M. de la Métherie sur une manière de décomposer l'eau en air inflammable et en air vital, Observations sur la physique 35, part 2 (November 1789), 369–378](https://archive.org/details/observationsetm35pari), Journal de physique, scanned by the Internet Archive
- [Troostwijk, Adriaan Paets van](https://www.encyclopedia.com/science/dictionaries-thesauruses-pictures-and-press-releases/troostwijk-adriaan-paets-van), Complete Dictionary of Scientific Biography, via Encyclopedia.com
- [Pearson, George (entry by E. L. Scott)](https://www.encyclopedia.com/science/dictionaries-thesauruses-pictures-and-press-releases/pearson-george), Complete Dictionary of Scientific Biography, via Encyclopedia.com
- [G. Pearson, Experiments and observations, made with the view of ascertaining the nature of the gaz produced by passing electric discharges through water, Philosophical Transactions of the Royal Society 87 (1797), pp. 142–158](https://doi.org/10.1098/rstl.1797.0008), Royal Society
- [Verbrandingstoestel voor waterstof, 1790–1791 (FK 0219)](https://teylersmuseum.nl/nl/ontdek/topstukken/instrumenten/fk-0219/verbrandingstoestel-voor-waterstof), Teylers Museum, Haarlem
- [J. W. van Spronsen, Historie van de scheikunde in Europese musea (1973), pp. 36–37: Van Marum's combustion apparatus for hydrogen and oxygen, 1791, spark between platinum electrodes, half a volume of oxygen](https://chg.kncv.nl/l/library/download/urn:uuid:de11d126-538d-4fd3-a5d7-4b434e595d5f/spronsen-chem%2Bhist%2Bgroep,%2Bhistorie%2Bvan%2Bde%2Bscheikunde%2Bin%2Beuropese%2Bmusea%2B(1973)%2Bkopie.pdf?ext=.pdf&format=save_to_disk), Rijksmuseum voor de Geschiedenis der Natuurwetenschappen, Leiden (Mededeling 141), via KNCV Werkgroep Historie
- [Grote elektriseermachine met Leidse flessen (FK 0508)](https://teylersmuseum.nl/nl/ontdek/topstukken/instrumenten/fk-0508/grote-elektriseermachine-met-leidse-flessen), Teylers Museum, Haarlem
- [W. Nicholson, Account of the new Electrical or Galvanic Apparatus of Sig. Alex. Volta, and Experiments performed with the same, Journal of Natural Philosophy, Chemistry and the Arts 4 (July 1800)](http://knowledge.electrochem.org/estir/hist/hist-38-Nicholson-dl.pdf), Electrochemical Society, ESTIR Historic Publications in Electrochemistry
- [Electrolysis (1911 Encyclopædia Britannica)](https://en.wikisource.org/wiki/1911_Encyclop%C3%A6dia_Britannica/Electrolysis), Encyclopædia Britannica, 11th edition, transcribed on Wikisource
- [Hydrogen (1911 Encyclopædia Britannica)](https://en.wikisource.org/wiki/1911_Encyclop%C3%A6dia_Britannica/Hydrogen), Encyclopædia Britannica, 11th edition, transcribed on Wikisource
- [Hydrogen Production: Electrolysis](https://www.energy.gov/cmei/fuels/hydrogen-production-electrolysis), U.S. Department of Energy, Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office
- [Safe Use of Hydrogen](https://www.energy.gov/cmei/fuels/safe-use-hydrogen), U.S. Department of Energy, Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office
- [Electrolysis](https://www.britannica.com/science/electrolysis), Encyclopaedia Britannica
- [Nicholson und Carlisle: Wasserzersetzung mit der Voltasäule (pile of 36 pairs of half-crowns, zinc and pasteboard; brass and platinum wires)](https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/Geschichte_der_Elektrochemie/modern/nichol3.html), Universität Ulm, Didaktik der Chemie, Geschichte der Elektrochemie
- [D. M. F. Santos, C. A. C. Sequeira and J. L. Figueiredo, Hydrogen production by alkaline water electrolysis, Química Nova 36 (2013), pp. 1176–1193](https://www.scielo.br/j/qn/a/KyQvF9DMHK6ZJXyL5zQNy7N/?lang=en), Sociedade Brasileira de Química, via SciELO
- [M. Carmo, Alkaline water electrolysis: a quick history of water electrolyzers (Liquid Alkaline Workshop, January 2022)](https://www.energy.gov/sites/default/files/2022-02/2-Intro-Liquid%20Alkaline%20Workshop.pdf), U.S. Department of Energy, Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office (presentation by Nel Hydrogen)
- [Electrolysis of Water (demonstration with a 9-volt battery and Epsom salt; pencil variant)](https://highschoolenergy.acs.org/how-do-we-use-energy/electrolysis-of-water.html), American Chemical Society, Energy Foundations for High School Chemistry
- [Pencil Electrolysis (enrichment activity: 9-volt battery, pencils sharpened at both ends, Epsom salt solution)](https://www.acs.org/content/dam/acsorg/education/outreach/kidszone/pencil-electrolysis.pdf), American Chemical Society, Kids Zone outreach
- [Microscale chemistry experiments, Part 1, Experiment 3: electrolysis of Na2SO4 solution with carbon electrodes](https://microscale-exp.csj.jp/MCEexperiments_eng.html), The Chemical Society of Japan

Factos verificados em 2026-10-22.

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