– Что это? – спросит наш пытливый Посетитель. – Из батарейки идут пузырики? В ней есть газики?
Нет. В батарейке газиков нет. Так откуда же они?
Батарейка – это гальванический элемент, который преобразует химическую энергию в электрическую. То есть, энергия, протекающих в батарейке химических реакций, преобразуется в электричество. На гифке у нас 9-вольтовая батарейка, которая вырабатывает, как ей и положено, электрический ток. Контакты батареи выступают в роли электродов: анода – электрода на котором идут процессы окисления – и катода, на котором происходят процессы восстановления. На этих электродах и происходит электролиз воды, при котором на катоде выделяется водород, а на аноде кислород:
2Н₂О = 2Н₂↑ + О₂↑.
Как видим по реакции, водорода должно образовываться в два раза больше, так что, проявив чудеса наблюдательности, можно попробовать догадаться, где выделяется водород, а где кислород.
Отступление для любителей химии. Конечно, если взять воды из под крана и окунуть туда батарейку, то такие фонтаны газов вы скорее всего не увидите, так как вода плохой проводник тока, хотя она и не диэлектрик. Чистая вода обладает хоть и малой, но измеримой электропроводностью. Соответственно, вода диссоциирует на ионы водорода и гидроксильные группы с ооочень маленькой концентрацией: [H⁺] = [OH⁻] = 0,0000001 моль/л. Это цифры, конечно, для дистиллята. Но вода «из под крана» содержит много примесей и её проводимость выше.
Но тут надо признаться, сомневаюсь, что этой проводимости хватило бы для такого электролиза от батарейки. Думаю, что в воде есть добавки каких-то солей для повышения проводимости. Какой-нибудь сульфат натрия или перхлорат лития.
Допустим, что там действительно соль, например, сульфат натрия. Она не только обеспечивает проводимость, но и сама может подвергаться гидролизу. Электролиз Na₂SO₄ будет выглядеть так:
Анод: 2H₂O - 4ē → O₂ + 4H⁺
Катод: 4H₂O + 4ē → 2H₂↑ + 4ОН⁻
А итоговое уравнение процессов:
2H₂O (электролиз) → 2H₂ + O₂.