⏱️DURÉE20 min
🎯DIFFICULTÉAvancé
👶ÂGEDès 12 ans
🧹PROPRETÉPropre
🏠LIEUIntérieur
✅TAUX DE RÉUSSITE85%
Séparez les deux composants de l'eau — hydrogène et oxygène — en utilisant simplement de l'électricité ! Vous verrez des bulles de gaz se former sur chaque électrode.
🛍️ Prolongez l’expérience avec nos kits scientifiques !
Activité à faire toute l'année, en famille ou en classe !
🧪 Matériel nécessaire
- 🔋 Pile 9V 1 · supermarché
- ✏️ Crayons à papier (mine graphite) 2 · papeterie
- 🥃 Verre d'eau 1 · déjà dans la cuisine
- 🧂 Sel ou bicarbonate 1 cuillère à café · déjà dans la cuisine
- 🔌 Fils électriques avec pinces crocodile 2 · magasin bricolage
📋 Étapes de l’expérience
1
Préparer l'eau conductrice
Remplissez le verre d'eau et ajoutez une cuillère de sel ou de bicarbonate. Remuez pour dissoudre. L'eau pure ne conduit pas l'électricité — il faut des ions.
💡 Le bicarbonate donne des résultats plus propres que le sel.
2
Connecter les électrodes
Taillez les crayons aux deux bouts pour exposer la mine de graphite. Connectez chaque mine à une borne de la pile 9V via les fils avec pinces crocodile. Plongez les mines dans l'eau.
💡 Le graphite résiste bien — les mines de crayon sont des électrodes parfaites !
3
Observer les bulles
Des bulles se forment sur chaque électrode ! La borne négative (cathode) produit de l'hydrogène (H₂) — deux fois plus de bulles. La borne positive (anode) produit de l'oxygène (O₂).
💡 Observez bien : il y a exactement 2x plus de bulles côté hydrogène — c'est la preuve que l'eau est H₂O !
🤓 Pourquoi ça marche ?
L'eau (H₂O) est composée d'hydrogène et d'oxygène liés chimiquement. L'électricité fournit l'énergie nécessaire pour casser ces liaisons. À la cathode (–), les ions H⁺ capturent des électrons pour former du dihydrogène : 2H⁺ + 2e⁻ → H₂↑. À l'anode (+), l'eau perd des électrons pour former du dioxygène : 2H₂O → O₂↑ + 4H⁺ + 4e⁻. Le rapport 2:1 entre H₂ et O₂ prouve la formule H₂O.
Concepts scientifiques
électrolyseoxydoréductioncathode et anodecomposition de l'eau
📚 Au programme scolaire : 3ème – Terminale
🔭 La science en détail
Décomposer l'eau exige au minimum 1,23 volt : c'est la tension imposée par la thermodynamique de la réaction. En pratique, il faut environ 2 volts pour vaincre les lenteurs des réactions aux électrodes (les surtensions), ce que votre pile 9V fournit largement ; le surplus se dissipe en chaleur dans la solution. La quantité de gaz produite suit la loi de Faraday : elle est proportionnelle à la charge électrique qui traverse le circuit, à raison de 96 500 coulombs par mole d'électrons. Avec les quelques dizaines de milliampères que débite une pile 9V, comptez plusieurs heures pour accumuler un centimètre cube d'hydrogène.
Le choix de l'électrolyte n'est pas anodin. Avec du sel, les ions chlorure s'oxydent à l'anode plus facilement que l'eau : il se dégage du dichlore, gaz irritant à l'odeur de piscine, au lieu d'oxygène. Le bicarbonate évite ce piège. À grande échelle, la même réaction alimentée par l'éolien ou le solaire produit l'hydrogène dit « vert », et la Station spatiale internationale fabrique l'oxygène respiré par son équipage en électrolysant l'eau recyclée à bord.
Pour les ados et les parents curieux 🤓
⚠️ Sécurité
⚠️
⚠️ SUPERVISION ADULTE OBLIGATOIRE
⚠️
Ne touchez pas les bornes de la pile quand elles sont connectées et dans l'eau
⚠️
L'hydrogène est inflammable — ne pas approcher de flamme
⚠️
Faites l'expérience dans un endroit ventilé
🛠️ Ça n’a pas marché ? Les ratés les plus fréquents
🚀 Pour aller plus loin
✨ Recueillez les gaz dans des tubes retournés pour les identifier
✨ Essayez avec différentes tensions (pile 4,5V vs 9V) et comparez la vitesse
✨ Remplacez le graphite par d'autres métaux et observez les différences
📜 La petite histoire
L'électrolyse de l'eau est née quelques semaines à peine après l'invention de la pile. En mars 1800, Alessandro Volta décrit sa « pile voltaïque » dans une lettre à la Royal Society de Londres. Dès le mois de mai, deux Anglais, le chimiste William Nicholson et le chirurgien Anthony Carlisle, reconstruisent l'appareil et constatent que le courant décompose l'eau en deux gaz, hydrogène et oxygène. C'était la première fois que l'électricité servait à casser une molécule : l'acte fondateur de l'électrochimie.
💡 Bon à savoir : Sans matériel de laboratoire spécifique, il est délicat de capturer les gaz de manière hermétique pour mesurer précisément le ratio 2:1. La réaction peut aussi être lente si la source de courant manque de puissance.
🔬
🎁 Envie d’aller plus loin ?
L'électrochimie te passionne ? Découvre nos kits circuits et électricité !
✅ Dès 12 ans 📦 Livraison rapide ⭐ 4.7/5 (15 avis)
❓ Questions fréquentes
Pourquoi faut-il ajouter du sel ou du bicarbonate à l'eau ?
L'eau pure conduit très mal l'électricité, ce qui bloque la réaction. Ajouter un électrolyte comme le bicarbonate de soude libère des ions qui permettent au courant de circuler librement entre les deux électrodes.
Comment reconnaître l'hydrogène de l'oxygène ?
Regardez bien la quantité de bulles : l'hydrogène se forme à la borne négative et produit deux fois plus de gaz que l'oxygène. Si vous récoltez l'hydrogène dans un tube, il produit un petit cri ou 'pop' caractéristique au contact d'une flamme.
Est-ce que l'expérience présente un risque d'explosion ?
Avec une simple pile de 9V, les volumes de gaz produits sont trop faibles pour être dangereux. Réalisez tout de même l'expérience dans une pièce aérée et gardez les flammes à distance pour éviter tout incident.
Pourquoi l'eau devient-elle trouble ou change de couleur ?
Si vous utilisez des électrodes en métal comme des clous ou des trombones, l'oxygène réagit avec le métal pour créer de la rouille. Pour garder une eau limpide, utilisez des mines de crayon en graphite qui ne s'oxydent pas.
🧭 Expériences similaires
🧪 Envie d’essayer autre chose ? Il reste 84 expériences à découvrir.
Vous venez de transformer de l'eau en véritable carburant de fusée, c'est le début d'une grande aventure scientifique ! Les petits chimistes peuvent continuer à explorer les mystères de la matière avec nos kits complets disponibles sur science-labs.com.
