Hidrogénio

ÍNDICE

Introdução ------------------------------------------------------------ 1

Objectivos ------------------------------------------------------------ 2

Material e reagentes ------------------------------------------------ 3

Técnicas operatórias ------------------------------------------------ 4

Discussão de resultados -------------------------------------------- 6

Conclusão ------------------------------------------------------------- 7

Bibliografia ---------------------------------------------------------- 8

INTRODUÇÃO

O hidrogénio é o mais o leve dos elementos naturais. Na sua forma livre e estável ele existe na forma de moléculas diatómicas, o H2, que é mais leve que as moléculas conhecidas.

Como só existem em quantidades mínimas na natureza, o hidrogénio deve ser preparado por reacções químicas dos compostos que o contem, como água, alguns ácidos, algumas bases, além dos hidrocarbonetos.

Para preparação do hidrogénio a partir de ácidos em laboratório, inicialmente requer escolha correta dos ácidos, onde os mais convenientes são os ácidos não oxidantes, como H2SO4 (diluído) e o HCl (diluído) que reagem rápida e calmamente com muitos metais sem oxidar o hidrogénio formado. A escolha do metal é importante e deve se levar em consideração a reacção de electropositividade do metal (série electromotriz dos metais), onde a electropositividade do metal deve ser inversamente proporcional a concentração do ácido.

Para preparação do hidrogénio a partir de bases, ou seja, soluções aquosas de bases fortes (base de metal alcalino), apenas os metais como Zn, Al e Sn reagem produzindo hidrogénio gasoso, H2 e hidroxo – complexo do metal.

A energia interna de dois átomos de hidrogénio, H, é maior do que o de uma molécula deste elemento, H2 por esta razão o hidrogénio atómico é muitas vezes utilizada nas reacções de redução (hidrogénio “nascente”). Por regra geral, as reações em que o hidrogénio molecular toma parte realizam-se em temperaturas elevadas.

OBJECTIVOS

• Propriedades físicas do hidrogénio;

• Propriedades redutoras – mistura explosiva de H2 e O2;

• Combustão do hidrogénio (H2) ao ar;

• Propriedades redutoras do hidrogénio (H2) com CuO;

• Comparação do poder redutor do hidrogénio molecular e atómico.

MATERIAL E REAGENTES

Material Reagentes

2 erlemeyer de 500ml Al (granulado)

1 Funil de separação H2SO4 – 2M

1 Tubo secante CaCl2

5 Tubos de ensaio NaOH – 2M

2 Suportes universal Solução KMnO4

2 Garra para balão Zn

Tubo de vidro para saída de gás HCl

Bico de bunsen CuO

Rolhas HgCl2

Espátulas

Tubo abdutor

TÉCNICAS OPERATÓRIAS

Experiencia 1- Propriedades físicas do hidrogénio

• Em um frasco de erlenmeyer colocou-se 20 pedaços Zn granulada;

• Colocou-se uma solução de HCl a 2M num funil de separação, montado no aparelho;

• Deixou-se gotejar o HCl a 2M lentamentamente sobre o Zn, regulou-se suavemente a torneira de modo que o hidrogenio gasoso sai-se devagar pelo tubo abdutor de vidro mergulhado na solução aquosa de sabão;

• Verificou-se o aparecimento de bolhas de sabão;

• Retirou-se o tubo abdutor da solução e colocou-se na extremidade de um tubo de ensaio;

• Verificou-se a formação de um líquido.

Experiencia 2 – Combustão de H2 ao ar

• Montou-se o equipamento;

• Verteu-se num tubo de ensaio HCl a 1M com alguns pedaços de Zn;

• Tapou-se o tubo de ensaio com uma rolha com furo no qual adaptou-se, previamente, um tubo adbutor;

• Esperou-se alguns minutos até que todo ar do tubo fosse substituído por H2;

• Acedeu-se a extremidade do tubo abdutor;

• Verificou-se o aparecimento de uma pequena chama n extremidade do tubo abdutor.

Experiencia 3 – Propriedades redutoras do H2 com o CuO

• Montou-se o equipamento;

• Verteu-se num tubo de ensaio HCl a 1 M, com alguns pedaços de Zn

• Tapou-se o tubo de ensaio, com uma rolha com furo no qual adaptou-se, previamente, um tubo abdutor dobrado contendo pequena porção de CuO;

• Esperou-se 20 minutos até que todo ar do tubo fosse substituído por hidrogénio;