Preparação

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS ZÉ DOCA

DIRETORIA DE DESENVOLVIMENTO DE ENSINO

DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR

CURSO DE LICENCIATURA EM QUÍMICA

PREPARAÇÃO DO HIDROGENIO

ZÉ DOCA-MA

2016

Ataídes Magalhães, Franciele Almeida, Jadna Lira, Jessica Cardoso, Jucileia Marques

PREPARAÇÃO DO HIDROGENIO

Relatório parcial apresentado à disciplina de Química Geral Experimental, sob orientação da professora Msc. Roberto Pereira

ZÉ DOCA-MA

2016

Sumário

1. Introdução 4

2.Objetivos 7

2.1 Objetivo Geral 7

2.2 Objetivos específicos 7

3. Materiais e Métodos 8

4.Resultados e discussão 9

5. Conclusão 11

Referencias Bibliográficas 12

1. Introdução

1.1 Hidrogênio

O alquimista Theophrastus Bombastus von Hohenheim, conhecido como “Paracelsus”, na manipulação de metais e ácidos produziu um ar explosivo ao qual ele inocentemente ignorava que fosse um elemento químico. Já em 1766, o químico Henry Cavendish identificou este gás como uma substância química individual, mas foi Antoine Lavoisier que nomeou de Hidrogênio o elemento em 1783, e descobriu a também assim posteriormente a formula da água. É o elemento mais abundante no universo, mas na crosta terrestre é relativamente difícil de encontrar esse gás (H2). É obtido através de eletrólise, reações de metais com ácidos, reações de carvão ou hidrocarbonetos com vapor de água a alta temperatura. O hidrogênio é elemento mais simples, constituído por um núcleo contendo um próton com um elétron orbitando em sua volta (elemento descrito na forma fundamental). O deutério, um isótopo de hidrogênio que contem no núcleo um próton e um nêutron, e em sua orbita tendo um elétron. Esse isótopo foi descoberto por Harold c. Urey, ganhando por essa descoberta o Prêmio Nobel em Química em 1934

O deutério de hidrogênio é de grande utilidade na indústria nuclear, sendo sua diferença do isótopo mais abundante somente a presença de um nêutron no seu núcleo. Existe também o trítio, outro isótopo de hidrogênio que contem em seu núcleo um próton e dois nêutrons. A interação do átomo de hidrogênio na vida humana é de grande importância, observando a formula da água, substância fundamental para a sobrevivência da humanidade, existem dois átomos de hidrogênio para um átomo de oxigênio. O hidrogênio também vem sendo testado na produção de combustível (energia limpa). A energia termonuclear é obtida pela colisão e fusão de núcleos de hidrogênio, deutério e trítio, podendo obter o elemento Hélio com essas colisões, e assim liberando enormes quantidades de energia. Com fontes de abastecimento natural muito comum em nosso planeta, a água do mar talvez venha a ser utilizada nesse procedimento para construir fontes de energias quase inesgotáveis. Este elemento não é encontrado livre na natureza em sua forma atômica, é localizado sempre na composição de outras substâncias. Sua grande instabilidade o torna muito reativo. O hidrogênio perdendo um elétron fica na forma de cátion H+, ganhando um fica na forma de ânion H¯, presente apenas em combinações com metais alcalinos e alcalino-terrosos. Os íons também são de grande importância no organismo, atuam no metabolismo celular acentuando a velocidade de reações bioquímicas. O gás hidrogênio, H2, foi o primeiro produzido artificialmente e formalmente descrito.

1.2 Preparação de hidrogênio

. No laboratório, o gás H2 é normalmente preparado pela reação de ácidos com metais tais, como o zinco, por meio do aparelho de Kipp.

Zn + 2 H+ → Zn2+ + H2

O alumínio também pode produzir H2 após tratamento com bases:

2 Al + 6 H2O + 2 OH- → 2 Al(OH)4- + 3 H2

A eletrólise da água é um método simples de produzir hidrogênio. Uma corrente elétrica de baixa voltagem corre através da água, e oxigênio gasoso forma-se no ânodo enquanto que hidrogênio gasoso forma-se no cátodo. Tipicamente, o cátodo é feito de platina ou outro metal inerte (geralmente platina ou grafite) quando se produz hidrogênio para armazenamento. Se, contudo, o gás destina-se a ser queimado no local, é desejável haver oxigênio para assistir à combustão, e então ambos os elétrodos podem ser feitos de metais inertes (eletrodos de ferro devem ser evitados, uma vez que eles consumiriam oxigênio ao sofrerem oxidação). A eficiência máxima teórica (eletricidade usada versus valor energético de hidrogênio produzido) está entre 80 e 94%. (KRUSE, 2002)

2H2O(aq) → 2H2(g) + O2(g)

Em 2007, descobriu-se que uma liga de alumínio e gálio em forma de pastilhas adicionada a água podia ser usada para gerar hidrogênio. O processo também produz alumina, mas o gálio, que previne a formação de uma película de óxido nas pastilhas, pode ser reutilizado. Isto tem potenciais implicações importantes para a economia baseada no hidrogênio, uma vez que ele pode ser produzido no local e não precisa ser transportado. (VENERE, 2007)

2.Objetivos

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