Propriedades do hidrogenio

  Instituto Federal de São de Paulo[pic 1]

Campus São Paulo

Licenciatura em Química

QUÍMICA INORGÂNICA

SÍNTESE E PROPRIEDADE DO

HIDROGÊNIO

Nomes:     Emmanuela G. Marques                    1564307

       Mariana Rejane dos Santos               1564404

       Marcella Shimada                                1664406

       Núria Odriozola                                    1660276

                     

Realizado em: 24/02/2016

1. Objetivo

Obtenção do gás hidrogênio em laboratório através do método de descobrimento, por Cavendish em 1776.

1. Resumo

Este relatório foi solicitado no âmbito da disciplina de Química inorgânica I, para a execução de uma atividade pratica em laboratório que consiste na obtenção do gás hidrogênio através do método de descobrimento, por Cavendish em 1776 e a verificação das propriedades do mesmo.

Com a realização do experimento foi possível observar que o gás hidrogênio ao entrar em contato com o oxigênio produz uma combustão, demonstrando que o mesmo é um gás comburente. A obtenção dos dados dos dois experimentos mais a verificação de suas propriedades comprovou-se que a identidade do gás expelido nas reações era de fato o gás hidrogênio, uma vez que, esse gás tem grande potencial calorífico e reage rapidamente com a chama do bico de bunsen.

1. Introdução

O elemento hidrogênio é um dos elementos mais abundantes na Terra, é o terceiro elemento mais abundante (depois do oxigênio e do silício) em porcentagem de átomos e o nono em porcentagem de massa ( ATKINS, 2008), possuindo a estrutura atômica mais simples com apenas e um elétron e um próton com configuração eletrônica de [pic 2][pic 3]. É classificado como um não-metal e encontrado na forma gasosa sendo o gás mais leve conhecido (d= 0,0000899 g/cm3) composto por duas moléculas sendo descoberto  sintetizado primeiramente por T. Von Hohenheim.

A produção de hidrogênio é frequente em processos químicos que requerem H2 como matéria prima. O principal uso do hidrogênio é na combinação direta com N2 para produzir NH3, a fonte primaria dos compostos contendo nitrogênio, plásticos e fertilizantes (MONTOYA, 2011; RUSSEL, 1994). Nos laboratórios, o hidrogênio é obtido por ação dos metais sobre a água e soluções diluídas de ácidos.

O gás hidrogênio e altamente inflamável, sua entalpia de combustão é −286 kJ/mol. Quando misturado com oxigênio por entre uma grande variedade de proporções, o hidrogênio explode por ignição como mostrado na reação a seguir:

                                2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) 

Devido sua extrema inflamabilidade ao se manusear gás hidrogênio é necessário tomar alguns cuidados e cumprir normas de segurança como: os cilindros de hidrogênio devem ser estocados em uma área bem ventilada longe de calor e de todos os tipos de chamas abertas e faíscas, não pode ser manuseado perto de motores, instalações elétricas abertas ou de qualquer outro equipamento que possa produzir faíscas e é proibido estocar cilindros de hidrogênio com cilindros contendo oxigênio, cloro, quaisquer outros oxidantes ou juntamente a outros materiais inflamáveis.

Existem três isótopos conhecidos de hidrogênio (como mostrado na figura a seguir) que possuem algumas características diferentes como peso molecular, ponto de fusão e ebulição,são eles:

- prótio é um dos isótopos mais estáveis do hidrogênio e o mais abundante. É formado apenas por um próton e um elétron e é a única estrutura atômica que não apresenta nêutrons.

- deutério composto por um nêutron e um próton e pode ser obtido por destilação fracionada da água ou por eletrolise, sendo usado geralmente como traçador isotópico  em investigações de reações químicas e bioquímicas envolvendo hidrogênio e  estudos espectroscópicos.

- trítio composto por um próton e 2 nêutrons sendo um isótopo radioativo.  Geralmente é usado em reatores de fusão nuclear, fabricação de dispositivos de auto- e em pesquisas de desenvolvimento de medicamentos.

         [pic 4]

1. Procedimento experimental

Para a realização dos experimentos foram utilizados os materiais e os reagentes listados respectivamente nas tabelas abaixo:

4.1 – Materiais e Reagentes

4.1.1 Reação de zinco metálico com acido clorídrico

Materiais utilizados	Reagentes utilizados
1 Kitassato de 500mL 1 funil de separação 1 Tubo de borracha 1 Recipiente de plástico   1 Espátula 1 Tubo de ensaio Bico de Bunsen Tela de Amianto Suporte Universal Tripe	Zinco metálico Acido Clorídrico

Tabela 1 – Materiais e reagentes utilizados no experimentos 4.1.1

4.2.1  Reação de alumínio metálico hidróxido de sódio 

Materiais utilizados	Reagentes utilizados
1 Tubo de ensaio 1 Pipeta de Pasteur Bico de Bunsen 1 Rolha	Raspas de alumínio Hidróxido de sódio

Tabela 2 – Materiais e reagentes utilizados nos experimentos 4.2.1

4.3.1  Verificação de propriedades

Materiais utilizados	Reagentes utilizados
2 tubos de ensaio 1 Pipeta de Pasteur Bico de Bunsen 1 Rolha Funil Filtro de papel	Cloreto de Ferro (III) Hidróxido de Amônio  Ferro metálico em pó

Tabela 3 – Materiais e reagentes utilizados nos experimentos 4.3.1

REAGENTE	DIAMANTE DE HOMMEL
Acido Clorídrico (HCl)	[pic 5]
Hidróxido de Sódio  (NaOH)	[pic 6]
Cloreto de Ferro III (FeCl₃)	[pic 7]
Hidróxido de Amônio (NH₄OH)	[pic 8]

Tabela 4: Reagentes e seus respectivos diamentes de Hommel