Relatorio sobre hidrogenio

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ALLAN FERNANDO SANTINON BERTOTI

GABRIEL AUGUSTO OLIVEIRA DE JESUS

ILSON GOMES DE LIMA

hidrogênio

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Londrina

2019

1 INTRODUÇÃO

Este trabalho aborda as práticas realizadas com as soluções aquosas que reagiram em pequenas quantidades  através das reações de simples troca,  identificando em cada reação  a produção de gás hidrogênio na aula prática de Química Inorgânica I.

O alumínio é o elemento metálico mais abundante na crosta terrestre, principalmente na forma de argila. Antigamente, era uma raridade, porém hoje em dia é obtido em larga escala através da eletrólise. É um elemento de caráter metálico, reativo, leve, resistente e anfótero. (RAYNER & OVERTON, 2015). O elemento hidrogênio localiza-se na primeira casa da tabela periódica  sendo representado pela letra H. É o  elemento mais simples, formado apenas por um próton e não possuindo nêutron. Estima-se que o hidrogênio possua 2,4 vezes mais energia que o gás natural por unidade de massa, e aproximadamente 1100 vezes mais que uma bateria ácida. (ALMEIDA, 2005). Encontrado em estado puro como um elemento químico gasoso, é inflamável, incolor, inodoro, não-metálico e insolúvel em água. Este elemento é raro na atmosfera terrestre, devido sua densidade  leve permite escapar à gravidade da Terra, todavia, é abundante na superfície do planeta, na forma de hidrocarbonetos e água.  Em relação às suas propriedades químicas, o alumínio reage espontaneamente com o oxigênio do ar formando uma película protetora de óxido de alumínio sobre sua superfície, aumentando sua resistência a intempéries. Entretanto, essa camada apassivadora não impede sua oxidação por ácidos e bases fortes, mesmo quando diluídos, ocasionado a corrosão do metal.

Através do modelo atômico de Niels Henrick David Bohr foi possível explicar o comportamento estável do átomo de hidrogênio, pois o hidrogênio, cujo número atômico é um, produz compostos com muitos elementos da Tabela Periódica especialmente os compostos orgânicos, em combinação com o Carbono. O Hidrogênio é o elemento mais abundante do universo com 92% seguido do hélio (7%) e os demais elementos (1%). É quarto elemento mais abundante na Terra e encontrado em grandes quantidades no oceano e nos organismos vivos na forma de carboidratos e proteínas, compostos orgânicos, combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás natural), amônia e ácidos. O hidrogênio forma mais compostos que qualquer outro elemento. Geralmente pode ser encontrado no estado atômico e na forma de plasma, estimando cerca de 75% da massa elementar, cujas propriedades são distintas daquela do hidrogênio molecular ou gás hidrogênio (H2). O gás H2 foi o produzido artificialmente por T. Von Hohenheim (Paracelso, 1493-1541) quando este estudava a reação química entre metais e ácidos fortes. Contudo, será Henry Cavendish o primeiro perceber, em 1781, a real natureza do gás. Ele o identificou numa reação ácido-metal como gás inflamável a qual o produz água quando queimado. Em 1783, Antoine Lavoisier batizou o elemento como hidrogênio. A aplicação prática do gás pode ter sido com o primeiro balão de gás hidrogênio, de 1783, o qual se difundiu como forma de transporte, até que um acidente mostrou o risco envolvido. Em pequenas quantidades, pode ser obtido pela reação de ácidos com metais. Exemplo:

2 Fe + 3 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3 H2

Ou pela reação do hidreto de cálcio com água:

CaH2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + 2 H2

Industrialmente, é produzido a partir de hidrocarbonetos existentes no gás natural. O processo de "steam reforming", onde a alta temperatura em que o gás natural é contatado com vapor de água produz o elemento em estado puro. Outra forma muito usual de obtenção do hidrogênio no Brasil e outros países com eletricidade abundante, é a decomposição eletrolítica de uma dissolução aquosa em sal comum.

2 OBJETIVO

Realizar reações químicas para obtenção do gás hidrogênio em laboratório, bem como, a análise da reatividade do hidrogênio em meio ácido e básico.

3 MATERIAIS E REAGENTES

Materiais:

• Estante para tubos de ensaio;
• 4 tubos de ensaio
• Reagentes
• Solução de hidróxido de sódio (NaOH) 2,0 mol/L
• Solução de ácido clorídrico (HCl) 2,0 mol/L
• Alumínio metálico
• Zinco metálico

4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

Para a realização desta prática experimental, foi lixado com palha de aço dois pequenos pedaços de alumínio metálico, e de zinco metálico. Em seguida numerou-se, os tubos de ensaio como tubos I e II para zinco metálico, e tubos III e IV para alumínio metálico. Para o tubo de ensaio I e III, foram acrescentados 5 mL de solução de ácido clorídrico (HCl) 2M, e nos tubos de ensaio II e IV, foram acrescentados 5 mL de solução de hidróxido de sódio (NaOH) 2M. Observando sempre o que acontecia nos tubos.  

5 Resultados e discussão

A reatividade química dos metais varia com a eletropositividade, logo quanto mais eletropositivo for o elemento, mais reativo será o metal. Os metais mais reativos são aqueles que possuem grande tendência de perder elétrons, logo, formam íons positivos com mais facilidade. (J.B. RUSSEL, 1996). De um modo geral, os metais tendem a produzir gás hidrogênio quando reagem com ácido. Para que isso ocorra é necessário que o metal seja mais reativo que o hidrogênio (maior tendência para  perder elétrons).