Síntese da água

1. INTRODUÇÃO

Durante algum tempo, acreditava-se que a água era um elemento e não uma substância. Lavoisier, químico francês, conseguiu demonstrar pela decomposição que, na realidade, a água era uma substância química composta por 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio, sendo essencial para todas as formas de vida. Lavoisier também sintetizou a água, a partir de oxigênio e hidrogênio, comprovando, de fato, que se tratava de uma substância composta, e não simples, como costumavam achar. A reação de síntese da água é dada pela reação:

2H2(g) + O2 2H2O (líq.)

Encontrado em estado puro como um elemento químico gasoso, o hidrogênio é um gás inflamável, incolor, inodoro, não-metálico e de baixa densidade. Geralmente, o hidrogênio se acha combinado com o oxigênio, formando água. Em laboratórios, o hidrogênio pode ser obtido a partir de uma reação de deslocamento entre um metal e um ácido. O metal entra na molécula de água e vira sal e assim o hidrogênio é liberado na forma gasosa.

Sendo assim, o hidrogênio pode ser obtido através da mistura de magnésio em solução aquosa de ácido clorídrico. O magnésio é um elemento químico de símbolo Mg, metal alcalino-terroso e tem uma coloração prateada e apresenta uma grande resistência. Já o ácido de fórmula química HCl, são substâncias que se ionizam em solução aquosa, liberando íons H+. Possui alto grau de ionização (92,5%) de forma que se pode considerá-lo como um ácido extremamente forte, dando a solução que o contém ph baixo. Essa reação pode ser representada como:

[pic 1]

O oxigênio é o elemento mais abundante da crosta terrestre, quer em porcentagem ou em massa. Ele ocorre livre, sem se combinar na atmosfera, combinado com silício, alumínio e outros elementos em várias rochas e minerais. O gás oxigênio, em temperatura ordinária, é incolor, insípido e inodoro, um pouco mais denso que o ar. Forma aproximadamente 21% do ar atmosférico seco. Devido a sua densidade, a concentração diminui com a altitude.

 O oxigênio pode ser obtido através da reação da decomposição do peroxido de hidrogênio submetido a um catalisador MnO2. O peróxido de hidrogênio é um composto inorgânico molecular de fórmula química H2O2.Trata-se de um líquido incolor à temperatura ambiente, poderoso oxidante, solúvel em água, viscoso, de sabor amargo e odor irritante. Em solução aquosa, é conhecido comercialmente como água oxigenada, que pode ser produzida a partir da reação de qualquer peróxido com água ou ácidos diluídos. Já o  dióxido de manganês (MnO2) é um clássico catalisador da decomposição da água oxigenada (peróxido de hidrogênio, H2O2).

Além disso, para que ocorra uma reação química, é necessária uma energia mínima que possibilite sua iniciação que é chamada de energia de ativação. Consequentemente, para algumas reações é necessário um fornecimento de energia (seja de forma de calor ou outras formas) que as desencadeie. Na síntese da água, isto pode ser feito através de uma chama, levando em conta a insuficiência de energia em seus reagentes.

Nesta reação, a liberação de calor é caracterizada pela rápida diminuição do volume dos reagentes em relação ao produto formado (a água), de modo a promover uma leve explosão, influenciada pela característica de elemento comburente intrínseca do oxigênio, que causa na vaporização da água e na dificuldade de obtê-la em estado líquido.

...