Sintese Do Hidrogenio

• Objetivo

Obtenção do gás hidrogẽnio em laboratório através do método do descobrimento por Cavendish em 1776.

• Introdução Teórica

O hidrogênio é o elemento de menor densidade porque seu átomo tem a estrutura mais simples. O núcleo do átomo de hidrogênio é constituído por apenas um próton, partícula de carga elétrica positiva. Em torno do núcleo orbita um único elétron com uma carga negativa. Tem a propriedade de bom condutor de calor e eletricidade. Seu peso atômico é 1,0008 e seu símbolo é H. Seu ponto de fusão é 260ºC e seu ponto de ebulição é 252ºC. Quando esse elétron é removido, obtém-se o íon hidrogênio .

O hidrogênio é extremamente inflamável. Quando misturado com oxigênio, forma uma mistura explosiva que se inflama com muita facilidade, desprendendo grande quantidade de calor.

Muitas estrelas, cometas e planetas são feitos de hidrogênio ou contêm grandes porcentagens desse elemento. Acredita-se que o hidrogênio tenha sido o primeiro elemento na formação do Universo.

O hidrogênio pode ser empregado como combustível, com vantagem de não causar poluição, porque quando é queimado no ar produz somente água. Seria a melhor fonte energética do mundo, se não fossem dois problemas ligados as suas técnicas de produção e fabricação.

• Materiais e Reagentes Utilizados

1 estante com 10 tubos de ensaio com tampas

1 kitassto de 500 mL

1 tubo de vidro reservado para conexão

1 funil de decantação de 500 mL

rolha de borracha para a conexão

1 suporte universal com 1 argola

1 bico de Bunsen, 1 tripé e uma tela de amianto

1 funil comum e papel de filtro comum

1 proveta de 50mL

1 conta gotas

HCl concentrado

Zn em aparas

HCl 1:1

FeCl3 0,2 M

Fe em pó

NaOH 0,2M

NH4OH concentrado

• Esquema da Aparelhagem

• Procedimento

5.1 Reação de Zinco Mentálico com Ácido Clorídrico

Monte a aparelhagem conforme o esquema do item 4. Coloque o zinco metálico no kitassato de 500mL e feche o equipamento. A seguir coloque o ácido clorídrico no funil de decantação (30 mL de água destilada + 20 mL de Hcl concentrado). Deixe gotejar o ácido clorídrico sobre o zinco lentamente e em seguida acenda o bico de Bunsen.

Os gases formados devem escapar através do tubo de vidro adaptado ao kitassato e devem ser recolhidos em tubos de ensaio de boca para baixo, cheios de água e dentro da cuba contendo água.

Antes de recolher os gases, deixe o aparelho funcionar por algum tempo para eliminar o ar contido no sistema.

• Verificação das Propriedades

6.1 Verificar se o gás é comburente ou combustível

Coloque o tubo de ensaio contendo o hidrogênio perto da chama do bico de Bunsen. O que ocorreu? Inflamou, pois formou-se o gás H2, que é altamente inflamável e portanto o combustível.

6.2 Verificar se o gás é mais ou menos denso que o ar

O gás é menos denso que o ar, pois coletamos o mesmo com o tubo de cabeça para baixo, fato que comprova a volatilidade do gás e sua menor densidade.

6.3 Verificar o poder redutor do gás hidrogênio

Colocar 2mL da solução de FeCl3 em um tubo de ensaio, acrescente algumas gotas de HCl (1:1) e uma pitada de ferro metálico em pó. Qual é a cor da solução de FeCl3 ? Amarelo

Aquecer e em seguida esfriar e filtrar. Qual é a cor do filtrado? Incolor.

Dividir o filtrado em dois tubos de ensaio. Coloque no primeiro tubo algumas gotas de NaOH. Qual é a cor do precipitado que se formou? Verde

Qual a fórmula desse precipitado? Fe(OH)2

Coloque no segundo tubo algumas gotas de NH4OH. Qual é a cor do precipitado que se formou? Verde escuro. Qual é a fórmula do precipitado? Nas bordas do tubo de ensaio poderá aparecer um sólido vermelho acastanhado, qual é a fórmula desse sólido? FeOH. Porque isso aconteceu?

• Questionário

1- Existem vários métodos de obtenção do gás hidrogênio. Faça uma pesquisa e explique os seguintes métodos de obtenção desse gás, por meio das equações das reações:

a) Método Cavendish- Em 1766, Henry Cavendish, químico e físico Inglês foi quem primeiro isolou e estudou as propriedades físicas do hidrogênio. Observando que este explodia quando aquecido em contato com o ar, chamou-o, "gás inflamável", de "ar inflamável". foi o primeiro a reconhecer o gás hidrogênio como uma discreta substância, ao identificar o gás de uma reação ácido-metal:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2.

b) Método Lavoisier- O hidrogênio conhecido desde o século XVI - era o "ar inflamável" obtido quando se jogava limalha de ferro sobre um ácido, foi alvo de diversos estudos dos quais resultou seu nome. Em fins de 1700, o químico inglês Cavendish observou que da chama azul do gás pareciam se formar gotículas