Pratica De HIDROGÊNIO

1. OBJETIVO

Preparar hidrogênio gasoso através de ações de ácidos e bases sobre metais, bem como pela ação de um metal sobre a água, além de identificá-lo e conhecer suas propriedades.

2. INTRODUÇÃO

O hidrogênio é um elemento químico com número atômico 1 e representado pelo símbolo H.

A molécula de hidrogênio, com uma massa atômica de aproximadamente 1,0 u, é o mais leve dos elementos naturais. Na sua forma estável, ele existe sob a forma de moléculas diatômicas, H2. É incolor, inodoro e quase insolúvel. (FELTRE, 2005)

O hidrogênio é um elemento relativamente abundante no universo (92%), contudo a quantidade de H2 na atmosfera é muito pequena, pois o campo gravitacional da terra é muito pequeno para reter um elemento tão leve. Por esse motivo, ao ser liberado, sobe rapidamente aos níveis mais altos da atmosfera e gradualmente se perde pelo espaço. Entretanto, o hidrogênio é o décimo elemento mais abundante na crosta terrestre (1520 ppm). Compostos contendo esse elemento são abundantes, sobretudo a água, compostos orgânicos, combustíveis fósseis, organismos vivos e ácidos. O hidrogênio forma mais compostos que qualquer outro elemento. Nesses compostos admitem-se os números de oxidação + 1 ou –1, dependendo da eletronegatividade do elemento ao qual o átomo de hidrogênio está ligado. Ele é um elemento de grande instabilidade e, consequentemente, muito reativo, que tende a ajustar seu estado eletrônico de diversas formas. Quando perde um elétron, constitui um cátion H+, que é na realidade um próton. Em outros casos se produz por meio do ganho de um elétron para formar o ânion hídrico H-, presente apenas em combinações com metais alcalinos e acalinos-terrosos. (LEE, 1996; RUSSEL, 1994)

O hidrogênio é obtido por diversos métodos. A escolha do melhor método de produção do hidrogênio depende da quantidade que queremos produzir e do seu grau de pureza. As tecnologias de produção do hidrogênio necessitam de energia sobre alguma forma como calor, luz ou eletricidade de forma a que se inicie o processo. São bastante diversificadas, sendo algumas delas:

1) Eletrólise da água: este método baseia-se na utilização da energia elétrica, para separar os componentes da água (hidrogênio e oxigênio), sendo o rendimento global do processo da ordem dos 95%.

2H2O + eletricidade → 2H2 + O2

2) Reação de hidrocarbonetos ou gás natural com vapor de água: Esta técnica consiste em expor o gás natural ou outros hidrocarbonetos a vapor a altas temperaturas para produzir o hidrogênio, monóxido de carbono e dióxido de carbono. Esta tecnologia é usada pela indústria, sendo a maioria do hidrogênio obtido pelo “processamento do vapor” de gás natural (metano):

CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3H2(g)

3) Uma grande quantidade de hidrogênio puro também é formado como subproduto da indústria de cloro e álcalis. Nesse caso, soluções aquosas de NaCl são eletrolisadas para formar NaOH, Cl2 e H2.

4) Outro método comum de preparação do hidrogênio em laboratório é a reação de ácidos diluídos com metais, ou um álcali com alumínio.

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2

2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2

5) O hidrogênio pode ser preparado pela reação de hidretos salinos (iônicos) com água.

LiH + H2O → LiOH + H2

O Hidrogênio ganha importância como “o combustível do futuro”, quer para a produção de energia elétrica, quer para o transporte e no aquecimento da casa. Cada vez mais hidrogênio será usado para estes propósitos. (SANTOS, 2009; LEE, 1996)

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES

AÇÃO DE UM METAL SOBRE A ÁGUA

Os metais alcalinos (elementos da família 1 ou IA), os metais