HIDROGNIO OBJETIVOS: Preparar hidrognio gasoso a partir de reaes entre magnsio e alumnio metlicos e solues de cido clordrico e hidrxido de sdio. INTRODUO O hidrognio possui a estrutura atmica mais simples que qualquer outro elemento, sendo constitudo por um ncleo contendo um prton com carga +1 e um eltron circundante. A configurao eletrnica pode ser representada como 1s1. Os tomos de hidrognio podem alcanar a estabilidade de trs maneiras diferentes: O hidrognio o elemento mais abundante no Universo e o mais leve, sendo tambm o mais simples da tabela peridica de Mendeleiev. conhecido desde h centenas de anos como um gs que se obtm quando cido sulfrico diludo posto em contato com o ferro, sendo inflamvel no ar. Henry Cavendish mostrou que o gs hidrognio se forma pela ao de cidos como o clordrico ou o cido sulfrico em contacto com metais como zinco e o ferro. Ele tambm fez explodir misturas deste gs em contacto com o ar com fascas eltricas (1784), e encontrou um produto que parecia gua pura. Mais tarde Antoine Lavoisier explicou os resultados de Cavendish, e deu ao gs o nome de hidrognio, proveniente do grego formar-gua. Esta decomposio da gua nos seus componentes fez cair a ideia, j h algum longo tempo estabelecida de que a gua seria apenas formada por um elemento. Na terra no existe o hidrognio livre, estando sempre associado a outros elementos e para ser obtido puro necessrio gastar energia na dissociao de uma fonte primria. Sendo assim, o hidrognio no uma fonte primria de energia, mas sim uma fonte intermediria, por isso no deve ser referido como uma fonte energtica, pois apenas um vetor energtico, isto , uma moeda de troca. Produo de Hidrognio A escolha do melhor mtodo de produo do hidrognio depende da quantidade que queremos produzir e do seu grau de pureza. As tecnologias de produo do hidrognio necessitam de energia sobre alguma forma como calor, luz ou eletricidade de forma a que se inicie o processo. So bastante diversificadas Procedimentos Parte I Obteno de Hidrognio a partir de cidos com metais. 1 Em um frasco erlenmeyer colocou-se 1,0 g de magnsio granulado 2 Adicionou-se lentamente utilizando um conta-gotas 10 mL de cido sulfrico 2,0 mol/L. 3 Observou-se o desprendimento de um gs em seguida aproximou-se da abertura do tubo um fsforo acesso. Ouviu-se um pequeno estalido. Parte II Obteno de Hidrognio a partir de bases com metais. 1 Em um frasco erlenmeyer colocou-se 1,0 g de alumnio granulado 2 Adicionou-se lentamente utilizando um conta-gotas 10 mL de hidrxido de sdio 2,0 mol/L. 3- A soluo ficou em repouso por aproximadamente 10 minutos at que o alumnio e o NaOH comeassem a reagir. 3 Observou-se o desprendimento de um gs em seguida aproximou-se da abertura do tubo um fsforo acesso. Ouviu-se um estalido dessa vez maior do que o anterior. Parte III Diferenciao do hidrognio atmico nascente, H, e o H2. 1 Colocou-se em um tubo de ensaio 15 mL de soluo de cido sulfrico 2,0 mol/L e adicionou-se 5 gotas de soluo diludo de permanganato de potssio. 2 Agitou-se a soluo e em seguida adicionou-se zinco metlico 3 Observou-se e anotou-se os resultados. Questionrio: 1. Que metais podem ser usados para obteno de hidrognio pelo deslocamento de cidos? O Hidrognio pode ser obtido pela reao de metais muito reativos (como clcio ou sdio) com gua, ou pela ao de cidos sulfrico ou clordrico com metais moderadamente reativos como o ferro ou zinco. 2. Que cidos no podem ser usados na obteno de hidrognio? Por que?

Os cidos fracos no so recomendados na obteno de hidrognio j que eles tem dificuldade de liberao do on h+ temos o cido actico como um exemplo de cido fraco CH2COOH, quanto mais forte for o cido maior

ser a liberao de hidrognio.3. Escreva e classifique as equaes qumicas correspondentes as reaes de obteno do hidrognio. Ao entra em contato com a soluo de NaOH 2,0 mol/L, o alumnio metlico comeou a reagir rapidamente, formando um complexo de Na e Al, e H2 gasoso. A equao abaixo representa tal reao.

O zinco, quando em contato com a soluo de HCl 2,0 mol/L, reagiu de forma menos vigorosa que o alumnio, uma vez que a capacidade de oxidar do zinco menor q a do alumnio. Na presena da soluo de hidrxido de sdio 2,0 mol/L o zinco metlico no se observou formao de bolhas durante o experimento. O zinco menos reativo que o sdio, portanto ele no consegue desloc-lo para forma Zn(OH)2, no reagindo na presena desta base. A reao entre o zinco e o cido clordrico representada a seguir:

4. Interprete a afirmativa: O hidrognio menos denso que o ar. Os bales dirigveis sustentam-se no ar atravs de uma grande cavidade que preenchida com um gs menos denso do que o da atmosfera, como o gs hlio ou hidrognio, dessa forma o balo sobe lentamente. Um balo cheio de hidrognio tem, ao nvel do mar, uma densidade de 0,1 kg/m3. Sendo a densidade do ar, em condies normais e ao nvel do mar, de 1,3 kg/m3, o empuxo produzido sobre o balo cerca de treze vezes maior que seu prprio peso. Explica-se desse modo como se verifica o movimento ascensional dos bales aerostticos. 5. Qual a massa de magnsio deve ser empregado para reagir totalmente 20,0 mL de cido sulfrico 2,0 mol/L?

m/24,305= 2x0.02 m=0,97g de Mg

6. Qual o volume de HCl, d = 1,18g/mL, 37% em massa, que dever ser empregado para reagir totalmente 500,0 g do minrio de zinco que apresenta 85% do metal puro? 500 g zinco-------------- 100 X g de zinco-------------85% X = 425 g de zinco %= 37 = x 100

2 HCl + Zn ZnCl2 + H2

Levando-se em considerao o Titulo do rtulo, tem-se que 37% corresponde ao HCl, ento:

7. Qual a massa de alumnio necessria reagir totalmente com 20,0 mL de hidrxido de sdio 2,0 mol/L? Qual o volume de hidrognio obtido, nas CNTP, nesta reao?

m/26,982=2x0,02 m=1,079g de Al P V = nRT N=n mol R= contante 0,082 T=273,16 k 1mol Al -------------------3/2 H 0,4mol AL ----------------------X= 0,6 H 1.V=0,6.0,082.273,15 V=1,34 litros de Hidrogenio RESULTADOS E DISCUSSO 5. A reao ocorreu, pode-se observar a formao de gases no foi colocado uma chama em cima do erlen Meyer, pode se observar uma inflamao que subiu e ouvir um rudo que era o H sendo liberado em forma de gs como podemos visualizar na equao:

6. O zinco, quando em contato com a soluo de HCl 2,0 mol/L, mais lentamente que o alumnio, porem tambm pode se observar uma inflamao que subiu e ouviu-se um rudo que era o H sendo liberado em forma de gs como podemos visualizar na equao entre o cido clordrico e o zinco : 7. 5.0 CONCLUSO Pode-se concluir que o mtodo de preparao de hidrognio a partir de reaes entre os metais zinco e alumnio e solues de cido e base um mtodo prtico e eficiente (apesar de o recolhimento do hidrognio ser invivel), uma vez que as reaes ocorrem ligeiramente rpidas, o experimento foi concludo com xito j que o proposto foi alcanado sem dificuldades. Referencias Bibliogrficas: Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/dirigivel/dirigivel-6.php#ixzz1weuZlUxfLEE, J. D., Qumica Inorgnica no to Concisa. So Paulo, Editora Edgard Blcher Ltda, 1999 BACAN, N. et al. Qumica analtica quantitativa elementar. 2 ed. SoPaulo: Edgard Blucher, 1979