Hidrogênio Aula

7/24/2019 Hidrognio Aula

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O Hidrognio o elemento mais leve gasoso a temperatura ambiente incolor e inodoro

Ponto de ebulio = -253 oC

HIDROGNIO


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HIDROGNIO

Razes a favor e contra a localizao na Tabela

a favor contraGrupo 1

(alcalinos)s1 no um metal

Grupo 17(halognios)

um nometaltem 1 e- a menos

que o HeForma molculas

A2

H2 no toreativo quanto X2

O H- extremamente

reativo

O H um elemento nico , no pertence aum grupo especfico


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Obteno Industrial do di-hidrognio , H2

C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)1000 oC

1. Reao do gs de gua

GS DE GUA

Seguida pela Reao de deslocamento do gs de gua

CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)

Fe2O3/ Cr2O3

400oC

O CO2 mais fcil de ser separado


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CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3 H2(g)Ni

800oC

2. Processo de reformao a vapor

3. A Eletrlise de uma soluo aquosa de hidrxido produzH2 de alta pureza ( 99,9 %)

Ctodo : 2 H2O + 2 e- 2 OH-(aq) + H2(g)

nodo : 2 OH-

(aq) H2O(l) + O2(g) + 2 e-

Reao global: H2O H2(g) + O2(g)


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Clula fotoeletroqumica para a eletrlise da gua

nodosemicondutorTiO2 + corante

ctodo de Pt

EletrlitoMembrana de

Transporte de prton


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Nafion o polmero tetrafluoretileno sulfonado

Transporta ctions mas no Transporta nions
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Nafion_structure.png


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Preparao de H2 no laboratrio

1. Reao de metais eletropositivos com cidos diluidos( Zn, Fe , Mg , ...)

Zn(s) + 2 H+(aq) Zn2+(aq) + H2 (g)

2. Reao de uma base forte com Al

2 Al(s) + 2 OH-(aq) + 6 H2O 2[Al(OH)4]-(aq) + 3 H2(g)


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Produo de metalSntese do

metanol

Hidrogenaode alquenos

Combustvel

Sntese da NH3

Principais usos do hidrognio


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Clula a combustvel :Um dispositivo eletroquimico que faz a reao do hidrogniocom o oxignio (do ar) num processo chamado de

"combusto fria", produzindo uma corrente eltrica e guacomo resultado da reao.

H2

O2 H2O

ctodo

nodo

eletrlito

Eletrodos

fibra de carbono, pintado com:

p de carbono ativado (condutor)

Nafion (membrana de difuso de H+)

nanopartculas de platina ou paldio (catalisador)


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A classificao dos compostos binrios de hidrognio(hidretos)

Salino metlico intermedirio molecular desconhecido


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1. Hidretos moleculares: so compostos moleculares, comunspara os elementos eletronegativos do bloco p, geralmentevolteisEx.: B2H6 , CH4 , NH3 , HF

2. Hidretos salinos (inicos): so formados com os metais do

grupo 1 e com os mais eletropositivos do grupo 2. So slidoscristalinos e eletricamente no-condutoresEx.: LiH, NaH, CaH2

A reao de hidretos salinos com gua bastante violenta :

NaH(s) + H2O(l) NaOH(aq) + H2(g)


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Hidretos metlicos

So formados com alguns metais de transio So geralmente condutores de eletricidade, quebradios eno-estequiomtricos

Ex.: TiH1,9 , ZrH1,3 , PdH0,7

Preparao

Pd(s) + H2 Pd Hn(s)

Pd Hn(s) Pd(finamente dividido) + n/2 H2(g)

presso


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A alta mobilidade do hidrognio tornam os hidretos metlicos

como potenciais armazenadores de H2Um sistema mais barato : FeTiHx (x


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A ligao de hidrognio

Quando o H est ligado a tomos pequenos ealtamente eletronegativos como : F, O e N , ocorre umainterao secundria entre o H com uma + e um parisolado de um tomo eletronegativo

ligao de hidrognio

Representa ~ 5% da energia de uma

ligao covalente

Porm a fora intermolecular

mais forte


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Pontos de ebulio de hidretos do bloco p

Em geral numa dada srie:Os pontos de ebulio

aumentam com o tamanho dostomosaumento das foras de

London

Os Pontos de ebulio de NH3 , H2O e HF soanormalmente elevados


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Correo do modelo inicoPoder Polarizante do Ction e Polarizabilidade do nion

O ction atrai os eltrons do nion e repele o ncleo

NuvemEletrnicaDistorcida

nionPolarizvel

CtionPolarizante

A distoro vista comoa tendncia dadensidade eletronicamover-se para a regioentre os ncleos

( lig. Covalente parcial)


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Regras de Fajans :Fatores que favorecem a covalncia

1. Ctions pequenos e com cargas elevadas possuem alto poderpolarizanteEssa tendcia expressa pela densidade de carga ( DC )*

CTION DC/Cmm-3

Na+ 24

Be2+ 1108Al3+ 364

= CARGA ( C)

RAIO ( nm )

*ou potencial inico ( )


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Composto DC Ponto de Fuso ( oC)

BeCl2 1108 405

CaCl2 52 702

Compostos inicos ( e covalentes reticulados ) possuem altos

pontos de fuso


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2. nions grandes e/ ou com com cargas elevadas

Eltrons distantes do Ncleo Tendem a sofrer uma Zef menor

Ex: I- , Se2- ( Grandes )

P3- , As3- ( cargas elevadas)

Composto DC Ponto deFuso ( oC)

Classificaoda Ligao

AlF3 364 1290 Pred. inica

AlI3 364 190 Pred.covalente


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3. Ctions que no possuem a configurao de gs nobre como os demetais de transio

Ex. : Cu2+ [Ar]3d9A Blindagem de Eltrons d menorA Zef maior que a Carga Aparente do Ction

Composto DC Ponto deFuso ( oC)

Classificaoda Ligao

KCl 11 770 Pred. inica

AgCl 15 455 Parcial.covalente


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