Experiência: 01 – A Química do Hidrogênio

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presença de um metal, observar a reatividade dos metais a partir do desprendimento de H2.

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3. MATERIAIS E REAGENTES

Estante para tubos de ensaio, 6 tubos de ensaio grandes, espátulas, pissetas, lamparina, placa de petri (vidro), frascos-estoque para sólidos, frasco-estoque para líquidos, proveta de 10ml, béquer de 250ml, pipetas graduadas de 5ml.

REAGENTES SÓLIDOS SOLUÇÕES

Metais: Mg, Zn, Al, Cu HCL, H2SO4, H3PO4, CH3COOH 3 mol/L e HNO3, Solução de NaOH 20%

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

A. Produção de gás hidrogênio pela ação de ácidos

A.1 Obtenção do gás H2 utilizando diferentes ácidos com um mesmo metal

Separou quatro tubos de ensaio. No primeiro tubo adicione 1 mL de HCl com concentração 1 mol/L, no segundo 1 mL de H2SO4 1 mol/L, ao terceiro tubo 1 mL de H3PO4 1 mol/L e ao quarto tubo 1 mL de CH3COOH 1 mol/L. Em seguida colocou-se no primeiro tubo uma pequena amostra de Mg metálico. Fechou-se o tubo com o dedo polegar durante a reação por aproximadamente dois minutos. Ao final aproximou-se um palito de fósforo em chama, enquanto o gás escapa. Este procedimento foi repetido para os outros três tubos.

A.2. Obtenção do gás H2 utilizando o ácido HCl, porém variando os metais

Separou-se quatro tubos de ensaio. Adicionou-se 1 mL de HCl 1 mol/L em cada tubo. De forma simultânea colocou-se uma pequena amostra de Mg no primeiro tubo, Zn no segundo, Al no terceiro e Cu no quarto

A.3. Obtenção do gás H2 utilizando o ácido HNO3 com o cobre metálico

Em um tubo de ensaio adicionou-se 1 mL de HNO3 1 mol/L e colocou-se uma pequena amostra de Cu metálico.

B. Produção de gás hidrogênio pela ação de álcalis

Em um tubo de ensaio adicionou-se 1 ml de NaOH 20%, coloque uma pequena amostra de Al. Em seguida aqueceu-se suavemente o tubo de ensaio e aproximou-se um palito de fósforo em chama na saída do tubo.

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A.1 Obtenção do gás H2 utilizando diferentes ácidos com um mesmo metal

No primeiro caso, ao se colocar o Mg metálico no tubo de ensaio houve um reação forte, como o Mg é mais reativo que o H, ele o desloca, liberando-o na forma de gás (o fato foi observado ao notar as “borbulhas” saindo da solução). Assim, o Mg é oxidado, sendo o agente redutor, enquanto o H é reduzido, sendo o agente oxidante. A reação pode ser representada pela equação:

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

Depois de fechar o primeiro tubo de ensaio com o dedo (tento dentro do tubo HCl e Mg metálico), e colocando sobre o tubo o palito de fósforo aceso sobre o gás que saia ocorreu um rápido apagar do fogo e um ruído. É preciso ressaltar que o HCl é um ácido não oxidante, por esta razão, ele reagem rápida e/ou calmamente com muitos metais (no caso, o Mg) sem oxidar o hidrogênio formado.O fogo apagou porque o H2 liberado pela reação é extremamente inflamável, o ruído que se ouviu é o Grito do Hidrogênio ocorrido justamente por causa da violência(rapidez) da reação. Esse grito do hidrogênio é exatamente a certeza de que o H2 (não se trata de H, um único átomo do elemento, ou H com outro elemento). Para melhor compreensão da reação faz-se necessário saber que para que haja fogo é preciso que existam três elementos essenciais da combustão, que constituem o chamado "Triângulo da Combustão". São eles: Combustível (no caso o H2 liberado foi o combustível); Calor; Oxigênio comburente. Sem um desses três elementos, não há a produção de fogo. Como a chama estava em contato direto com o H2, houve a inflamação do H2, neste momento faltou oxigênio e o apagar de fogo.

No segundo tubo de ensaio, ao se colocar o Mg no H2SO4 ocorreu um reação muito forte. O mesmo principio da reação anterior é utilizada nesta, como o Mg é mais reativo que o H, o Mg desloca o H; a chama foi violentamente apagada pelo gás e ouviu-se um ruído. Da mesma forma, a explicação da reação acima serve para esta. O gás liberado era H2 extremamente inflamável, o grito do hidrogênio mostrou que o H2 não estava misturado com o ar, segue abaixo a reação.

H2SO4 + Mg → MgSO4 + H2

No terceiro tubo de ensaio ao se colocar o Mg no H3PO4 a reação observada foi menos forte que as duas anteriores. Observou-se também que não dissolveu-se todo o Mg. Como o P é somente um pouco mais reativo que o H, sua capacidade de descolar este é menor que a dos casos anteriores O gás que saia do tubo não apagou a chama por causa do pouco H2 liberado, segue abaixo a equação balanceada.

H3PO4 + Mg → MgPO4 + H2

No quarto tubo, ao se colocar Mg no CH3COOH, ocorreu a mais lenta de todas as reações. O gás que saio do tubo não apagou a chama. Segue abaixo a equação balanceada.

2Mg + 2CH3COOH → 2Mg(CH3COO) + H2

Abaixo segue a tabela de todas as reações do MG com diferentes ácidos realizadas na primeira parte (A.1) da pratica.

Reagentes Produto

Mg + 2HCl MgCl2 + H2

H2SO4 + Mg MgSO4 + H2

H3PO4 + Mg MgPO4 + H2

2Mg + 2CH3COOH 2Mg(CH3COO) + H2

A.2. Obtenção do gás H2 utilizando o ácido HCl, porém variando os metais

Primeiro caso:

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

Reação rápida, ocorreu o rápido desprendimento de H2. Isso porque Mg é muito reativo, por esta razão desloca com rapidez o H, que é menos reativo.

Segundo caso:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Reação não tão forte como a do Mg. O Zn é mais reativo que o H, deslocando-o. Entretanto o Zn não é tão reativo quanto o Mg, por isso a reação do HCl com Zn não é mais forte que a reação do HCl com o MG.