Obtenção do Gás de Hidrogênio

...

1° Passo:

HCl = 36,5 g/mol

2mols = 73g para 1L

X para 0,05L

X = 3,65g de HCl

2° Passo:

V=M/d

V = 3,65g/ 120g/mL

V= 3,06mL

3° Passo:

37mL de HCl para 100mL

3,06mL de HCl para X

X = 8,25mL

Para a obtenção da solução de hidróxido de sódio (NaOH) foram feitos os seguintes cálculos:

1° Passo:

NaOH = 40g/mol

1 mol = 40g para 1L

X para 0,05L

X = 2g de NaOH

Para resultar na produção de gás de hidrogênio a solução de HCl mais 3 gramas de zinco foi depositada no tubo de ensaio com rolha e mangueira, levemente agitada, consequentemente, a reação exotérmica liberou o gás hidrogênio para o outro tudo de ensaio que estava totalmente preenchido por água em um recipiente, em seguida, ao observar que o tubo estava provido de gás, ele foi retirado do recipiente com água.

Prontamente com a abertura do tubo virada para baixo foi colocado um fósforo aceso dentro do recipiente, fazendo com que houvesse a queima do gás.

Imediatamente o gás foi recolhido usando o mesmo método, porém, com a abertura do tubo de ensaio virado para cima, o fósforo foi colocado perto do gargalo do tudo, ocorrendo novamente a queima do gás hidrogênio.

Repediram o mesmo procedimento, entretanto usando o Hidróxido de sódio e o alumínio.

- RESULTADO E DISCUSÃO

Com o objetivo da produção de gás hidrogênio a solução de Ácido clorídrico diluído em 100mL de água foi acrescentado 3g de Zinco.

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

O zinco metálico reage fortemente com uma solução aquosa de ácido clorídrico. O resultado é uma produção de uma grande quantidade de gás hidrogênio e formação de cloreto de zinco na solução.

Outra reação usada para a mesma obtenção desse gás foi a solução de Hidróxido de sódio com folhas de alumínio.

2 NaOH + 2 Al + 2 H2O → 2 NaAlO2 + 3 H2

Quando o hidróxido de sódio entra em contato com o alumínio forma aluminato de sódio com libertação de hidrogénio.

Para a obtenção do hidrogênio através deste experimento poderia se utilizar outros metais além do alumínio e zinco, porem, nem todos os metais da Tabela Periódica poderiam ser utilizados para preparar hidrogênio utilizando-se a rota proposta. O ouro, a prata e a platina, por exemplo, não sofrem ataque ácido ou básico porque são metais nobres, isto é, dificilmente sofrem ataque químico de outas substancias.

Comparando os dois metais usados, nota-se algumas diferenças. O HCl com o Zinco produziu uma menor quantidade de gás, todavia, essa liberação de gás se prolongou por alguns minutos compara ao NaOH com alumínio, que teve uma produção maior de gás, mas por um curto período. Isso pode ter ocorrido porque o alumínio foi usado em pedaços razoavelmente grande comparado ao zinco que estava em forma de pó, portanto a superfície de contado do alumínio com a base foi maior do que o do zinco com o ácido.

Outro fator notável foi a temperatura da reação enquanto a mesma estava ocorrendo. A reação do NaOH com alumínio liberou mais calor relacionado com a reação de HCl com zinco. Presumivelmente isso pode ter ocorrido pelo fato de que o alumínio (ponto de fusão 933,47K/ ponto de ebulição 2792 K) possui do ΔH da reação maior comparado ao zinco (ponto de fusão de 692,7 K/ ponto de ebulição 1180 K).

Por ultimo foi observado o ocorrido com o fósforo nas duas reações. O fósforo uma pequena explosão e queima deste gás, isso significa que o gás hidrogênio é combustível e comburente. Um combustível é qualquer substância que reage com o oxigénio (ou outro comburente) liberando energia, usualmente de modo vigoroso, na forma de calor, chamas e gases. Supõe a liberação da energia nele contida em forma de energia potencial a uma forma utilizável.

Comburente é todo elemento que, associando-se quimicamente ao combustível, é capaz de fazê-lo entrar em combustão na presença de uma fonte de calor inicial (o oxigênio é o principal comburente). Em resumo, é a substância que alimenta a combustão.

- CONCLUSÃO

Pode-se concluir que o método de preparação de hidrogênio a partir de reações entre alumino e zinco em soluções de ácido e base é um método prático e eficiente, apesar de o recolhimento de hidrogênio ser inviável, uma vez que as reações ocorrem ligeiramente rápidas. Nota-se também que vários fatores influenciam na produção do gás de hidrogênio, como superfície de contado e o ΔH da reação. Levando em consideração que é possível produzir gás hidrogênio em meio básico, neste caso, para a preparação de hidrogênio a partir de bases, ou seja, soluções aquosas de bases fortes (bases de metais alcalinos), apenas os metais como zinco, alumínio e estanho reagem produzindo hidrogênio gasoso. O hidrogênio gasoso pode ser obtido satisfatoriamente através de soluções diluídas de ácidos também, reagindo com alguns metais e que a molécula de hidrogênio queima em presença de chama ocorrendo uma explosão, confirmando a existência de gás hidrogênio, pois, uma vez que este gás é inflamável.

- REFERENCIAS

BROW, T.L. Propriedades das soluções. Química, a ciência central, 2005.

ORVENTON.T. Hidrogênio. Química Inorgânica Descritiva, p. 175-187,