QUESTIONÁRIO EXPERIMENTO Nº 01 - HIDROGÊNIO E ÁGUA

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Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia 
DCT – Departamento de Ciências e Tecnologias – Campus de Jequié 
Disciplina: Química Inorgânica Experimental. 
Docente: Nádia Aragão 
Discente: Maxuel Ribeiro dos Santos 
 
QUESTIONÁRIO EXPERIMENTO Nº 01: HIDROGÊNIO E ÁGUA 
5.1) Escreva todas as semi-reações que ocorrem nos experimentos do item 4.1 – 
Obtenção de hidrogênio. Calcule a força eletromotriz, a variação da energia livre de 
Gibbs e a constante de equilíbrio para cada processo. 
SOLUÇÃO DE ÁCIDO CLORÍDRICO E 3 GRÂNULOS DE ZINCO 
Zn(s) + 2HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g) 
Essa reação é chamada de reação de deslocamento porque o íon em solução é 
deslocado pela oxidação de um elemento. O zinco metálico reage quimicamente com o 
ácido clorídrico, produzindo cloreto de zinco e liberando gás hidrogênio, devido a sua 
grande tendência de perder elétrons formando íons positivos Zn2+. 
Como o zinco é um metal mais reativo que o hidrogênio, ele doa elétrons para o cátion 
H+, que se reduz, formando gás hidrogênio (H2), sendo agente oxidante, enquanto o Zn é 
oxidado formando o íon Zn 2+ (agente redutor) no composto cloreto de zinco (ZnCl2). 
 A reação de oxirredução e os cálculos da força eletromotriz é expressa abaixo: 
Semi-reação de oxidação – Ânodo: Zn(s) + Zn+2(aq) + 2e- E0 = +0,76 V 
Semi-reação de redução –Cátodo: 2H+(aq) + 2e-  H2(g) E0 = 0,0 V 
Equação global Zn(s) + 2H+(aq) Zn+2(aq) + H2(g) ΔE0 = +0,76 V 
E0célula = E
0
cátodo – E
0
ânodo 
E0célula = 0 – (+0,76 V) 
E0célula = – 0,76 V 
Após os cálculos, é provado que essa reação aconteceu de maneira espontânea, 
mostrando que é viável para obtenção de hidrogênio. 
ALUMÍNIO E SOLUÇÃO DE HIDRÓXIDO DE SÓDIO 
2NaOH(aq) + 2Al(s) + 6H2O(l)  2Na[Al(OH)4](aq) + 3H2(g) 
Na[Al(OH)4](aq)  NaAl O2(aq) + 2H2O(l) 
(Aluminato de Sódio) 
Equação de oxirredução: 
Semi-reação de oxidação – Ânodo: 2 Al(s)  2Al3+(aq) + 6e- E0 = +1,66 V 
Semi-reação de Redução – Cátodo: 6H+(aq) + 6e-  3H2(g) E0 = +0,00 V 
Equação global 2 Al(s) + 6 H+(aq)  2Al 3+(aq) + 3H2(g) ΔE0 = +1,66 V 
 
E0célula = E
0
cátodo – E
0
ânodo 
E0célula = 0 – (+1,66 V) 
E0célula = – 1,66 V 
Após os cálculos, é provado que essa reação aconteceu de maneira espontânea, 
mostrando que é viável para obtenção de hidrogênio. 
 
5.2) Cite outras maneiras de obter hidrogênio. 
 Eletrólise da água usando energia eólica, energia solar, energia hidrelétrica, 
energia das ondas ou energia das marés; 
 Produção fermentativa de hidrogênio: a conversão fermentativa de substrato 
orgânico em biohidrogênio, manifestada por um grupo diversificado de bactérias, 
utilizando sistemas multienzimáticos envolvendo três etapas similares à conversão 
anaeróbica; 
 Concentração térmica solar, Temperaturas muito altas são necessárias para 
dissociar a água em hidrogênio e oxigênio. Um catalisador é necessário para fazer 
o processo operar a temperaturas viáveis. 
 A partir de combustíveis fósseis: Os métodos para a produção de hidrogênio a 
partir de combustíveis fósseis são o seguinte: Craqueamento térmico de gás 
natural, oxidação parcial de hidrocarbonetos pesados, gaseificação do carvão e 
reforma catalítica do gás natural. 
 Biofotólise: A biofotólise da água é um processo biológico que converte energia 
solar em energia química armazenada, útil para a célula. A biofotólise acontece 
quando um sistema biológico sofre a ação da luz, resultando na decomposição de 
um substrato (quase sempre água) e na produção de hidrogênio. 
 Hidrogênio a partir do gás natura l: o hidrogênio é obtido quebrando as moléculas 
de hidrocarboneto que compõem o combustível. Grande parte da produção de 
hidrogênio hoje é feita a partir da reforma catalítica do gás natural (cerca de 90%). 
 
5.3) Esquematize e explique as reações que ocorrem nos experimento do item 4.2 
– Atividades do hidrogênio atômico e molecular. Calcule a força eletromotriz e a 
variação da energia livre de Gibbs para cada processo. 
Em um tubo de ensaio foi adicionado 10,00 mL de solução de ácido sulfúrico 4,0 
mols/litro, 10 gotas de solução de permanganato de potássio 0,01 mol/litro e 3 grânulos 
de zinco. Ao adicionar as apara s de zinco na solução houve liberação de gás, formou 
gotículas de água na parede do tubo de ensaio e mudança na sua coloração, de violeta 
para incolor. 
Segue a equação: 
 2KMnO4(aq) + H2SO4(aq)  2MnO4-(aq) + K2SO4(aq) + 2H+(aq) 
8H+(aq) + MnO4- (aq) + 6e-  2MnO2(aq) + 4H2O(l) Cátodo E0 = +1,51 V 
 6H+(aq) + 6e  3H2(g) Ânodo E0 = 0,0 0 V 
2H+(aq) + 2MnO4-(aq) + 3H2(g)  2MnO2(aq) + 4H2O(l) ΔE0 = +1,51 V 
 
5.4) O que é um sal hidratado? 
É um sal em que os íons do composto incorporam moléculas de água em seus retículos 
cristalinos, o que faz essas moléculas passarem a integrar o cristal salino. 
 
 
5.5) Explique todas as etapas que ocorreram nos experimentos do item 4.3 - 
Hidratos. 
Quando um sal hidratado passa por um processo de aquecimento, as moléculas de água 
incorporadas à estrutura cristalina são desprendidas na forma de vapor, restando apenas 
um sal simples. 
Ao aquecer o sulfato de cobre pentahidratado houve uma mudança na sua coloração, que 
era azul e passou a ficar branco, com gotículas de água condensada na parede do tubo 
de ensaio. 
[CuSO4(H2O)5]2+(s) + calor   CuSO4(S) + 5H2O(g) 
(azul-hidratado) (branco-anidro) 
Os sais hidratados contem moléculas de água que estão ligadas ao que seja a parte 
metálica ou cristalizadas com o complexo metálico. Os cristais azuis do sulfato de cobre 
tornam-se brancos após o aquecimento. Logo após o esfriamento foi adicionado água ao 
tubo. Quando adicionamos água, observou-se a volta da cor azul. 
CuSO4(s) + 5 H2O(l)  [CuSO4(H2O)5]2+(s) 
(azul-hidratado) (branco-anidro) 
Esta coloração é característica dos íons de cobre de carga 2+ na presença de água. A 
água contida nos cristais de sulfato de cobre é conhecida como água de hidratação. Após 
ter colocado água no tubo de ensaio, novamente ele foi levado a chama de forma a 
evaporar a água. Em seguida esse tubo resfriado tendo como consequência a formação 
de cristais. Quando os cristais se formam, muitas vezes são incorporadas moléculas de 
água que estavam ao redor do soluto na estrutura cristalina. Ao se aquecer o cristal, 
pode-se remover a água de hidratação formando o composto anidro (sem água).