Obtenção de Hidrogênio

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SUMÁRIO
1. RESUMO ..........................................................................................................3
2. INTRODUÇÃO .................................................................................................3
3. OBJETIVOS .....................................................................................................4
4. PARTE EXPERIMENTAL ................................................................................4
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES .....................................................................6
6. CONCLUSÃO ...................................................................................................9
7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................9
1. Resumo
No experimento a seguir foram utilizadas várias técnicas diferentes para a produção de gás hidrogênio(H2), entre elas a reação de metais com ácidos, onde se observou alguns fatores como a velocidade da reação. 
2. Introdução
O hidrogênio, primeiro elemento da tabela periódica, é o elemento mais abundante do universo, além de ser o 4º na terra, e apresenta a menor massa atômica (1u) e menor número atômico (Z=1) de todos os elementos já descobertos até hoje. O hidrogênio é o elemento que mais forma compostos da tabela periódica. Quando não faz parte de substâncias, ele é encontrado na forma de gás (H2), que é incolor, inodoro e insípido. Apresenta 3 isótopos que possuem o mesmo número atômico, diferenciando-se no número de nêutrons e na massa, temos: Prótio (1H1), Deutério (1H2), Trítio (1H3). O hidrogênio molecular (H2) é um gás inflamável, possui massa molar igual a 2g/mol, portanto é o gás mais leve existente, além disso são moléculas apolares, com geometria linear. A obtenção do hidrogênio molecular pode ser feita de várias formas, entre elas a eletrólise da água e a reação de um metal com um ácido. 
Através de uma reação de simples troca um metal (Me) desloca o hidrogênio existente no ácido (HX), formando um sal (MeX) qualquer e o hidrogênio molecular, da seguinte forma:
Alguns metais sofrem a ação de soluções básicas (YOH) quando entram em contato com elas, formando um sal (MeY) e gás hidrogênio (H2).
Outra forma de obtenção de gás hidrogênio, é a reação de um metal com água, para que a reação seja eficiente na quantidade de gás formado, é necessário que o metal seja bastante reativo, como os metais alcalinos terrosos.
3. Objetivos
Produção de gás hidrogênio através de reações entre metais e ácidos, e metais e bases, comparando a reatividade de acordo com o metal utilizado na reação, levando em conta a produção de H2.
4. Parte Experimental
Materiais e Reagentes Utilizados:
· Pisseta.
· Tubo de ensaio normal (5).
· Tubo de ensaio pequeno.
· Pinça de madeira.
· Caixa de Fósforos.
· Proveta.
· Pipeta.
· Água destilada
· Sulfato de Cobre – CuSO4 (1M).
· Ácido Sulfúrico – H2SO4 (6M).
· Hidróxido de Sódio – NaOH(6M).
· Zinco – Zn(s).
· Alumínio – Al(s).
· Magnésio – Mg(s).
· Ferro – Fe(s).
· Espátula.
· Bastão de vidro.
A)Obtenção de Hidrogênio e comparação entre as reações dos metais e ácidos
Em um tubo de ensaio colocou-se 2mL de solução de H2SO4 (6M), e em seguida adicionou-se grânulos de Zinco(Zn). Foram adicionadas gotas de solução de CuSO4 (1M) para acelerar a reação. Após iniciado o desprendimento de gás, um tubo de ensaio menor foi colocado com a boca virada para baixo sobre o tubo maior, para o recolhimento do gás produzido. Após um período de tempo armazenando gás no tubo menor, um fósforo foi aceso para identificar a presença de gás hidrogênio.
Em 3 tubos de ensaio diferentes foram colocados 2mL de água destilada, e em seguida, com cuidado, 1 mL de solução de H2SO4 (6M). A cada um dos tubos foi adicionado um metal seguindo o esquema a seguir:
Foi observada a evolução de produção de gás hidrogênio e seus fatores, levando em conta a reatividade dos metais.
B) Obtenção de Hidrogênio através da reação entre metais e bases
	Em um tubo de ensaio foi colocado 1mL de solução de NaOH(6M) e 2mL de água destilada e agitou-se o tubo. Foi acrescentado ao tubo um pouco de Alumínio em pó, e observou-se a reação ocorrida e seus parâmetros.
5. Resultados e Discussões
A)Obtenção de Hidrogênio e comparação entre as reações dos metais e ácidos
Ao adicionar os grânulos de zinco(Zn) na solução do tubo 1 foi observada uma lenta formação de gás(figura 1), após alguns minutos armazenando no tubo de ensaio menor, foi realizada a tentativa de identificação do gás através da aproximação de um fósforo aceso do tubo que estava sendo armazenado o gás. No entanto na primeira tentativa não houve sucesso de combustão, isso ocorreu devido à baixa reatividade do zinco com a solução formando pouco gás hidrogênio.
Figura 1
Foram adicionadas 2 gotas de CuSO4 (1M) com o intuito de acelerar a reação, com sucesso, pois, ao adicionar a solução as bolhas foram muito mais intensas, além da formação de gás hidrogênio que aumentou bastante(figura 2), isso ocorreu por conta de uma aceleração na formação de sulfato de zinco, liberando assim íons H+ resultantes do ácido sulfúrico, para a formação de gás hidrogênio. Após um tempo recolhendo o gás, foi realizada uma nova tentativa de combustão, esta com sucesso. Ocorreu uma emissão sonora de uma pequena explosão indicando a presença de gás hidrogênio(H2).
Figura 2
Na segunda parte do experimento foram preparadas soluções de ácido sulfúrico e água, e após isso foram introduzidos metais nos tubos de ensaio 1,2 e 3, resultando nas reações a seguir:
Tubo 1 – Magnésio(Mg): Ao colocar o magnésio no tubo de ensaio, houve um rápido início da reação que formou um sal de sulfato de magnésio e liberou uma grande quantidade de gás hidrogênio, até maior que a reação do zinco.Figura 3
Tubo 2 – Ferro(Fe): Quando o pedaço de ferro foi colocado no tubo de ensaio, houve um rápido início da reação porém sua velocidade foi menor que a do magnésio e do zinco.Figura 4
Tubo 3 – Alumínio(Al): Apesar de ser usado alumínio em pó, ao entrar em contato com a solução não houve indícios de reatividade de início, no entanto, após um período de tempo a reação começou a acontecer, liberando uma quantidade de gás hidrogênio comparada à reação com ferro.
Figura 5
	A diferença na velocidade da reação se dá pela reatividade dos metais, como esperado o magnésio foi o metal que formou mais rapidamente gás. Tal reatividade é explicada pela eletropositividade dos metais, ou seja, a capacidade de um elemento de perder elétrons quando está ligado a outro átomo. Essa característica varia de acordo com o tamanho do raio atômico, de modo que, quanto maior o raio, maior a eletropositividade. Por esse motivo é explicada a seguinte ordem de reatividade, e consequente produção de gás hidrogênio:
A reação com o alumínio não ocorreu dentro do esperado, pois ele demorou um pouco mais que os outros metais para o início da reação, uma das explicações seria a forma como ele foi disponibilizado (em pó), onde seria mais apropriado para o experimento o alumínio em folha, que facilitaria a visualização do experimento.
B) Obtenção de Hidrogênio através da reação entre metais e bases
Após a preparação da solução que contém hidróxido de sódio e água destilada, foi introduzido alumínio, novamente em pó. Quando houve o contato do alumínio com a base, a reação rapidamente foi iniciada e o gás hidrogênio foi formado com alta intensidade(figura 6), porém um pouco menor do que a velocidade da reação do magnésio. 
Figura 6
Por meio dessa reação foi observado que o alumínio reage melhor com hidróxido de sódio do que com ácido sulfúrico(figura 7), a velocidade de produção de gás hidrogênio foi superior além da intensidade da reação que após um tempo vai ficando mais violenta (figura 8).
Figura 7
Figura 8
6. Conclusão
Foi possível observar formas de obtenção de gás hidrogênio a partir de metais, a diferença de reatividade entre eles, e da solução utilizada para reagir com o metal, para observar a eficiência de cada metal e do reagente. Além disso, fora deduzido queo alumínio seria melhor utilizado se usado em pedaços de folha ao invés do pó, servindo para próximas experiências.
7. Referencias Bibliográficas
Tubo 1
Adicionou-se Magnésio(Mg)
Tubo 2
Adicionou-se Ferro (Fe).
Tubo 3
Adicionou-se Alumínio(Al)
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