Relatorio 2

Prévia do material em texto

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
DISCIPLINA: Laboratorio de Quimica Inorganica
Professor: Eudes
Alunas: Carolina Lopes Ganz Viotti
Jessica Lopes Amorim
 
 
EXPERIMENTO 2: PREPARAÇÃO DE H2
Belo Horizonte
28 de agosto de 2015
INTRODUÇÃO:
O hidrogênio, o primeiro elemento da tabela periódica, possui diversas características únicas. Ele é comumente encontrado no universo na forma diatômica (H2) ligado por uma ligação covalente muito forte, característica que o assemelha aos metais alcalinos (grupo 1 da tabela periódica). Pelo fato de poder formar hidretos iônicos M+H- com alguns metais altamente eletropositivos, possui também semelhança com a estrutura eletrônica dos halogênios.
Esse elemento possui uma estrutura muito leve e fica estável de três maneiras: formando uma ligação covalente com outros átomos ou com outro hidrogênio, perdendo um elétron para formar H+ ou adquirindo elétrons e formando H-. Por essa facilidade de ficar estável, o hidrogênio esta presente em diversas substancias no universo, como agua, compostos orgânicos, amônia, combustíveis fosseis e inclusive esta em 92% do universo.
O hidrogênio é também um ótimo agente redutor pois tem grande facilidade de perder elétrons além de ser pouco eletronegativo comparado aos principais elementos que se juntam a ele. Outra característica importante desse elemento é o seu alto teor energético que o torna um ótimo combustível que também é bastante sustentável pelo fato de, ao reagir com o oxigênio, ter como produto somente a agua, não poluindo o meio ambiente. Porém, apesar de sustentável, a obtenção de H2 ainda é considerada muito cara por isso ainda não é utilizada em massa em automóveis por exemplo.
Graças a essas e outras propriedades, o hidrogênio vem sendo bastante estudado e utilizado em varias áreas da indústria. Sua importância, portanto, é enorme para a química em geral sendo considerado um dos principais reagentes inorgânicos.
PARTE EXPERIMENTAL:
MATERIAIS: 4 tubos de ensaio, béquer, balão de fundo chato, mangueira de látex, suporte universal, garra, tubo de vidro com saída lateral com rolha ou tampa de vidro e torneira, proveta, espátula, balança, suporte para tubos de ensaio.
REAGENTES: HCI (Ácido Clorídrico/concentrado), NaOH (Hidróxido de Sódio, solução 20%) , FeCl3 (Cloreto de Ferro III), Zn (Zinco, grãos ou pó), detergente, Al (Alumínio), NH4SCN (Tiocianato de Amômio).
PROCEDIMENTOS: Montou-se uma aparelhagem com o suporte universal, a garra, o balão de fundo chato, a mangueira de látex, o béquer e o tubo de vidro como ilustrada na figura ao lado:
No béquer foi preparada uma solução de água destilada e detergente, onde foi mergulhada a saída da mangueira de látex. Em dois tubos de ensaio foi colocada uma solução de FeCl3 e adicionou-se a ambos uma pequena quantidade de NH4SCN, os tubos foram colocados em um suporte e reservados. Com auxílio de uma espátula pesou-se 0,498g de Zinco, que foi adicionado ao balão de fundo chato. Em um proveta foram medidos 10ml de HCl que em seguida foi colocado no tubo de vidro com a torneira devidamente fechada. Abrindo a torneira aos poucos deixou-se que o HCl gotejasse sobre o zinco, fazendo com que bolhas se formassem na solução de água com detergente. A chama de um palito de fósforo foi aproximada das bolhas formadas para observação dos resultados. Assim que as bolhas se formaram a saída da mangueira foi transferida para um dos tubos de ensaio, que continham FeCL3 e NH4SCN, e deixou-se que a solução borbulhasse por um tempo. Os resultados foram observados. Em outros 2 tubos de ensaio foram adicionados novamente cloreto de ferro III e tiocianato de amônio e reservados. Repetiu-se o procedimento descrito acima substituindo o zinco por 0,490g de alumínio e a solução ácida por uma solução de NaOH 20%. Ao realizar o procedimento foi necessário que a concentração da solução de NaOH fosse alterada para um melhor desempenho do experimento.
RESULTADOS E DISCUSSÕES: 
Em ambos os experimentos foi possível se observar a formação do gás hidrogênio proveniente das seguintes reações:
Reação do ácido clorídrico com o zinco:
2HCl(l) + Zn(s) ZnCl2(l) + H2(g) (aqui não tinha certeza se o HCl era líquido ou aquoso)
 
Reação do hidróxido de sódio com o alumínio:
2NaOH(aq) + 2Al(s) 2H2O(l) 2NaAlO2(aq) + 3H2(g)
Nos tubos de ensaio a reação inicial é:
FeCl3(aq) + 3NH4SCN(aq) Fe(SCN)3(aq) + 3NH4Cl(aq)
Após o borbulhamento de gás hidrogênio (que atua como agente redutor) nos tubos o Fe3+ presente reduziu para Fe2+ segundo a reação:
Fe3+ Fe2+ + e-
O Fe2+ e seus compostos possuem uma coloração bem mais leve do que aqueles contendo Fe3+, essa mudança de coloração foi observada comparando-se os tubos onde o H2 foi borbulhado nas soluções com aqueles que não foram alterados, tornando possível observar a redução do ferro. No caso da solução de FeCl3 e NH4SCN a cor era alaranjada e foi clareada passando à uma coloração amarelada.
No experimento realizado com o alumínio e o NaOH o desempenho foi lento e o desprendimento de gás ocorreu em pequena quantidade devido à baixa concentração de NaOH e à pouca quantidade de alumínio e, por isso, a concentração foi ajustada e adicionou-se mais alumínio ao balão de fundo chato.
CONCLUSÃO: 
Através desse experimento foi possível preparar o H2, observar como ele é um combustível além de suas outras propriedades através da caracterização 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
· http://www.infoescola.com/quimica/isotohttp://www.infoescola.com/quimica/isotopos/pos/<Acesso em 26/08/15>
· http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja0301673?journalCode=jacsat <Acesso em 26/08/15
· http://www.mundoeducacao.com/quimica/potencialpadrao-reducao-das-pilhas.html <Acesso em 26/08/15>
· http://www.ehow.com.br/acontece-hidrogenio-oxigenio-combinam-info_224225/ <Acesso em 26/08/15>
· https://pt.wikipedia.org/wiki/Entalpia_padr%C3%A3o_de_forma%C3%A7%C3%A3o <Acesso em 26/08/15>
· http://www.brasilescola.com/quimica/conceito-exemplos-agente-redutor-agente-oxidante.htm <Acesso em 27/08/15>
· http://www.tabelaperiodicacompleta.com/elemento-quimico/hidrogenio <Acesso em 27/08/15>
· http://quimicalab-hrss.blogspot.com.br/2012/03/reacao-do-naoh-al-quando-o-hidroxido-de.html <Acesso em 27/08/15>
QUESTIONÁRIO:
1. 
2. O Hidrogênio possui três isótopos estáveis: o prótio, com um próton e nenhum nêutron - corresponde a 99,98% de todos os átomos de hidrogênio; o deutério, com um nêutron e o trítio, com dois nêutrons.
3. Sim, devido ao seu alto teor energético.
4. O óxido de cobre reage com o hidrogênio segundo a reação
 CuO + H2 Cu + H2O
E essa reação é considerada complexa devido à passagem direta do Cu2+ para Cu0 sem a formação de intermediários. 
5. Equações descritas no tópico “Resultados e Discussões”
6. Potencial padrão de redução do H2=0.
O hidrogênio é um bom agente redutor.
7. 2H2 + O2 2H2O
Não é uma reação espontânea.
ΔfH0 = - 285,5 kJ/mol
8. Considerando o fato de que o gas hidrogênio tem um alto potencial energético ele poderia ser usado como um combustível para maquinas em geral pois além de gerar mais energia, ao reagir com o oxigênio ele acaba formando agua, ou seja, não gera um gas poluente mostrando-se bastante eficiente para evitar a poluição gerada pela queima de combustível em automóveis e indústrias.