Aula do H

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Estudo do Hidrogênio 
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Ver M. W. Cronyn, The Proper Place for Hydrogen in the Periodic Table, J. Chem. Educ. (2003), 
80(8), 947 
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M. W. Cronyn, The Proper Place for Hydrogen in the Periodic Table, J. Chem. Educ. (2003), 80(8), 
947 
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Propriedades 
Forma mais estável do hidrogênio molecular: H2 
Gás incolor a T.A., sem odor 
P.E.: -253 oC 
P.F.: -259 oC 
Não muito reativo: 
H-H: 436 kJ/mol 
H-S: 347 kJ/mol 
H-O: 464 kJ/mol 
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2 H2 (g) + O2 (g) à 2 H2O 
é termodinamicamente possível 
e cineticamente desfavorável 
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Ocorrência: H2O, CH4, gás natural H2 
Preparação: 
 
a) em lab.: Zn (s) + 2 HCl à ZnCl2 (aq) + H2 (g) 
 
b) industrial 
 
 b1) eletrólise de NaOH ou KOH 
 
 b2) reforma do metano (gás natural) 
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Reforma do metano: 
K2CO3 (aq) + CO2 (g) + H2O (l) à 2KHCO3 (aq) 
2KHCO3 (aq) à K2CO3 (aq) + CO2 (g) + H2O (l) 
CH4 (g) + H2O (g) CO (g) + 3 H2 (g) 
 
Ni 
800 oC 
CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) 
 
Fe2O3/Cr2O3 
400 oC 
PE: -205 oC 
-78 oC 
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Reforma do metano 
CH4 (g) + H2O (g) CO (g) + 3 H2 (g) 
CO2 (g) + 4 H2 (g) 
2KHCO3 (aq) 4 H2 (g) 
H2O (l) 
K2CO3 (aq) + H2O (l) 
Δ
Reforma 
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Maluf, S. S., Assaf, E. M., Assaf, J. M. Catalisadores Ni/Al2O3 promovidos com molibdênio 
para a reação de reforma a vapor de metano, Química Nova 2003, 26(2), 181-187. 
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Principais usos: 
a)  Reação com N2 para formação de amônia: 
 
 3 H2(g) + N2(g) à 2 NH3(g) - Pressão de 100 atm 
 - Temperatura de 450 oC 
 - Catalisador de SiO2 e MgO 
 
 
b) Reação com CO para formação de metanol: 
 
 CO(g) + 2 H2(g) à CH3-OH(g) 
Ligação Química 
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H σ1s + H σ1s 
orbital molecular σ1s 
H2 
orbital atômico σ1s 
Diagrama de Orbitais Moleculares 
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Isótopos 
1931, Harold C. Urey 
- destilou 5 L de H2(l) até 2 mL 
- mediu a massa molar 
- deu o dobro! 
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Abundância 
(%) 
99,9844 
0,0156 
10-17 
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As energias de ligação D-E são mais fortes 
A eletrólise de 30 L de água até 1 mL dá D2O 99% pura 
H2O < HOD < D2O 
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Hidretos: Hidrogênio + Elemento 
FALSO! 
 
 
 
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•  Estrutura parecida com sal gema (NaCl); 
• Cátion metálico + íon hidreto (H-); 
• Eletrólise de LiH (l) produz H2 no ânodo 
• São muito reativos: LiH (s) + H2O (l) à LiOH (aq) + H2 (g) 
• São bons agentes redutores; 
 
 
 
Hidretos Salinos ou Iônicos (bloco s): 
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•  Hidreto de Berílio – BeH2 
 
 Hidreto Covalente → Forma ligações 3c-2e 
Hidretos Salinos ou Iônicos (bloco s): 
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Hidretos: Hidrogênio + Elemento 
 
 
 
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•  São formados principalmente por metais dos grupos 3, 
4 e 5; 
•  Grupo 6 somente o cromo → CrH; 
•  Grupos 7-9 → Falhas de Hidreto → poucos ou nenhum 
composto binário é formado; 
 Possuem composição variável: ZrH1,30 – ZrH1,75 
 Possuem alta mobilidade de Hidrogênio 
 
 
 
Hidretos Metálicos (bloco d): 
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Hidretos: Hidrogênio + Elemento 
 
 
 
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Hidretos Covalentes ou Moleculares (bloco p): 
a) o H é mais eletronegativo: B, Al 
b)  eletronegatividades iguais: C, Sn, P 
c)  o outro elemento é mais eletronegativo: N, O, F 
•  Compostos com número exato de elétrons: CH4, SiH4. 
•  Compostos deficientes em elétrons: B2H6 
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•  Compostos ricos em elétrons: H2O, NH3, PH3 
O
H
H
N
H H
H
P
H H
H
“Bases de Lewis” 
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ligação de hidrogênio 
(22 kJ na água) 
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A água e a ligação de hidrogênio 
Sem a ligação de hidrogênio: 
PE: -90 oC 
PF: -100 oC 
“Não haveria vida na Terra” 
 
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Empacotamento das moléculas de água no estado sólido 
“Aquecendo algumas ligações de hidrogênio são 
rompidas, a estrutura colapsa aumentando a densidade” 
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Condutividade iônica 
transporte de íons H+ 
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Importância para a vida: estrutura de proteínas 
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Estrutura 
Primária 
Estrutura 
Secundária 
Estrutura 
Terciária 
Estrutura 
Quaternária 
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Desnaturação de enzimas 
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