Produção do Hidrogênio

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Introdução
Primeiro elemento a se formar depois do BIG BANG, 13,7 bilhões de anos atrás, o Hidrogênio é o principal elemento do sol, descoberto pelo homem há cerca de 340 anos. Do grego hidro e genes, gerador de água. (VIEIRA, 2014)
Os átomos de hidrogênio são os mais simples dos átomos, com duas partículas subatômicas: 1 próton e 1 elétron. Molécula apolar, de baixa solubilidade em líquidos, elevada velocidade de difusão e baixa densidade. É colocado no início dos metais alcalinos na tabela periódica, na família 1A, considerando a análise racional de que o hidrogênio e os metais alcalinos possuem 1 elétron de valência, com configuração eletrônica: ns1. (VIEIRA, 2014)
É um gás incolor, inodoro, insípido, inflamável, na Terra é o nono elemento em abundância. O hidrogênio é responsável por 0,9% da massa de nosso planeta. No universo, é o mais abundante, estima-se em 75% da massa de toda matéria. Há pouco hidrogênio livre na atmosfera, Grande parte do hidrogênio da terra encontra-se na forma de água e combustíveis fósseis, como: carvão, petróleo e gás natural. (VIEIRA, 2014)
Sua obtenção em laboratório pode ser feita da seguinte forma: 
Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g)
(VIEIRA, 2014)
 Existem três isótopos para o hidrogênio, o prótio 1 1H, o deutério 2 1H e o Trítio 3 1H. Esses isótopos apresentam a mesma configuração eletrônica e, essencialmente as mesmas propriedades químicas. As diferenças entre eles são a velocidade de reação e constante de equilíbrio. As diferenças de propriedades decorrentes das diferenças de massa são denominadas efeitos isotópicos. (VIEIRA, 2014)
É usado na indústria de petróleo e química, no processamento de combustíveis fósseis, é fonte na manufatura de ácido clorídrico. É agente redutor de minérios metálicos. Aplicado na física e engenharia, utilizado como gás de proteção nos métodos de soldagem como soldagem de hidrogênio atômico, H2 líquido é usado em pesquisas criogênicas, incluindo estudos de supercondutividade. (VIEIRA, 2014)
O hidrogênio gera vários perigos à segurança humana, como potenciais detonações e incêndios quando misturado com o ar, asfixiante em sua forma pura, livre de oxigênio, o hidrogênio líquido é um criogênico e apresenta perigos, congelamento. Dissolve-se em alguns metais e seu vazamento na forma de gás no ar externo pode espontaneamente entrar em combustão. (VIEIRA, 2014)
Objetivo
Preparar o hidrogênio a partir de um ácido e uma base
Procedimento experimental
A partir de ácidos
Pesou-se na balança analítica em um vidro de relógio 0,533g de magnésio metálico. Então se colocou a massa de magnésio pesada em um pedaço quadrado de gaze. 
Em seguida transferiu-se 10 ml de ácido clorídrico concentrado para uma tudo de ensaio com a ajuda de uma pipeta. 
Montou-se o sistema ilustrado na figura 1, com suporte universal e garra, de modo que a proveta acoplada à garra estivesse completamente preenchida com água.
Figura 1 – esquema utilizado para obtenção do gás hidrogênio com ácido
 
A partir de bases. 
Com a ajuda de uma pipeta transferiu-se 5 ml da solução de NaOH 6M para um tubo de ensaio. Em seguida em balança analítica pesou-se 0,043g de alumínio puro em pó e colocou-se o alumínio no tubo de ensaio junto à solução de hidróxido de sódio. Aqueceu-se então o tubo de ensaio com a solução. 
Figura 2 – esquema utilizado para obtenção do gás hidrogênio com base
Resultados e discussões
Na produção do hidrogênio a partir do ácido foi observada a seguinte reação:
Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g)
Onde ocorreu a oxidação do magnésio e a redução do íon H+. Formando o cloreto de sódio e o gás hidrogênio.
Foi possível observar grande liberação de calor, caracterizando uma reação exotérmica. E a evidente formação de bolhas, que era o gás hidrogênio.
A maioria das reações químicas entre um ácido e um metal, irá liberar gás hidrogênio e formar um sal correspondente. Algumas reações também liberam outras substâncias, em sua maioria tóxica.
Na química se estabelece uma regra em relação a reações entre ácidos e metais. Essa regra sugere que: metais reagem com ácidos, liberando gás hidrogênio. Entretanto, tal regra torna-se válida quando se tem um metal mais reativo do que o hidrogênio.
Dessa forma, os metais zinco e níquel são mais reativos do que o hidrogênio, logo, podem reagir quimicamente com ácidos e descolar esse elemento em sua forma gasosa. No entanto, o mesmo não se pode falar dos metais cobre e prata, sendo ambos menos reativos do que o hidrogênio e, portanto, não reagindo quimicamente com ácidos. Os metais mais reativos são aqueles que possuem grande tendência a perder elétrons, logo, formam íons positivos com mais facilidade.
E na produção do hidrogênio a partir da base foi observada a seguinte reação:
2Al(s) + 2NaOH 2NaAlO2(aq) + H2(g) 
Quando em contato com o óxido de sódio o alumínio formará um complexo, que é o aluminato NaAlO2 e o gás hidrogênio. Nesta reação também houve grande liberação de calor, e formação de bolhas de gás. A formação do aluminato deu a solução uma coloração escura e turva.
Questionário, 4.
A densidade é a razão da massa do elemento pelo seu volume. Quando dizemos que o hidrogênio é menos denso que o ar, é como se disséssemos que ele é mais leve que o ar. Um exemplo clássico que nos demonstra isso são os balões ou aeronaves antigamente, onde o hidrogênio era usado como gás de sustentação. 
Referências
VIEIRA, F. T.- 2014 – Hidrogênio.
Disponível em: < http://site.ufvjm.edu.br/flavianatavares/files/2013/04/Hidrog%C3%AAnio-2014.pdf > Acesso em: 10/09/2017
PERUZZO, Francisco Miragaia. CANTO, Eduardo Leite - Química na Abordagem do Cotidiano, Ed. Moderna, vol.1, São Paulo/SP- 1998.