Relatório Obtenção e Propriedades do Hidrogênio
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Relatório Obtenção e Propriedades do Hidrogênio


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Obtenção e Propriedades do Hidrogênio
Prática nº 1
BM 131
Professor: Antonio Florencio
Bianca Bueno
Matheus Campelo
Rio de Janeiro, 27 de Maio de 2015
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO.....................................................................2
OBJETIVO...........................................................................3
MATERIAIS E REAGENTES...............................................3
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL...................................4
RESULTADOS E DISCUSSÃO...........................................6
CONCLUSÃO......................................................................9
BIBLIOGRAFIA....................................................................9
INTRODUÇÃO
O hidrogênio é elemento químico com propriedades químicas únicas, não se enquadrando em um local específico da Tabela Periódica, podendo ter interpretações diversas pelos autores acerca de sua posição. Por essas características singulares, apresenta grande aplicabilidade nos mais diversos setores da química, em especial o ramo industrial, devido a sua grande abundância em compostos das mais diversas naturezas e sua participação em várias reações1. Quando combinado com outro átomo de hidrogênio, formando o gás hidrogênio, também conhecido como hidrogênio molecular, apresenta propriedades que também serão apresentadas ao longo deste ensaio.
Existem diversas maneiras de se obter di-hidrogênio (H2), podendo ser de forma simples ou até por meios mais complexos. Uma das maneiras eficientes de obtenção de hidrogênio é a partir da reação de carbono em água em altas temperaturas, tratando-se de um processo industrial viável pela sua utilização como combustível. O hidrogênio pode ser também obtido através da reação de hidrocarbonetos leves que, em contato com água, produz, entre outros produtos, gás hidrogênio; sendo este um processo utilizado para síntese de amônia e hidrogenação de óleos. Há ainda outro processo de obtenção, onde ele é encontrado como subproduto a partir do craqueamento de hidrocarbonetos de alto peso molecular em refinarias de petróleo.
Outro processo conhecido é a obtenção a partir de eletrólise, utilizando-se água ou soluções básicas. É um processo oneroso, porém tem-se uma maior pureza. Ainda pelo método de eletrólise, pode-se obter também hidrogênio formado como produto secundário da indústria de cloro e álcalis (hidróxidos formados por metais alcalinos e alcalino-terrosos)
Apesar da existência de todos esses métodos de obtenção, em laboratórios são utilizados procedimentos mais usuais, baseados na formação por reações de oxirredução. Esses métodos possuem produção de baixo custo e materiais de fácil acesso. 
Um destes é a reação de hidretos salinos ou compostos metálicos formados por metais mais reativos que o hidrogênio em água, produzindo hidróxido e hidrogênio molecular. Há ainda a obtenção a partir da reação de álcalis com alumínio ou ácidos diluídos com metais, sendo o último o processo utilizado em maior amplitude e visto nos experimentos realizados neste ensaio.
Todos esses processos apresentam como objetivo a produção de hidrogênio, que pelas suas características de combustibilidade e reatividade, possui grande utilidade e o torna alvo de diversas pesquisas científicas1. É, inclusive, considerado como combustível do futuro, por ser não poluente, inesgotável e renovável; em contrapartida a diversas desvantagens da utilização de combustíveis fósseis. 
A utilização do hidrogênio como combustível é realizada por células de combustível, que são, basicamente, células eletroquímicas que geram energia a partir da oxirredução de um comburente agente oxidante com um combustível agente redutor, podendo este ser o hidrogênio. Esse tipo de energia, porém apresenta alto custo e gera polêmica, pois o hidrogênio não é uma fonte primária de energia. Ainda assim, o uso do hidrogênio para todos os fins aqui descritos é bastante promissor para o avanço científico.
OBJETIVO
O experimento tem como objetivo obter hidrogênio a partir de diversos métodos, testando propriedades como reatividade, combustibilidade e comburência.
VIDRARIAS E REAGENTES
MATERIAIS
8 Tubos de ensaio
1 Tubo de ensaio com saída lateral
1 Cuba
1 Pipeta graduada de 5,0 mL
1 cx. Palitos de fósforo
1 Barbante
REAGENTES
Zinco metálico (Zn0)
Ferro metálico (Fe0)
Alumínio metálico (Al0)
Cobre metálico (Cu0)
Ácido clorídrico (HCl)
Ácido sulfúrico (H2SO4)
Permanganato de potássio (KMnO4)
Dicromato de potássio (K2Cr2O7)
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
OBTENÇÃO DO GÁS HIDROGÊNIO A PARTIR DE REAÇÃO ENTRE METAIS E ÁCIDOS
Em 4 tubos de ensaio, foram adicionadas pequenas porções metálicas de zinco, cobre, alumínio e ferro presentes na bancada de sólidos. Em seguida, adicionou-se 1,0 mL de ácido clorídrico (HCl) à cada um deles, observando e anotando os resultados.
PROPRIEDADES DO HIDROGÊNIO
 PREPARAÇÃO E RECOLHIMENTO.
Encheu-se com água uma cuba até um pouco mais da metade de seu volume, introduzindo nesta dois tubos de ensaio, retirando todo o ar desses. Em seguida, adicionou-se uma fita de zinco metálico e 5,0 mL de HCl à um tubo de ensaio com saída lateral com o tubo de látex imerso no recipiente supracitado. 
Após a liberação das primeiras bolhas de gás na cuba, o tubo de látex foi direcionado para dentro de um dos tubos de ensaio até que este estivesse totalmente preenchido com o o gás,conforme mostra a Figura 1. Retirou-o da cuba e reservou-o na vertical com a saída voltada para baixo. O mesmo procedimento foi realizado com o outro tubo de ensaio presente na cuba.
Figura 1 - Obtenção de hidrogênio no tubo de ensaio a partir de direcionamento do gás formado no tubo de ensaio com saída lateral.
 TESTES DE COMBURÊNCIA E COMBUSTIBILIDADE
Para o teste de comburência, foi inserido um barbante em brasa no interior de um dos tubos contendo o gás, analisando o ocorrido e comparando o experimento com o resultado de quando o barbante é posto na saída do tubo.
Para o teste de combustibilidade, acendeu-se um palito de fósforo e aproximou-se do gargalo do outro tubo de ensaio, como na Figura 2, anotando-se os resultados.
Foi realizado ainda outro procedimento para testar a combustibilidade do hidrogênio, onde colocou-se uma pequena porção de zinco metálico e ácido clorídrico em um tubo de ensaio, tampando-o com o dedo. Após algum tempo, acendeu-se um palito de fósforo no gargalo do tubo, concomitantemente à retirada do dedo da abertura do tubo.
Figura 2 \u2013 Experimento de combustibilidade do hidrogênio.
 TESTES DE REATIVIDADE
Reatividade do hidrogênio molecular
O tubo de látex do tubo de ensaio com saída lateral, ainda contendo zinco metálico e ácido clorídrico, foi introduzido em um tubo de ensaio contendo permanganato de potássio (KMnO4) e uma pequena quantidade de ácido sulfúrico(H2SO4). Após este procedimento, o tubo de látex foi introduzido em outro tubo de ensaio, este contendo também ácido sulfúrico e uma pequena quantidade de dicromato de potássio (K2Cr2O7), observando o resultado.
Reatividade do hidrogênio nascente
Em dois tubos de ensaio, foram adicionados zinco metálico e 2,0 mL de ácido sulfúrico. Em um desses, foi adicionado permanganato de potássio, enquanto no outro, adicionou-se dicromato de potássio, observando as colorações. Ao final do experimento, todos os reagentes foram devidamente descartados, as vidrarias limpas e organizadas. 
RESULTADOS E DISCUSSÃO
OBTENÇÃO DO GÁS HIDROGÊNIO A PARTIR DE REAÇÃO ENTRE METAIS E ÁCIDOS
No tubo de ensaio que continha a solução aquosa de HCl com zinco metálico, observou-se uma reação com ocorrência de liberação gasosa. O gás liberado é o H2, que é um dos produtos da reação ocorrida, descrita abaixo:
Zn0(s) + 2 HCl (aq) \u2192 ZnCl2 (aq) + H2 (g)
Zn0(s) + 2 H+(aq) +2 Cl-(aq) \u2192Zn2+(aq) + 2 Cl-(aq) + H2(g) 
Zn0(s) + 2 H+(aq) \u2192 Zn2+(aq) + H2(g)
A reação ocorre devido a reatividade do zinco ser superior à do hidrogênio