Hidrogênio - Slides

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Estudo do Hidrogênio 
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http://hydrogentwo.com/hydrogen-halogen.html 
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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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Propriedades 
Gás incolor, sem odor 
PE: -253 oC 
PF: -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 
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. 
orbital molecular σs 
Ligação Química 
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Diagrama de Orbital Molecular 
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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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Caso 1: hidretos metálicos 
Hidretos: H + E 
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Caso 2: o H tem eletronegatividade maior do que E 
– hidretos iônicos 
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 redutores 
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Caso 3: hidretos covalentes 
a) o H é levemente negativo: hidreto de B, Al 
b) o H é quase neutro 
os mais leves são gases. Por que? 
PE: SnH4: -52 oC 
 PH3: -90 oC 
forças de dispersão 
maior grupo: hidrocarbonetos 
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c) o H é positivo 
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 
ρl > ρs 
importância para a vida: não haveria vida na 
água para t < 0 oC (o gelo é isolante térmico) 
Explicação 
Aquecendo: algumas ligações de hidrogênio são 
rompidas, a estrutura colapsa, aumenta ρ 
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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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Desnaturação de enzimas 
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