Seminario Hidrogênio

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HIDROGÊNIO
Disciplina: Química dos Elementos
Prof. Gael Poirier
Introdução (Álita)
• A palavra hidrogênio vem do grego hidro e genes, que significa gerador de água.
Em condições normais, é um elemento químico gasoso, inflamável, incolor, inodoro,
e insolúvel em água.
• Estrutura Eletrônica:
Os átomos de hidrogênio podem obter estabilidade de três maneiras diferentes:
Formando uma ligação covalente (um par de elétrons) com outros átomos;
Perdendo um elétron para formar H+;
Adquirindo elétrons e formando H-;
• Posição na Tabela Periódica:
O hidrogênio (H) é o primeiro
elemento da Tabela Periódica e apresenta
características únicas.
A estrutura eletrônica do átomo de
hidrogênio se assemelha com a dos Metais
Alcalinos (Grupo 1) , com a dos Halogênios
e com os elementos do Grupo 14.
Fonte: Manual da Química.
História (Álita)
• O Hidrogênio foi produzido pela primeira vez pelo alquimista suíço
Paracelsus ou Theophrastus Bombastus von Hohenheim, no século XVI.
Através de um experimento com a mistura de ácido e metais, ele gerou um
ar explosivo, apesar de não saber que era um elemento químico.
• Em 1766, Henry Cavendish detectou que esse gás era uma substância
isolada.
• Apenas em 1783, Antoine Lavoisier nomeou esse gás de hidrogênio.
Encontrando, posteriormente, a fórmula da água H2O.
Características (Ana Laura)
• Constituído por um núcleo contendo um
próton e um elétron circundante. Possui
configuração eletrônica 1s¹.Possui massa
igual a 1g/mol.
• Primeiro elemento da tabela periódica que
apresenta características únicas, que não
podem ser correlacionadas totalmente
com nenhum dos grupos da tabela.
Figura 1: Características 
básicas do Hidrogênio.
• Elemento mais abundante do universo (92% constituído de hidrogênio). Quantidade
de H2:
Na atmosfera terrestre: muito pequena;
Na costa terrestre: décimo mais abundante;
Nas águas do oceano: muito grande;
• O elemento químico hidrogênio possui três isótopos (átomos de um mesmo
elemento químico com número atômico igual e massas diferentes, mas com
nêutrons adicionais).
• O mais simples é composto por um núcleo que possui um próton e apenas um
elétron ao seu redor, é chamado de Prótio. Já o isótopo Deutério, encontrado pelo
químico Harold C. Urey, possui 1 elétron, 1 próton e 1 nêutron. Ele é muito utilizado
na indústria nuclear. Além dele, existe o Trítio formado por 1 próton, 2 nêutrons e 1
elétron.
Figura 2: Constituintes dos 
isótopos de hidrogênio.
Ocorrência (Augusto)
• O hidrogênio é o elemento mais abundante do universo. Astrônomos
estimam que 90% dos átomos no universo são de hidrogênio. Ele é
encontrado em grande abundância em planetas gasosos e estrelas. Na
terra, ele faz parte de compostos orgânicos e grande parte dos inorgânicos
• Como o H2(g) é muito leve, este pode facilmente escapar da atmosfera
terrestre.
Obtenção (Brenda)
• Método 1: Reação de gás d’água
Passa-se vapor de água sobre o coque aquecido ao rubro. Nessa reação o
coque é o agente redutor.
C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)
• Método 2: Reformação a vapor
Preparação por meio da redução de hidrocarbonetos leves na presença de
vapor d’água e passados por um catalisador de ferro/cobre a 800- 900ºC.
CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
• Método 3: Eletrólise da água ou de soluções de NaOH e KOH
Utiliza-se uma célula com anodos de níquel e catodos de ferro.
(Ânodo)
(Cátodo)
(Reação Global)
• Método 4: Em laboratório
Escolher um ácido não- oxidantes (HCl e H2SO4 diluído ou concentrado) ;
Escolher um metal baseado em sua eletropositividade;
Para preparação a partir de bases é necessário usar soluções aquosas de
bases fortes (bases de metais alcalinos).
• Comumente a produção de hidrogênio ocorre pela redução de um ácido;
• Adiciona-se um metal (Zn) à uma solução ácida e forma-se hidrogênio gasoso;
• O hidrogênio borbulhado é coletado em um frasco;
• O frasco de coleta é
inicialmente preenchido
com água, portanto, o
volume de hidrogênio
coletado é o volume de
água deslocado;
• Outras formas de obter o hidrogênio
Formado como subproduto da indústria de cloro e álcalis, usa-se soluções
aquosas para formar hidrogênio;
Produzido por meio de reação de hidretos salinos com água. (LiH).
Usos e Aplicações (Bruna)
• Hidretos Iônicos:
 Reações de remoção de 𝐻2𝑂;
 Botes infláveis:
𝐿𝑖𝐻 𝑠 + 𝐻2𝑂 𝑙 𝐿𝑖𝑂𝐻 𝑎𝑞 + 𝐻2 𝑔
• Hidretos Moleculares:
 Amônia (𝑁𝐻3): fertilizantes, plásticos, fibras, explosivos e produtos de limpeza;
 Fosfina (𝑃𝐻3): controle de pragas;
 Hidreto de Berílio (Be𝐻2): combustível de foguetes;
• Processo de Hidrogenação:
 Definição;
 Produção da Margarina:
• Hidrogênio como combustível alternativo:
 Elevada quantidade de energia por unidade de massa;
 Baixa densidade;
 Abundância;
 𝐻2𝑂 como produto da reação;
 Dificuldade de armazenamento;
Usos e Aplicações (Ana Carolina)
• Bombas de hidrogênio :
Força de até 50 vezes
maior que a atômica;
Mesma reação que
ocorre no sol;
• Temperaturas elevadissimas;
• Utilização dos isotopos;
Referências
Tabela Periódia Completa. Hidrogênio (H). Disponível
em:<https://www.tabelaperiodicacompleta.com/elemento-quimico/hidrogenio/> Acesso em
02 de outubro de 2018.
A bomba do fim do mundo; Superinteressante. 11 de dezembro de 2015. Acesso em 04 de
outubro de 2018.
OpenStax College, Chemistry. OpenStax CNX. 1 de ago de 2018. Disponível em:
<http://cnx.org/contents/85abf193-2bd2-4908-8563-90b8a7ac8df6@12.1BLASZCZAK-
BOXE>, Acesso em 05 de outubro de 2018.
Agata. Facts About Hydrogen. Disponível em: <https://www.livescience.com/28466-
hydrogen.html>, Acesso em 05 de outubro de 2018.
ESTEVÃO, T. E. R. O Hidrogênio Como Combustível. 2008. 113 f. Dissertação (Mestrado) -
Curso de Engenharia Mecânica, Universidade do Porto, Porto, 2008.
LEE, J. D. Química Inorgânica não tão Concisa. 5. ed. São Paulo: Editora Blucher, 1999.
527 p.