Obtenção de Hidrogênio

1.0 Introdução

O hidrogênio é o elemento mais abundante do universo, representando

92% em abundância. Entretanto, a quantidade de gás hidrogênio na atmosfera

terrestre é pequena, pois este gás é muito leve e se desprende aos poucos

para fora da atmosfera.

O gás hidrogênio é um importante reagente para a produção de amônia

e hidrogenação de óleos. A obtenção de hidrogênio em grande escala pode ser

feita passando-se vapor d’água por coque aquecido (LEE, 1999).

C(s) + H2O(g) 1000oC

→ CO(g) + H2(g)

Em laboratório, o hidrogênio pode ser obtido através da reação de um

ácido forte com um metal puro ou através da reação de hidróxido de sódio com

alumínio metálico.

6 HCl(aq) + 2 Al(s) 2 AlCl3 + 3 H2(g)

2 NaOH(aq) + 2 Al(s) + 2 H2O 3 H2(g) + 2 NaAlO2(aq)

2.0 Objetivo

Obtenção de gás hidrogênio.

3.0 Materiais e métodos

3.1 Reagentes

Solução de HCl 0,2 M; solução de NaOH 0,2M; alumínio metálico; caixa

de fósforos.

3.2 Procedimento Experimental

Adicionou-se, aproximadamente, 1 g de ferro a dois tubos de ensaio. Em

seguida, adicionou-se 5 cm³ de ácido clorídrico 2 M a um tubo de ensaio e 5

cm³ de hidróxido de sódio 2 M ao outro tubo de ensaio. As reações ocorreram:

6 HCl(aq) + 2 Al(s) 3 H2(g) + 2 AlCl3(aq)

2 NaOH(aq) + 2 Al(s) + 2 H2O 3 H2(g) + 2 NaAlO2(aq)

Os tubos foram agitados, com o polegar fechando a sua abertura, para

acúmulo do gás hidrogênio produzido na reação. Aproximou-se um fósforo

aceso à abertura de ambos os tubos. Observaram-se os resultados.

4.0 Resultados e Discussões

No tubo de ensaio contendo ácido clorídrico, observou-se uma reação

lenta na etapa inicial e baixa liberação de gás. Ao aproximar o fósforo do

orifício do tubo, o fósforo apagou-se, comprovando a produção de gás

hidrogênio e ausência de oxigênio para agir como comburente. Após algum

tempo, notou-se um aumento significativo na velocidade da reação e, atribuiu-

se esse aumento ao fato de o alumínio conter impurezas na superfície que

estavam dificultando a reação.

No tubo de ensaio contando hidróxido de sódio, observou-se uma

reação inicial relativamente mais rápida e um grande desprendimento de gás.

Ao aproximar o fósforo da abertura do tubo de ensaio, o fósforo apagou-se

rapidamente. Portanto, houve produção de gás hidrogênio na reação. A taxa de

reação inicial foi mais rápida devido à reatividade das impurezas frente ao

hidróxido de sódio, onde a corrosão da superfície do alumínio foi maior neste

caso.

5.0 Referências

LEE, J.D. Química inorgânica não tão concisa. São Paulo: Edgard Blucher, 1999.

QUESTIONÁRIO

1- Equacione as reações químicas ocorridas em cada caso.

6 HCl(aq) + 2 Al(s) 3 H2(g) + 2 AlCl3(aq)

2 NaOH(aq) + 2 Al(s) + 2 H2O 3 H2(g) + 2 NaAlO2(aq)

2- Qualquer metal poderia ser utilizado para preparar hidrogênio,

utilizando-se as rotas de síntese propostas? Explique.

Não, como a reação é uma reação de simples, para que o alumínio

desloque o cátion do outro reagente, o alumínio deve ser mais reativo

que o cátion.