Reações químicas - síntese da água

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| UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁCENTRO DE TECNOLOGIADEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICAENGENHARIA QUÍMICA |

REAÇÕES QUÍMICAS: SÍNTESE DA ÁGUA

Disciplina: Laboratório de Química Geral e Inorgânica
Turma: 004

Acadêmicos | R.A. |
| |
Denilson de Oliveira Francisco | 60998 |
Rafael Yuri Takashi Okada | 65234 |
Ricardo Henry Sousa Hassegawa | 61388 |
Túlio Begena Araújo | 62247|

Professor: Augusto

MARINGÁ-PR
2010
1. INTRODUÇÃO

A água é uma substância química composta por 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio, sendo essencial para todas as formas de vida. Foi descoberta sendo dessa forma por Lavoisier, que a decompôs, fazendo passar vapores de água em um ferro ao rubro, obtendo gás hidrogênio e “cal de ferro”. Lavoisier também sintetizou a água, apartir de oxigênio e hidrogênio, comprovando, de fato, que se tratava de uma substância composta, e não simples, como costumavam achar.
A reação de síntese da água é dada pela reação:
2H2(g)+O2(g)→2H2O(liq.)

Como os reagentes são gasosos, é mais conveniente tratar a reação em termos de volume. Assim sendo, a proporção do volume ocorre na mesma quantidade dos coeficientes estequiométricos, nocaso dessa síntese. Logo, para sintetizar a água, utiliza-se 2/3 do volume de hidrogênio e 1/3 do volume de oxigênio.
O hidrogênio é um gás inflamável, incolor, inodoro, insípido (não possui gosto, sem sabor) e de baixa densidade (a menor que se conhece), obtido industrialmente pela eletrólise da água, pelo processo de vapor de água e ferro ou é subproduto de algumas operações de refinamento depetróleo, devido à grande presença de hidrogênio nos hidrocarbonetos. Em laboratórios, o hidrogênio pode ser obtido a partir de uma reação de deslocamento entre um metal e um ácido. O metal, por ser mais reativo que o hidrogênio, entra no lugar deste na molécula de água, virando um sal, e o hidrogênio é liberado na forma gasosa. Por isso esse tipo de reação é conhecida como “deslocamento”. Exemplo:Mg(s)+2HCl(aq.)→MgCl2(aq.)+H2(g)
O oxigênio, em temperatura normal, é incolor, inodoro e insípido, sendo mais denso que o ar, estando presente em 21% do ar atmosférico seco (em altitudes altas sua concentração diminui). Ele é responsável por possibilitar as combustões, sendo conhecido como comburente. Além disso, participa de varias reações, como formação de óxidos e na respiração.Industrialmente, o oxigênio é geralmente retirado do ar. Já em laboratórios, há também a possibilidade de obtê-lo através da decomposição de compostos que o contenha (compostos oxigenados). Reações de decomposição são reações onde um reagente “quebra” em dois ou mais produtos. Exemplo:
2H2O2(liq.)MnO2(s)2H2O(liq.)+O2(g)
A reação acima, por ocorrer de forma natural muito lentamente, necessita de umcatalisador (no caso, MnO2(s)), substância que diminui a energia de ativação da reação, fazendo-a ocorrer mais fácil e rapidamente. Entende-se por energia de ativação a energia necessária para que se inicie uma reação, ou energia necessária para se atingir o complexo ativado (estado intermediário entre reagentes e produtos). O gráfico abaixo mostra de uma maneira fácil o que é a energia de ativação: umabarreira a ser vencida.

X – Energia de ativação sem catalisador
Y – Energia de ativação com catalisador
Z – Variação de entalpia (calor da reação)

Para algumas reações poder superar a energia de ativação, é necessário um fator que a desencadeie, ou seja, tem que ser fornecida uma energia externa. No caso da síntese da água, que não ocorre sem esse fator, essa energia externa pode ser umachama ou uma faísca, por exemplo.
Os objetivos desses experimentos são, portanto, obter gás oxigênio (O2(g)) e gás hidrogênio (H2(g)) e a partir destes gases obter a água (H2O(liq.)) através da reação que ocorre entre o gás oxigênio e o gás hidrogênio (reação de síntese).

2. PROCEDIMENTOS

3.1. Reação de deslocamento de sódio metálico com água
Materiais utilizados:
- Vidro de...
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