Graduação

Relatório de Química Inorgânica Experimental Prática 1: Hidrogênio

1. Introdução O Hidrogênio é um combustível nuclear consumido pelo Sol e outras estrelas para produzir energia. À Temperatura ambiente ele é um gás incolor, inodoro e sem sabor composto de moléculas diatômicas.[1] Em virtude de H2 ter ligação forte, a maioria das reações de H2 são lentas à temperatura ambiente. Entretanto a molécula é ativada por calor, irradiação ou catálise. O processo de ativação geralmente produz átomos de hidrogênio, que são muito mais reativos. Como H2 é ativado, ele reage rápida e exotermicamente com grande variedade de substâncias. [2] Ele pode ser obtido através de diversas reações:[3] 1) Reação de ácidos diluídos com metais:
Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(s) 2) Reação de um álcali com alumínio:
2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H2O(l) 2Na[Al(OH)4](s) + 3H2(g) 3) Eletrólise da água ou de soluções de NaOH ou KOH
2OH-(aq) H2O(l) + ½ O2(g) + 2e
2H2O(l) + 2e 2OH-(aq) + H2(g)
H2O(l) H2(g) + ½ O2(g) 4) Reação de hidretos salinos (iônicos) com água: LiH(s) + H2O(l) LiOH(s) + H2(g) A formação da ligação forte O-H torna o hidrogênio um agente redutor eficiente para muitos óxidos metálicos. Quando H2 é passado sobre CuO, por exemplo, produz-se cobre.[4] CuO(s) B + H2(g) Cu(s) + H2O(g) Quando o H2 é incendiado ao ar, ocorre uma reação vigorosa, formando H2O: 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) A produção de H2 é frequentemente integrada em processos químicos que requerem o H2 como matéria-prima. O principal uso do hidrogênio é na combinação direta com N2 para produzir NH3, a fonte primária dos compostos contendo nitrogênio, plásticos e fertilizantes. Outro produto químico importante, o metanol, é produzido pela combinação catalítica de H2 com CO. Devido à sua grande entalpia específica, o H2 é um excelente combustível para os grandes foguetes.[5] 2.