Obtenção do hidrogênio

Universidade Tecnológica Federal do Paraná
ENGENHARIA QUÍMICA

OBTENÇÃO DO HIDROGÊNIO

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA DE QUÍMICA INORGÂNICA

RELATÓRIO 4

PONTA GROSSA
2013
1 INTRODUÇÃO

O hidrogênio é o mais abundante dos elementos químicos, constituindo aproximadamente 75% da massa elementar do Universo. Estrelas na seqüência principal são compostas primariamente de hidrogênio em seu estado de plasma. O Hidrogênio elementar é relativamente raro na Terra, e é industrialmente produzido a partir de hidrocarbonetos presentes no gás natural, tais como metano, após o qual a maior parte do hidrogênio elementar é usada "em cativeiro" (o que significa localmente no lugar de produção).
O hidrogênio possui apenas um elétron de valência e, devido a isso, é agrupado junto com os metais alcalinos na tabela periódica. Entretanto, o hidrogênio possui propriedades físicas e químicas diferentes dos metais alcalinos, o que impede sua classificação como tal.
A forma estável do hidrogênio sob condições normais é o chamado di-hidrogênio, ou simplesmente hidrogênio (H2). A molécula de H2 tem uma alta entalpia de ligação e um curto comprimento de ligação. Como possui poucos elétrons, as forças entre moléculas de H2 são fracas, e a 1 atm o gás somente condensa em um líquido resfriado a 20 K.
O hidrogênio molecular não é encontrado em grande escala na atmosfera terrestre nem em depósitos subterrâneos de gás. Portanto, é necessária a produção de hidrogênio, já que este é largamente utilizado na indústria. O principal processo atual para produção de hidrogênio é a reação catalisada da água com hidrocarbonetos (geralmente o metano do gás natural) a altas temperaturas:

Uma reação similar, que usa o coque como agente redutor, é algumas vezes chamada de reação do gás de água:

Ambas as reações são geralmente seguidas de uma outra reação, a reação de deslocamento, na qual a água é reduzida a hidrogênio pela reação do monóxido de carbono:

A