Quimico

Páginas: 14 (3390 palavras) Publicado: 20 de junho de 2013
















Relatório 01
Eletrólise de soluções salinas e
obtenção de hidrogênio
02/05/2013


Prof. Dr. Everaldo Carlos Venâncio


Discentes:
Gabriel Damianovici Sartori 11070211
Leonardo Ramalho da Silva 11008008
Lilian Herdina de Souza 11073611
Rodrigo Moura Costa 11029006

Sumário





1. Introdução
O hidrogênio consiste num elemento químico degrande importância para o ser humano. Abundante na atmosfera e no corpo humano soma-se à importância biológica deste elemento, as inúmeras aplicações científicas e tecnológicas nas quais é empregado na atualidade.
1.1 O átomo de hidrogênio e seus compostos elementares
O hidrogênio consiste no elemento químico de estrutura atômica mais simples, sendo esta caracterizada pela presença de um únicoelétron e, na maioria dos casos, um único próton.
O hidrogênio ocorre na natureza sob três diferentes formas de isótopos, cuja abundância e principais propriedades físicas são descritas a seguir:

Z
Nome
Símbolo
Massa molar (g.mol-1)
Abundância (%)
Ponto de fusão (°C)
Ponto de ebulição (°C)
Densidade (g.L-1)
1
Hidrogênio
H
1,008
99,98
-259 (14K)
-253 (20K)
0,089
1
Deutério
2H ou D2,014
0,02
-254 (19K)
-249 (24K)
0,18
1
Trítio
3H ou T
3,016
~0,00
-252 (21K)
-248 (25K)
0,27
Tabela 1 – Principais propriedades físicas dos isótopos do hidrogênio.

Apesar de possuir em sua configuração eletrônica característica dos elementos químicos do Grupo 1, as propriedades do hidrogênio são muito distintas dos metais alcalinos, sendo usual a não associação do hidrogênio anenhum grupo da Tabela Periódica de Mendeleev.
Os átomos de hidrogênio formam moléculas diatômicas de gás hidrogênio, um gás incolor, inodoro e altamente inflamável na presença de oxigênio.
1.2 Principais aplicações do hidrogênio
Entre as principais aplicações do hidrogênio e seus isótopos, podemos citar:
a. Emprego do gás H2 como combustível em células a combustível, com potencial aplicação emautomóveis elétricos e outros equipamentos de grande potência e autonomia;
b. Emprego do gás H2 como combustível para motores de combustão interna;
c. Emprego do gás hidrogênio em eletrodos de referência tipo H+aq/H2g(1atm);
d. Emprego do gás hidrogênio na saturação de gorduras e óleos insaturados;
e. Emprego do gás hidrogênio como reagente em processos de hidrodesalquilação, hidrocraqueamentoe hidrodessulfurização, presentes na indústria petroquímica;
f. Emprego do deutério em aplicações de fissão e fusão nuclear;
g. Emprego do trítio na confecção de bombas de hidrogênio.
Foram omitidas aqui as aplicações dos compostos de hidrogênio, dada a grande quantidade de compostos formados por este elemento, entre os quais podemos citar os hidretos salinos (ex: KH e LiH), hidretos metálicos(ex: ZrH e TiH), hidretos moleculares (ex: NH3 e H2O) e ácidos, em geral (ex: HCl e H2S).
1.3 Formas de obtenção
As principais vias de obtenção do hidrogênio são:
a. Reforma a vapor do metano: consiste numa reação endotérmica processada a elevadas temperaturas (700-1100°C) na qual vapor de água reage com o gás metano.
CH4 + H2O → CO + 3 H2
Num segundo estágio, uma quantidade adicional dehidrogênio é gerada através de uma reação de deslocamento, exotérmica, processada em temperatura da ordem de 130°C:
CO + H2O → CO2 + H2
b. Oxidação parcial: consiste na combustão incompleta de uma mistura não estequiométrica de combustível-ar, produzindo monóxido de carbono e hidrogênio:
C12H24 + 6 O2 → 12 CO + 12 H2
C24H12 + 12 O2 → 24 CO + 6 H2
c. Eletrólise: consiste na obtenção do hidrogênioatravés da eletrólise da água, havendo diferentes tipos de células de eletrólise destinadas à obtenção de hidrogênio:
Catodo (redução): 2H2O(l) + 2e− → H2(g) + 2OH-(aq)
Anodo (oxidação): 4OH-(aq) → O2(g) + 2H2O(l) + 4e−
d. Termólise: Consiste na dissociação espontânea da água a temperatura de aproximadamente 2.500°C.
Outros métodos de laboratório para a obtenção de hidrogênio, normalmente...
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