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Engenharia Química
Obtenção do Hidrogênio
Daiane Menezes
Henrique Silva Pinto
Julio Cesar Calsavaro
Fabiano Rodrigues
Vinicius Felipe Ferreira
São Bernardo do Campo
Objetivo : Obter Hidrogênio através da reação entre Ácido Clorídrico e Magnésio
O hidrogênio é o mais abundante dos elementos químicos, constituindo aproximadamente 75 % da massa elementar do Universo. Estrelas na sequência 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).
Introdução:
hidrogênio elementar é usada "em cativeiro" (o que significa localmente no lugar de produção). Os maiores mercados do mundo fazem uso do hidrogênio para o aprimoramento de combustíveis fósseis (no processo de hidrocraqueamento) e na produção de amoníaco (maior parte para o mercado de fertilizantes). O hidrogênio também pode ser obtido por meio da eletrólise da água, porém, este processo é atualmente dispendioso, o que privilegia sua obtenção a partir do gás natural. O hidrogênio pode ser obtido por diversos métodos: Método 1 100 oC 1 - C + H 2 O ® CO + H 2 gás de água É difícil obter o H 2 puro a partir do gás de água, pois a remoção de CO é difícil. Método 2 Neste método o hidrogênio é obtido em grandes quantidades pelo processo de reformação a vapor. O hidrogênio obtido dessa maneira é utilizado no processo de Haber de síntese de NH 3 e para a hidrogenação de óleo. Hidrocarbonetos leves, como metano, são misturados com vapor de água e passado sobre um catalisador de níquel a 800 - 900 oC. CH 4 + H 2 O ® CO + 3 H 2 CH 4 + H 2 O ® CO 2 + 4 H 2 Método 3 Em refinarias de petróleo, misturas naturais de hidrocarbonetos de elevado peso molecular, como a nafta e óleo combustível, são submetidos ao processo de craqueamento para formar misturas de hidrocarbonetos de peso molecular menor, que podem ser usadas como gasolina. O hidrogênio é um subproduto desse processo. Método 4 Hidrogênio muito puro ( 99 , 9 %) é preparado por eletrólise de água ou de soluções de NaOH ou KOH (nestes últimos é mais usual). É um método bastante caro devido ao consumo elevado de energia elétrica. Ânodo 2 OH-^ ® H 2 O + 1 / 2 O 2 + 2 e- Cátodo 2 H 2 O + 2 e-^ ® 2 OH-^ + H 2 Reação Total H 2 O ® H 2 + 1 / 2 O 2 Método 5 Uma grande quantidade de hidrogênio puro se forma como subproduto da indústria de cloro e álcalis, na qual soluções aquosas de NaCl sofrem eletrólise para formar NaOH, Cl 2 e H 2. Método 6 O método comum de preparação de hidrogênio em laboratório é a reação de ácidos diluídos com metais, ou de álcalis com alumínio. Zn + H 2 SO 4 ® ZnSO 4 + H 2 2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O ® 2 Na[Al( OH) 4 ]
+ 3 H 2
Método 7 O hidrogênio pode ser preparado pela reação de hidretos salinos (iônicos) com água. LiH + H 2 O ® LiOH + H 2 CO + H 2 + O 2 ® CO 2 + H 2 O + calor
Procedimento:
Pesou-se com auxilio de uma balança analítica 65 mg de fita de magnésio, previamente lixada. A
seguir, colocou-se a amostra no fundo da cuba e cobriu-se com um funil sem haste. Adaptou-se com
fita adesiva, um pedaço de gaze à saída do funil. Encheu-se a cuba com agua até ¾ de sua
capacidade e colocou-se uma proveta de 100 ml totalmente cheia de agua. Não deixou-se bolhas de
ar no sistema. Fixou-se a proveta.
Depois que a aparelhagem estava montada, adicionou-se lentamente na cuba com o auxilio de um
conta-gotas, 10 ml de HCl conc. Esta adição com conta-gotas foi feita bem próximo à borda do funil,
