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OBTENÇÃO DE HIDROGÊNIO
OBJETIVOS
– Produção de hidrogênio;
– Utilização do hidrogênio para determinar a massa molar do magnésio.
INTRODUÇÃO
O hidrogênio é um elemento abundante no universo e na crosta terrestre éo
terceiro elemento mais abundante (depois do oxigênio e do silício) em porcentagem
de átomos e o nono em porcentagem de massa. Na Terra, o hidrogênio pode ser
encontrado combinado, em grande parte com o oxigênio, constituindo a água. Este
elemento também pode ser encontrado em minerais, oceanos e seres vivos
(RUSSEL, 1994; SHRIVER; ATKINS, 2008).
A molécula de hidrogênio é leve e ao ser liberada, sobe rapidamente aos
níveis mais altos da atmosfera e gradualmente se perde pelo espaço. Possui
propriedades químicas muito variadas, apesar de seu único elétron e, sob certas
circunstâncias, pode se ligar a mais do que um átomo simultaneamente. Alem disso,
varia em caráter desde uma base forte de Lewis (como o íon hidreto, H -) a um ácido
forte de Lewis (como no cátion hidrogênio, H+, o próton) (MONTOYA, 2011;
RUSSEL, 1994).
O hidrogênio atômico possui somente um próton no seu núcleo e um único
elétron; no entanto o hidrogênio ordinário é formado de moléculas diatômicas não-
polares que possuem dois átomos unidos por uma ligação covalente. O hidrogênio
atômico não se encontra livre na natureza, mas combinado em grande número de
compostos. Ele é um elemento de grande instabilidade e, conseqüentemente, muito
reativo, que tende a ajustar seu estado eletrônico de diversas formas. Quando perde
um elétron, constitui um cátion H+, que é na realidade um próton. Em outros casos
se produz por meio do ganho de um elétron para formar o ânion hídrico H -, presente
apenas em combinações com metais alcalinos e acalinos-terrosos (MONTOYA,
2011; RUSSEL, 1994).
Obtenção de Hidrogênio
A produção de hidrogênio é freqüentemente integrada com processos
químicos que requerem H2 como matéria prima. O principal uso do hidrogênio é na

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combinação direta com N2 para produzir NH3, a fonte primaria dos compostos
contendo nitrogênio, plásticos e fertilizantes (MONTOYA, 2011; RUSSEL, 1994).
A preparação do gás H2 consiste, usualmente, na redução do estado + 1.
Essa redução pode ser conseguida eletroliticamente ou quimicamente. O hidrogênio
eletrolítico, comercialmente a forma mais pura, é obtido pela eletrólise da água.No
entanto, a obtençãodo hidrogênio eletrolítico é caradevido ao elevado custo da
energia elétrica (RUSSEL, 1994).
Segundo Russel (1994), a redução química da água pode ser efetuada por
meio de grande número de agentes redutores. Na água pura o potencial de redução
para:
2e – + 2H2O  H2(g) + 2OH–(aq)
é, de fato, para o processo:
2e – + 2H+(aq) , (1,0 x 10-7 mol/L)  H2(g)
Assim, qualquer agente redutor com um potencial de oxidação suficiente
poderá reduzir a água.
Nos laboratórios, o hidrogênio é obtido por ação dos metais sobre a água,
soluções diluídas de ácidos e soluções de álcalis. Empregam-se somente os metais
que na série eletroquímica estejam colocados acima do hidrogênio. A série
eletroquímica dos metais, também chamada de “escala de nobreza” ou de fila de
“reatividade química” dispõe os elementos em ordem decrescente de reatividade.
Quanto mais nobre o elemento, menor será a sua reatividade química (MONTOYA,
2011).
MATERIAIS E MÉTODOS
Materiais
- Lixa;
- Régua;
- Béqueres de 50, 300 e 100mL;
- Provetas de 50 mL;
- Filme plástico;
- Fósforo;
- Termômetro;

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- Pinça metálica;
- Haste Universal;
- Balança analítica.
Reagentes
- Magnésio;
- Água destilada;
- Solução concentrada de ácido clorídrico.
PROCEDIMENTO
1. Uma fita de 10 cm de Mg foi lixada e pesada em balança analítica para a
obtenção aproximada de 0,06 e 0,08g;
2. Em um béquer de 300 mLforam adicionados 20 mL de água destilada,
3. Uma proveta de 100 mL foi preenchida com água destilada e fechada com
filme plástico. Logo após, foi montado um sistema, onde a proveta foicolocada
invertida dentro do béquer de 300 mL; Com o auxílio de uma pinça o filme plástico
foi removido de modo a não formar bolhas de ar;
4. A fita de Mg foi enrolada e introduzida no interior da proveta invertida sem que
houvesse a formação de bolhas de ar. Em seguida, a proveta foi fixada a haste
universal através da garra metálica;
5. Na capela, cerca de 10 mL de solução concentrada de HCl foi colocada em
um béquer de 50 mL contendo cerca de 10 mL de água destilada. Então, a solução
de HCl, foi adicionada ao béquer do sistema contendo a fita de magnésio e a reação
foi observada;
6. Após o final da reação, o sistema foi mantido em repouso por 10 minutos e
foram anotadas a pressão atmosférica e a temperatura da solução contida no
béquer;
7. Foi observada (quadro 3.1) e anotada a pressão de vapor de água na
temperatura da solução contida no béquer;
8. O nível de liquido na proveta foi igualado com o nível de liquido no béquer,
igualando assim a pressão do gás à pressão atmosférica. O volume do gás foi
anotado;
9. Foram utilizados os valores de P, V, e T obtidos, juntamente com a constante
dos gases ideais (R= 0,082 atmL/Kmol), para calcular o número de mols de

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H2produzidos no experimento ( descontando o valor da pressão de vapor de água da
pressão no interior da proveta).
10. Uma chama foi aproximada a borda da proveta depois de retirá-la de dentro
do béquer e de incliná-la a 45°. O fenômeno foi observado.
RESULTADOS
Quandoa fita de magnésioentrou em contato com a água nenhum fenômeno
foi observado. No entanto, após a adição da solução de HCl pode-se observar que
no interior da proveta o magnésio movimentava-se e havia a produção de gás.E
após um período maior o magnésio foi consumido, o volume de gás no interior da
proveta aumentou e o volume de líquido aumentou no béquer.
Após o final da reação, a proveta foi removida de modo a não perder o gás,
então uma chama foi aproximada de sua boca e quando o gás entrou em contato
com a chama do fósforo houve uma explosão.
DISCUSSÃO E CONCLUSÃO
Quando a fita de Mg entrou em contato com o ácido houve uma reação
produzindo provavelmente um sal e liberando hidrogênio na forma gasosa. Segundo
Montoya (2011), este tipo de reação é uma forma de obtenção de hidrogênio gasoso
em laboratório, conforme a equação a seguir:
Mg s H 2 SO4 aq MgSO4 aq H2 g
Para a confirmação da presença do hidrogênio no experimento, aproximou-
se uma chama a bocada proveta logo após esta ser retirada da água, quando o gás
entrou em contato com a chama houve uma explosão, confirmando a existência de
gás hidrogênio, pois, uma vez que este gás é inflamável (RUSSEL, 1994).
Com os resultados obtidos pode-se concluir que o hidrogênio gasoso pode
ser obtido satisfatoriamente através de soluções diluídas de ácidos reagindo com
metais e que a molécula do hidrogênio queima em presença de chama e oxigênio.
RESPOSTAS DAS QUESTÕES PROPOSTAS
1. Escreva a equação da reação entre magnésio e ácido clorídrico.
Mg s 2 HCl aq MgCl 2 aq H2 g

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2. Utilize o número de mols de H2 obtido para calcular a massa molar do
magnésio.
3. Compare o valor da massa molar do magnésio obtido experimentalmente com
o valor teórico.
4. Este experimento poderia ser feito com cálcio ou sódio?
O experimento poderia ser feito com Ca ou Na, pois segundo Russel (1994) o
hidrogênio pode ser obtido pela redução química da água efetuada por de agentes
redutores com um potencial de oxidação maior que + 0,41 V. Sendo assim, os
metais como sódio e cálcio, podem produzir hidrogênio a partir de moléculas de
água de forma rápida e espontâneadevido aos seus potenciais de oxidação:
Na(s) Na+(aq) + e – ξ° = +2,71 V
Ca(s) Ca2+(aq)+ 2e – ξ° = +2,87V
5. Você acha que a solubilidade do hidrogênio em água é alta ou baixa?
Justifique.
É baixa, pois, o hidrogênio molecular é o gás mais leve que se conhece, é
incolor, inodoro, insípido e insolúvel em água, pois sua densidade é 14 vezes menor
que a do ar (SCHAEFER, 2011).
REFERENCIAS
MONTOYA, Diana Marcela Cadena. Estudo do hidrogênio.Disponível em:
<http://pt.scribd.com/doc/51796171/relatorio-Estudo-do-hidrogenio>. Acesso em: 03
abr. 2011.
LEE, J. D. Química Inorgânica não Tão Concisa, 5. ed, Trad. Toma et al., São
Paulo: Edgard Blucher Editora Ltda, 1996, p. 131-134.

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RUSSEL, John Blair.Química Geral, 2. ed.São Paulo: Pearson Education do Brasil,
1994. 621p.
SHRIVER, Duward. F.; ATKINS, Peter. W.Química Inorgânica, 4 ed., Bookman,
PortoAlegre, 2008. 848p.
SCHAEFER, Silvia. Elemento químico hidrogênio.Disponível em:
<http://www.tabela.oxigenio.com/hidrogenio/elemento_quimico_hidrogenio.htm>.
Acesso em: 03 abr. 2011.