Hidrogénio

1.Hidrogénio (gerador da água)

Hidrogénio foi produzido pela primeira vez por Paracelso por meio de recção de metais e ácidos fortes. Em 1671 Robert Boyle redescobriu o hidrogénio por meio de reacção de limalha de ferro e ácidos diluídos. Anos depois exactamente no ano 1966, o químico britânico Henry Cavendish, descobriu que o hidrogénio ao sofrer a combustão produz água e reconheceu como elemento. Coube ao António Lavoisier, dar nome a este elemento como hidrogénio, obteve a partir da água, daí o nome de gerador da água.

1.1.Ocorrência

v Na forma livre:

Cerca de 1% na crosta terrestre, pode ser encontrado em pequenas quantidades nas explosões vulcânicas.

v Na forma combinada:

É o terceiro elemento mais abundante na crosta terrestre pode ser encontrada em hidrocarbonetos, água, etc.

1.2.Localização na tabela periódica

O hidrogénio encontra-se no primeiro grupo na tabela periódica e no primeiro período, porém ele comporta-se como um halogénio ganhando um electrão. O hidrogénio é importante para a ligação química na perspectiva covalência, electrovalência e metálica.

1.3.Isótopos do Hidrogénio

v Prótio  ₁¹H (mais abundante)

v Deutério ₁²H(isótopo mais estável)

v Trítio  ₁³H ( radioactivo emitem partículas betas ß)

1.4.Propriedades físicas e químicas do Hidrogénio

1.4.1.Físicas

O hidrogénio molecular é um gás incolor, inodoro, com ponto de fusão 20,28K e é praticamente insolúvel em água, é o muito leve de todos os gases (densidade 84 g/m3 a uma temperatura de 15°C e 1 bar), no entanto quando libertado ascende imediatamente e acumula-se em sisos. O hidrogénio antigamente era usado como combustível dos aviões, este foi substituído por suas propriedades: O hidrogénio, quando combinado com o ar ou com o oxigénio e depois deflagrado se este processo ocorrer numa sala/zona fechada, pode dar-se um aumento súbito da pressão que pode ser muito destrutivo devido ao calor gerado. Por isto frequentemente havia explosões aéreas pois este era usado como combustível.

1.4.2.Químicas

v O hidrogénio não é excepcionalmente reactivo. Queima ao ar com chama pálida formando água:

2H2 + O2 →2H2O

É instantânea e fortemente explosiva

ΔHf = -285,8 Kj H2O(l)

ΔHf = -241,8Kj H2O(g)

v A temperaturas baixas o hidrogénio praticamente não reage com oxigénio. Em temperaturas elevadas o hidrogénio pode extrair oxigénio em muitos compostos inclusive da maioria dos óxidos de metais.

v Na presença de catalizadores (Fe) apropriados e acima de 25oC reage com nitrogénio e forma amoníaco.

N2 + 3H2 =2NH3 (reversível)

v Com metais electropositivos e com maioria de não metais forma hidretos:

2Na + H2 →2NaH

Si + 2H2 →SiH4

1.5.Obtenção

v Electrólise da água

v Reacção de um metal activo com ácido

v Reacção de um metal activo com água.

1.6.Aplicações

v O 2800º C, usa-se na soldadura e no corte de metais, na fusão de metais dificilmente fusíveis.

v Emprega-se na metalurgia para redução de certos metais não ferrosos a partir dos seus óxidos: CuO + H2 →Cu + H2O

v Emprega-se na indústria química na síntese de ácido clorídrico (HCl) e amoníaco (NH3).

v O hidrogénio é também utilizado para remover enxofre, azoto o oxigénio do petróleo bruto por reacções catalisadas:

C4H4S + 4H2→ C4H10 + H2S

v Refrigeração de geradores

v Seus isótopos são usados nas usinas nucleares

1.7.Questões:

1.     Descreva a história da descoberta do elemento químico Hidrogénio.

2.     Fale da ocorrência do Hidrogénio na Natureza

3.     O Hidrogénio é escasso na crosta terrestre. Justifique a que se deve.

4.     Localize o Hidrogénio na Tabela Periódica dos Elementos e justifique a sua posição.

1.7.1.Respostas:

1.     Descoberta:

v Theophrastus Bombastus Von Hohenheim mais conhecido por (Paracelso) séc. XVI;

v Robert Boyle – 1671 (gás inflamável da reacção do ferro com ácidos minerais)

v Cavendish – 1966 (reconheceu-o como elemento)

v Lavoisier mais tarde dá-lhe o nome de hidrogénio (formador de água)

2.     O hidrogénio na forma livre encontra-se na atmosfera cerca de 1%, na forma combinada encontramos vários compostos com água, hidrocarbonetos, amoníaco etc.

3.     O hidrogénio é raro na crosta terrestre porque ele é mais denso que o ar podendo assim escapar da gravidade da terra facilmente.

4.Responda. Lembre-se que ele pode comportar-se como halogénios.

1.8.Referencias Bibliográficas

Barros, José António. Química inorgânica 1. Universidade pedagógica (Faculdade de ciências Naturais e Matemática).

MAHAN, Myers. Química um curso universitário; Tradução da 4^a Edição Americana

RUSSEL, John B. Química geral, 2ªEdição, Volume 2.

Por : Eusébio Francisco Guambe