PRACTICA N° 3
HIDROGENO
MARCO TEORICO
El hidrógeno es un elemento químico representado por el símbolo H y con
un número at...
METODOS
Potencializamos el auto aprendizaje o ínter aprendizaje dentro de un ambiente
constructivo, privilegiando la práct...
4.- El Hidrógeno y la Serie Electromotriz:
1.- En 5 tubos de ensayo agregamos mg. De Sn, Pb, Cu, Mg, Fe metálicos
respecti...
Densidad

0,0899 kg/m3

Punto de fusión

14,025 K (-259 °C)

Punto de ebullición

20,268 K (-253 °C)

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1) ZINC EN GRANALLA + H2SO4
Zn + H2SO4 ZnSo4 +H2

2) AGUA + SODIO METÁLICO
2Na + 2H2O  2 NaOH + H2
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 Produccion de hidruros metálicos
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El tritio se produce en las reacciones nucleares y se empleacomo fuente
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hidrogeno reacciones

  1. 1. PRACTICA N° 3 HIDROGENO MARCO TEORICO El hidrógeno es un elemento químico representado por el símbolo H y con un número atómico de 1. En condiciones normales de presión y temperatura, es un gas diatómico (H2) incoloro, inodoro, insípido, no metálico y altamente inflamable. El hidrógeno es el elemento químico más ligero y es, también, el elemento más abundante, constituyendo aproximadamente el 73,9% de la materia visible del universo. El hidrógeno elemental es muy escaso en la Tierra y es producido industrialmente a partir de hidrocarburos como, por ejemplo, el metano. La mayor parte del hidrógeno elemental se obtieneen el lugar y en el momento en el que se necesita. El hidrógeno puede obtenerse a partir del agua por un proceso de electrólisis, pero resulta un método mucho más caro que la obtención a partir del gas natural. El hidrógeno como portador de energía recalca sus beneficios para el ambiente. No produce contaminación ni consume recursos naturales. El hidrógeno se toma del agua y luego se oxida y se devuelve al agua. No hay productos secundarios ni tóxicos de ningún tipo que puedan producirse en este proceso. El hidrogeno Se usa para fabricar fertilizantes agrícolas, margarinas y plásticos.También se utiliza como armamento bélico para fabricar bombas de hidrógeno. OBJETIVOS Seleccionamos un método para la preparación de hidrógeno en el laboratorio, razonando su fundamento, efectividad y ventajas en el uso de determinada materia prima, observamos las propiedades y el comportamiento químico del hidrógeno. MATERIALES Y METODOS MATERIALES Beaker de 250 ml. Bagueta Luna de reloj Mechero Caja de fósforo Conexiones de jebe Tubos de ensayo Gradilla. Equipo para generar gases. Soporte universal Cuba hidroneumática. Pera de decantación REACTIVOS Agua destilada Sodio metálico Zinc en granallas Solución de fenoltaleína. Ácido sulfúrico diluido.
  2. 2. METODOS Potencializamos el auto aprendizaje o ínter aprendizaje dentro de un ambiente constructivo, privilegiando la práctica de dinámicas grupales y trabajos colaborativos. PROCEDIMIENTO 1.-Preparación del hidrógeno: 1.- En un frasco con tapa bioradado colocamos 2g de zinc en granalla, adicionamos H2SO4 diluido, recepcionamos el hidrogeno que se desprende en una cuba hidráulica, en un tubo de prueba con agua. El gas que se produce en la reacción desplaza el agua que es más densa y que se encuentra en el frasco invertido lleno de agua. Tengamos a la mano un palito de fósforo encendido, de tal modo que al finalizar la reacción pueda probar la inflamabilidad del gas. 2.- Reacción del sodio con el agua: 1.- En un vaso de 250 mL con agua, dejamos caer una pinza un trocito de sodio metálico, recién cortado. De inmediato cubrimos la una de reloj. Tengamos a la mano un palito de fósforo encendido, de tal modo que al finalizar la reacción podremos probar la inflamabilidad del gas. 3.- Reacción de un metal anfótero con un álcali: 1.- Colocamos una pequeña cantidad de aluminio en un tubo de ensayo y agreguamos 6 mL de solución de hidróxido de sodio. Calentamos intermitentemente sin que llegue la solución a ebullición. Observamos las cualidades del gas que se produce.
  3. 3. 4.- El Hidrógeno y la Serie Electromotriz: 1.- En 5 tubos de ensayo agregamos mg. De Sn, Pb, Cu, Mg, Fe metálicos respectivamente, y vertimos 2 ml de HCl diluido. Observamos la mayor o menor formación de gas. CUESTIONARIO 1.- Diga las propiedades físico-químicas del hidrógeno. PROPIEDADES FISICAS: Color Incoloro Estado ordinario Gas
  4. 4. Densidad 0,0899 kg/m3 Punto de fusión 14,025 K (-259 °C) Punto de ebullición 20,268 K (-253 °C) Punto de inflamabilidad 255 K (-18 °C) Entalpía de vaporización 0,44936 kJ/mol Entalpía de fusión 0,05868 kJ/mol Presión de vapor 209 Pa a 23 K Punto crítico 23,97 K (-249 °C)1,293·106 Pa Volumen atómico (cm3/mol): 14,24 Volumen molar 22,42×10-3 m3/mol PROPIEDADES QUIMICAS: Configuración electrónica 1s1 Radio atómico 0,25 Radio iónico (Å) 2,08 (-1) Radio covalente (Å) 0,37 Energía de ionización (kJ/mol) 1315 Electronegatividad 2,1 Afinidad electrónica (kJ/mol) 73 2.- Escriba las reacciones realizadas en la práctica.
  5. 5. 1) ZINC EN GRANALLA + H2SO4 Zn + H2SO4 ZnSo4 +H2 2) AGUA + SODIO METÁLICO 2Na + 2H2O  2 NaOH + H2 3) ALUMINIO + HIDRÓXIDO DE SODIO Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O2 Na+ + 2 [Al(OH)4] 4) Sn - Pb - Cu +-Mu -Fe + HCl Sn + 2HClO3 1H2 + 1Sn(ClO3)2 Pb + 2HCl  PbCl2 + H2 Cu + 2 H CL CuCl2 + H2 Mg + 2 HClMgCl2 + H2 6HCl + 2Fe  2FeCl3 + 3H2 3.- Aplicaciones biológicas, farmacológicas. (Si las hubiese), industriales, etc. Naturales del Hidrógeno. Sus principales aplicaciones industriales y Naturales son: Combustible de Motores:Una de las aplicaciones tradicionales del hidrógeno ha sido como combustiblede cohetes y transbordadores espaciales. Hidrógeno en la Industria Química: El hidrógeno es un compuesto de gran interés para la industria química,participando en reacciones de adición en procesos de hidrogenación ocomo agente reductor en procesos de reducción. Síntesis de amoniaco: El amoniaco se obtiene por la reaccióncatalítica entre nitrógeno e hidrógeno Procesos de Refinería Tratamiento de carbón Aprovechamiento del Gas de Síntesis Síntesis orgánica Síntesis inorgánica Hidrógeno en la Industria Metalúrgica:
  6. 6. En la industria siderúrgica, el mineral de hierro puede ser reducido empleando coque o un gas que contenga hidrógeno, monóxido decarb ono, o mezclas de éstos. Este gas reductor puede obtenersemediante reformado con vapor de agua o oxidación parcial decombustibles fósiles. Usos energéticos del hidrógeno: El hidrógeno puede quemarse directamente para la generación de electricidad mediante turbinas de gas y ciclos combinados o directamente como combustible demotores. Las principales ventajas de este compuesto se centran en las elevadaseficacias que pueden alcanzarse y en que el único producto de su combustión esvapor de agua, estando exento de NOx, si se controla la temperatura para inhibir la reacción entre el nitrógeno y el oxigeno atmosféricos, y de CO2, evitando lacontribución al calentamiento global. Otros usos:  El refinado de combustibles fósiles y la producción de amoníacousado principalmente para fertilizantes.  Producción de ácido clorhídrico (HCl)  Enfriamiento de rotores en generadores eléctricos en usinas de energía, visto que el hidrógeno posee una elevada conductividad térmica.  En estado líquido, es utilizado en investigaciones “criogénicas” incluyendo estudios de superconductividad.  Como es 14,5 veces más liviano que el aire y por eso es utilizado muchas veces como agente de elevación en balones y zeppelines, más alla que su utilización sea reducida debido al riesgo de trabajar con grandes cantidades de hidrógeno, que fue bien patente en el accidente que destruyó el zeppelín “Hindenburg” en 1937.  El deuterio, un isótopo de hidrógeno en que el núcleo es constituido por un protón y un neutrón, es utilizado en la forma de la llamada “agua pesada” en fisión nuclear como moderador de neutrones.  Compuestos de deuterio poseen aplicaciones en la química y en la biología, en estudio de reacciones utilizando el efecto isotópico.  Fusión nuclear  Hidrogenación de la grasa y aceites, hidroalquilaciones, hidrosulfuración, hidrockacking, así como en la producción de metanol entre otras.  Sintesis del amoniaco  Reaccion con muchos oxidos para la obtencion del metal libre
  7. 7.  Produccion de hidruros metálicos  El tritio se produce en las reacciones nucleares y se empleacomo fuente de radiación en pinturas luminosas y como marcador en las ciencias biológicas.  También la industria eléctrica ha empleado el gas de hidrógeno con objeto de enfriar el rotor y el estator de grandes turbinas.  El hidrógeno líquido es el combustible empleado para la propulsión de los cohetes espaciales. Su uso en las lanzaderas espaciales es doble ya que no sólo alimenta (junto con el oxígeno) los reactores principales de las lanzaderas espaciales sino que también es el encargado de generar, mediante pilas de combustible, la electricidad y el agua necesarios para los sistemas y ocupantes del vehículo espacial.  El hidrógeno se utiliza también en el sector de la alimentación para la hidrogenación de los aceites y grasas vegetales y animales.Además tiene aplicación en el campo metalúrgico por su habilidad para reducir los óxidos metálicos y prevenir la oxidación en tratamientos térmicos de ciertos materiales y aleaciones.  Tiene uso en el corte y la soldadura de metales.

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