ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Físico-Química
Autores
Santos, H. (UEMA) ; Silva, K. (UEMA) ; Ericeira, E. (UEMA) ; Costa, M.C. (UEMA)
Resumo
As moléculas do gás, ao se movimentarem, colidem com as outras moléculas e com as paredes do recipiente onde se encontram, exercendo uma pressão, chamada de pressão do gás. Esta pressão tem relação com o volume do gás, à temperatura e o número de moles do sistema estudado. Neste experimento por meio de montagem experimental construída por alunos de Química Licenciatura da Universidade Estadual do Maranhão (UEMA), a partir de materiais de fácil obtenção, foi possível produzir o gás hidrogênio a partir de uma reação química de simples troca ou deslocamento, utilizando o ácido clorídrico reagindo com um metal. Este trabalho permitiu quantificar o gás hidrogênio produzido, a partir das observações de temperatura, pressão e nº de moles.
Palavras chaves
Montagem experimental; Obtenção do gás hidrogêni; Dados de p, T e n
Introdução
Nas condições normais de temperatura e pressão, o gás hidrogênio apresenta-se normalmente em sua forma molecular, formando um gás diatômico (H2). Este gás é inodoro, incolor, inflamável, insípido, não-metálico e insolúvel em água (CRUZ, 2010). De acordo com Atkins e De Paula (2002), o estado físico de uma amostra se define por suas propriedades físicas [...]. O estado de um sistema gasoso, por exemplo, fica definido pelos valores do volume que ocupa V, da quantidade de substância (número de moles), n, da pressão, p, e da temperatura, T. O presente trabalho teve como objetivo obter o gás hidrogênio por meio da reação de ácido clorídrico com o metal magnésio, quantificando a produção do gás obtido a partir de dados da temperatura e pressão medidos com o uso da montagem experimental desenvolvida por Ericeira (2012), aplicando conceitos da lei dos gases, e assim obtendo valores de volume e número de moles do hidrogênio obtido.
Material e métodos
O experimento foi realizado no laboratório de química da UEMA. Inicialmente, mediu-se na balança digital 0,0907 g de magnésio em aparas. Em seguida, preparou-se na capela uma solução de HCl 2,4 M em proporção 4:1, ou seja, 10 mL de HCl concentrado e 40 mL de água destilada. Montou-se o sistema colocando-se o balão de duas entradas no suporte universal que em seguida foi colocado sobre o Banho Maria que já estava preenchido com 6 L de água com temperatura inicial de 34°C. Furaram-se 2 rolhas de borracha e em uma delas foi colocado o termômetro e em outra o manômetro. Com ajuda de uma pipeta, transferiram-se 5 mL da solução ácida para o balão e fechou-se uma das entradas com a rolha contendo o termômetro. Em seguida, colocou-se rapidamente o Mg no balão e vedou-se a entrada com a rolha contendo o manômetro como mostra a Figura 1. As medidas de temperatura e pressão foram cronometradas em 5 tempos diferentes. O sistema foi vedado para que não houvesse escape de gás.
Resultado e discussão
O tempo de reação entre o magnésio e o ácido clorídrico é muito rápido e a reação
é instantânea; os íons cloreto dissolvidos em água reagem rapidamente com o metal
magnésio, produzindo cloreto de magnésio, em solução. A volume constante, os
valores da pressão aumentam rapidamente em um curto espaço de tempo, com a
produção de gás hidrogênio (n). Os valores medidos de temperatura e pressão, e os
valores calculados do número de moles de hidrogênio, por meio da equação dos gases
ideais PV=nRT, estão na Tabela 1, abaixo especificada.
Tabela 1- Dados de p, T e n de moles do hidrogênio obtido na reação do magnésio com o ácido clorídrico.
Figura 2 - Pressão em função da temperatura na reação com o metal Mg.
Conclusões
Diante do experimento realizado podemos comprovar a reatividade dos metais observando que algumas reações ocorrem de maneira mais lenta e outras de forma instantânea; que o gás hidrogênio pode ser obtido em laboratório, sendo possível medir quantitativamente quanto de gás é produzido a partir dos dados de pressão, temperatura e volume e assim comprovar a equação de Charles dos gases ideais.
Agradecimentos
A Universidade Estadual do Maranhão, aos colaboradores desse trabalho.
Referências
ATKINS, Peter; DE PAULA, Júlio. Físico-Química. 7ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002.
CRUZ, F. E. “Produção de hidrogênio em refinarias de petróleo: Avaliação exergética e custos de produção”. Dissertação de Mestrado apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, 2010.
Ericeira, E. R. Criação de protótipo para avaliação da obtenção do gás hidrogênio (H2), a partir da reatividade dos metais: Mg, Zn e Al com ácido clorídrico. Monografia (graduação)- Curso de química licenciatura, Universidade Estadual do Maranhão, 2012.
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