PRODUÇÃO DE GÁS HIDROGÊNIO A PARTIR DE REAÇÕES DE OXI-REDUÇÃO

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

dos Santos Silva, L. (UEPA (CAMPUS VII)) ; da Cruz Coutinho, C. (UEPA (CAMPUS VII)) ; Pereira Lins Ribeiro, D. (UEPA (CAMPUS VII)) ; de Jesus Sousa Luz, N. (UEPA (CAMPUS VII)) ; de Arimatéia Rodrigues do Rego, J. (UEPA)

Resumo

O uso intenso de combustíveis fosseis é um tema bastante discutido, uma vez que seu emprego indiscriminado traz sérias consequências para a humanidade além de ser considerado um recurso finito. Com isso, muitas tem sido as preocupações que envolvem a busca de energias limpas e renováveis. Nesse sentido, o gás hidrogênio, um gás leve empregado em foguetes, está se tornando uma alternativa eficaz, uma vez que, sua combustão não é poluente e ele é inesgotável. Assim sendo, o presente trabalho objetivou mostrar como se dá a produção de gás hidrogênio por meio de reações de oxi-redução simples e por meio da eletrólise aquosa. Os resultados demonstram que a produção do gás é mais otimizada quando a molécula de água é quebrada no processo de eletrólise e não em uma simples reação de oxi-redução.

Palavras chaves

Combustíveis fosseis; Preocupações; Eletrólise aquosa

Introdução

A vida frenética que a maior parte dos seres humanos possuem implica aumento de consumo energético a fim de viabilizar o cumprimento de todas as responsabilidades em tempo hábil. Para tanto, o uso de combustíveis fosseis têm sido um dos recursos mais utilizados mundialmente. No entanto, sabe-se que as reservas naturais são esgotáveis, visto que, esses componentes não são renováveis e, por conseguinte, estes ainda provocam o aquecimento global, a chuva ácida e a destruição da camada de ozônio. Assim, uma outra alternativa, é o emprego de biocombustíveis, que não tem origem fóssil como o biodiesel e o etanol, contudo, apesar de ser uma fonte renovável não pode ser considerada limpa, uma vez, que o subproduto da combustão destes é o gás carbônico, o maior intensificador do efeito estufa. Daí surge a necessidade de empregar uma energia que ao mesmo tempo que não agrida ao meio ambiente seja ilimitada. Para tanto, têm-se que o gás hidrogênio cumpre perfeitamente essas finalidades, uma vez que, devolve para a natureza como produto da combustão apenas vapor d’água e sua produção é bastante flexível, podendo ser produzido por reações de metais com ácidos, reações de carvão ou hidrocarbonetos com vapor de água a alta temperatura e inclusive pelas reações de oxi-redução. (CABRAL et al., 2014). Assim sendo, o presente trabalho buscou verificar a produção de gás hidrogênio a partir de uma reação simples de oxi-redução e outra via eletrólise da água bem como analisar qual das duas reações química é mais rentável.

Material e métodos

O trabalho foi desenvolvido na turma do 2º ano de licenciatura em química da UEPA, Campus VII, durante a disciplina de Química do Meio Ambiente III, com materiais do laboratório de química e outros alternativos trazidos pelos próprios alunos. Foram realizadas duas reações químicas de oxi-redução a fim de produzir gás hidrogênio. A primeira experiência utilizou um kitassato, contendo 18 g de NaOH, 5 g de papel alumínio enrolado e 20 ml de água, acoplado em uma mangueirinha, que tinha a outra extremidade presa a um balão vazio; e a outra reação classificada como eletrólise aquosa foi efetuada a partir do preparo da solução contendo 700ml de H2O e 20 g de NaCl dentro de um recipiente de vidro (neste caso um vidro de azeitona) que teve sua tampa furada para colocar os eletrodos e uma mangueirinha que teve sua outra extremidade colocada dentro de um copo com detergente, além disso, utilizou-se uma bateria de 12 volts como fonte de energia, visto que, a eletrólise é um processo não espontâneo. Desta forma, por ser um trabalho em que o pesquisador cumpre a tarefa de analisar, selecionar e interpretar os dados coletados, sem se preocupar com números essa pesquisa é de natureza qualitativa. (GODOY, 1995).

Resultado e discussão

A partir dos experimentos foi possível observar a produção de gás, fato comprovado pelo preenchimento do balão e do surgimento de bolhas no detergente, conforme se pode observar na figura 1. Isso porque, no experimento A, quando o hidróxido de sódio reage com o alumínio há desprendimento de gás hidrogênio, conforme a equação: 2NaOH + 2Al + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2 No entanto, pôde-se observar também que o alumínio era rapidamente consumido e como consequência disso a reação parava de acontecer, logo, percebeu-se que a produção de gás hidrogênio a partir dessa prática não é tão viável. No experimento B, notou-se que a eletrólise também foi capaz de produzir H2, uma vez que, o H+ tem maior prioridade de descarga em relação ao Na+, o que pode ser observado na seguinte equação global: 2NaCl(aq) + 2H2O(l) –> 2Na+(aq) + 2OH-(aq) + H2 (g) + Cl2(g) A comprovação de que foi produzido gás hidrogênio, pôde ser obtida através das explosões do balão e das bolhas do detergente quando foi aproximado destes uma fonte externa de calor (esqueiro), que produziu grandes chamas ao entrar em contato com o gás contido no balão e nas bolhas, isso porque, o gás hidrogênio possui um elevado poder calorífico, o que o torna altamente inflamável. Contudo, apesar de ser uma fonte alternativa de produção de gás hidrogênio foi possível perceber que a eletrólise aquosa demanda muita energia elétrica, sendo assim, mais viável se empregar a energia eólica ou solar. (SILVA, 2016).

Figura 1: A) Enchimento do balão com gás hidrogênio. B) Surgimento de bolhas de gás hidrogênio no detergente.

Conclusões

Portanto, percebe-se que a eliminação da dependência dos combustíveis fosseis e das emissões de carbono pelos transportes motorizados está ficando cada vez mais propensa devido a flexibilidade na produção de gás hidrogênio, uma fonte de energia limpa. Ainda, foi possível concluir a partir dos experimentos realizados que a eletrólise apesar de utilizar energia elétrica é mais rentável que um processo simples na produção de gás H2, que demanda uma enorme quantidade de alumínio.

Agradecimentos

Agradecemos à UEPA, Campus VII, por disponibilizar a maior parte do suporte necessário para a realização da presente pesquisa, ao nosso orientador e aos alunos do 2º ano de Licenciatura em Química.

Referências

CABRAL, A. C. et al. HIDROGÊNIO UMA FONTE DE ENERGIA PARA O FUTURO. Revista Brasileira de Energias Renováveis, v. 3, p. 128-135, 2014.
GODOY, A. S. INTRODUÇÃO À PESQUISA QUALITATIVA E SUAS POSSIBILIDADES. Revista de Administração de Empresas, v. 35, n. 2, p. 57-63, 1995.
SILVA, I. A. Hidrogênio: Combustível do Futuro. Ensaios Cienc., Cienc. Biol. Agrar. Saúde, v.20, n.2, p. 122-126, 2016.