Grado 11
  1. Conceptos básicos de química  1.1. Importancia de la Química  1.2. Naturaleza y alcance de la química  1.3. leyes de la combinación química  1.3.1. Ley de conservación de la masa  1.3.2. La ley de las proporciones definidas  1.3.3. Ley de las proporciones múltiples  1.3.4. Ley de los volúmenes de gases  1.3.5. Ley de Avogadro  1.4. La teoría atómica de Dalton  1.5. Concepto de mol y masa molar  1.6. Composición porcentual  1.7. Fórmula empírica y molecular  1.8. Estequiometría y Cálculos Estequiométricos  1.9. Concepto de reactivo limitante
  2. Estructura del átomo  2.1. Descubrimiento del electrón, protón y neutrón  2.2. Modelo Atómico  2.2.1. Modelo de Thomson  2.2.2. El modelo de Rutherford  2.2.3. Modelo de Bohr  2.3. Modelo mecánico cuántico del átomo  2.4. Doble naturaleza de la materia y la radiación  2.5. El principio de incertidumbre de Heisenberg  2.6. Numeros cuánticos  2.7. Orbitales atómicos y sus formas  2.8. Configuración electrónica de los elementos  2.9. Aufbau principle  2.10. El principio de exclusión de Pauli  2.11. Regla de máxima multiplicidad de Hund  2.12. La hipótesis de De Broglie  2.13. Efecto fotoeléctrico
  3. Clasificación de elementos y periodicidad en propiedades  3.1. Desarrollo histórico de la tabla periódica  3.2. Ley Periódica Moderna y Tabla Periódica  3.3. Tendencias periódicas en propiedades  3.3.1. Radio Atómico e Iónico  3.3.2. Entalpía de ionización  3.3.3. Entalpía de ganancia de electrones  3.3.4. Electronegatividad  3.3.5. Valencia  3.3.6. Propiedades Metálicas y No Metálicas  3.3.7. Estados de oxidación  3.4. Propiedades Inusuales de los Primeros Elementos
  4. Enlace Químico y Estructura Molecular  4.1. Enfoque de Kossel-Lewis sobre el enlace químico  4.2. Enlace iónico o electrovalente  4.3. Enlace covalente y sus características  4.4. Parámetros de enlace  4.5. Teoría VSEPR  4.6. Teoría del enlace de valencia  4.7. Hibridación y sus tipos  4.8. Teoría del orbital molecular  4.8.1. Orden de enlace y estabilidad  4.9. Enlace de hidrógeno
  5. Estados de la materia  5.1. Fuerzas intermoleculares  5.2. Leyes de los gases  5.2.1. La ley de Boyle  5.2.2. La ley de Charles  5.2.3. La Ley de Avogadro  5.2.4. La ley de Dalton de las presiones parciales  5.2.5. La ley de difusión de Graham  5.3. Ecuación del Gas Ideal y Aplicaciones  5.4. Gases reales y desviaciones del comportamiento ideal  5.5. Teoría cinética molecular de los gases  5.6. Licuefacción de gases  5.7. Propiedades de los líquidos  5.8. Tensión superficial y viscosidad
  6. Thermodynamics  6.1. Sistema y entorno  6.2. Tipos de sistemas en termodinámica  6.3. Types of procedures  6.4. Primera ley de la termodinámica  6.5. Energía interna y entalpía  6.6. Capacidad calorífica y calor específico  6.7. La ley de Hess de la suma constante de calor  6.8. Entalpía de disociación de enlace  6.9. Entalpía de formación y combustión  6.10. Entalpía de disolución y neutralización  6.11. Espontaneidad y la segunda ley de la termodinámica  6.12. Energía libre de Gibbs y sus aplicaciones
  7. Equilibrio  7.1. El concepto de equilibrio  7.2. Constante de equilibrio y sus aplicaciones  7.3. El principio de Le Chatelier  7.4. Equilibrio iónico en soluciones  7.5. Teoría de Ácidos y Bases  7.5.1. Concepto de Arrhenius  7.5.2. Concepto de Bronsted-Lowry  7.5.3. Concepto de Lewis  7.6. Escala de pH y pOH  7.7. Common ion effect  7.8. Hidrólisis de sales  7.9. Sistemas tampón y su mecanismo de acción  7.10. Equilibrio de solubilidad de sales poco solubles
  8. Reacciones Redox  8.1. Oxidation and reduction concepts  8.2. Número de oxidación y sus aplicaciones  8.3. Reacciones Redox en términos de transferencia de electrones  8.4. Balanceando reacciones redox (métodos de número de oxidación y ion-electrón)  8.5. Tipos de reacciones redox  8.6. Celdas Electroquímicas y Reacciones Redox
  9. Hidrógeno  9.1. Posición del Hidrógeno en la Tabla Periódica  9.2. Isótopos de hidrógeno  9.3. Preparación de Hidrógeno  9.4. Propiedades del Hidrógeno  9.5. Hidruros y su clasificación  9.6. Agua y agua pesada  9.7. El peróxido de hidrógeno y sus propiedades  9.8. Usos del hidrógeno y sus compuestos
  10. Elementos del bloque s (metales alcalinos y alcalinotérreos)  10.1. Elementos del Grupo 1 - Propiedades y Tendencias  10.2. Elementos del Grupo 2 - Propiedades y Tendencias  10.3. Propiedades inusuales del litio y berilio  10.4. Compuestos importantes del sodio y sus usos  10.5. Compuestos importantes de magnesio y calcio
  11. Algunos elementos del bloque p  11.1. Introducción General a los Elementos del Bloque p  11.2. Elementos del Grupo 13  11.2.1. Boro y sus compuestos  11.3. Elementos del Grupo 14  11.3.1. El carbono y sus alótropos  11.3.2. Compuestos Importantes de Carbono y Silicio
  12. Química Orgánica - Algunos Principios y Técnicas Básicas  12.1. Clasificación y Nomenclatura de Compuestos Orgánicos  12.2. Representación estructural de compuestos orgánicos  12.3. Clasificación de reacciones orgánicas  12.4. Efectos Electrónicos en Química Orgánica  12.4.1. Efecto inductivo  12.4.2. Efecto de resonancia  12.4.3. Hiperconjugación  12.5. Mecanismo de reacción y especies intermedias  12.6. Purificación y análisis cualitativo de compuestos orgánicos
  13. Hidrocarburos  13.1. Hidrocarburos  13.1.1. Preparación y Propiedades de los Alquenos  13.2. Alqueno  13.2.1. Preparación y Propiedades de los Alquenos  13.2.2. Reacciones de adición electrofílica  13.3. Alquinos  13.3.1. Preparación y Propiedades de Los Alquinos  13.4. Hidrocarburos aromáticos  13.4.1. Estructura y propiedades del benceno  13.4.2. Reacciones de sustitución electrofílica del benceno
  14. Química Ambiental  14.1. Contaminación Ambiental  14.2. Contaminación atmosférica y el efecto invernadero  14.3. Contaminación del agua y métodos de tratamiento  14.4. Contaminación del suelo y sus efectos  14.5. Residuos industriales y su tratamiento  14.6. Estrategias para el control de la contaminación

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Preparación de Hidrógeno


Introducción

El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo. Es un gas incoloro, inodoro e insípido. El hidrógeno se utiliza ampliamente en diversas industrias. En los laboratorios de química, el gas hidrógeno se puede preparar de varias maneras. Este documento discutirá varias formas de preparar hidrógeno en un entorno de laboratorio.

Métodos para preparar hidrógeno

Hay varios métodos para preparar hidrógeno en el laboratorio. Estos métodos incluyen:

1.2 Por la reacción de metales con ácidos

Un método común para preparar hidrógeno es reaccionar metales como zinc, hierro o magnesio con ácidos diluidos como ácido clorhídrico o ácido sulfúrico.

Por ejemplo:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

En esta reacción, el metal zinc reacciona con el ácido clorhídrico para producir cloruro de zinc y gas hidrógeno.

Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂↑

1.3 Por la reacción de metales con agua

Otro método involucra reaccionar ciertos metales reactivos, como sodio y potasio, con agua para producir gas hidrógeno. Sin embargo, estas reacciones son muy rápidas y no adecuadas para un entorno de laboratorio.

La respuesta habitual es esta:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

El sodio reacciona con agua para formar hidróxido de sodio y gas hidrógeno. Esta reacción es altamente exotérmica y debe manejarse con cuidado.

Na + H₂O → NaOH + H₂↑

1.4 Por electrólisis del agua

Este es un método común para hacer hidrógeno e involucra pasar una corriente eléctrica a través del agua. El agua se descompone en gases de hidrógeno y oxígeno.

Respuesta general:

2H₂O → 2H₂ + O₂

La electrólisis ocurre en una celda electrolítica. El agua se descompone en gas hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno se colecta en el cátodo y el oxígeno se colecta en el ánodo.

1.5 Reacción de hidruros metálicos con agua

Los hidruros metálicos como el hidruro de calcio pueden reaccionar con agua para emitir gas hidrógeno:

CaH₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + 2H₂↑

Este método produce hidrógeno eficientemente, pero es más costoso que otros métodos.

CaH₂ + H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑

Ejemplo de configuración de laboratorio

Consideremos una configuración de laboratorio simple para la producción de hidrógeno mediante la reacción de zinc con ácido clorhídrico.

Requisitos

  • Gránulos de zinc
  • Ácido clorhídrico (diluido)
  • matraz cónico
  • Tubo de entrega
  • charca de agua
  • Jarra de gas o tubo de ensayo

Proceso

  1. Coloca las partículas de zinc en un matraz cónico.
  2. Agrega ácido clorhídrico diluido al matraz que contiene zinc.
  3. Ocurrirá una reacción y aparecerán burbujas de gas hidrógeno.
  4. Conecta un tubo de entrega al matraz e introduce su otro extremo en un recipiente con agua.
  5. Recoge el gas emitido en una jarra de gas invertida o un tubo de ensayo sobre el agua.

Precauciones de seguridad

  • Asegúrate de que el laboratorio esté bien ventilado.
  • Usa gafas y guantes protectores.
  • Ten cuidado con los ácidos y manéjalos con cuidado.
  • Trabaja bajo supervisión en un entorno adecuado.

Consideraciones importantes en la producción de hidrógeno

Al preparar hidrógeno en el laboratorio, hay varias consideraciones importantes y precauciones de seguridad. La configuración del aparato debe ser hermética para evitar la fuga de gases. La recopilación de gases debe realizarse con cuidado, utilizando el método de desplazamiento de agua para evitar la formación de mezclas explosivas.

Propiedades del hidrógeno

El hidrógeno tiene propiedades únicas que lo hacen adecuado para una variedad de usos.

  • El elemento más ligero y abundante.
  • Altamente inflamable, arde con una llama azul pálida.
  • Menos denso que el aire y se puede liberar fácilmente en la atmósfera.

Aplicaciones industriales

El hidrógeno es importante en muchas aplicaciones industriales:

  • Para la producción de amoníaco en el proceso Haber.
  • Como agente reductor en la metalurgia.
  • Hidrógeno como combustible en pilas de combustible.
  • Para reacciones de hidrogenación en las industrias alimentaria y química.

Conclusión

La producción de hidrógeno en laboratorios se puede lograr mediante una variedad de métodos que involucran reacciones químicas y electrólisis. Comprender los métodos de preparación, las medidas de seguridad y las aplicaciones es esencial para manejar adecuadamente el hidrógeno y usarlo efectivamente en contextos tanto educativos como industriales.


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