Grade 11
  1. Conceitos básicos de química  1.1. Importância da Química  1.2. Natureza e escopo da química  1.3. leis da combinação química  1.3.1. Lei da conservação da massa  1.3.2. Lei das proporções definidas  1.3.3. Lei das proporções múltiplas  1.3.4. Lei dos volumes gasosos  1.3.5. Lei de Avogadro  1.4. Teoria atômica de Dalton  1.5. Conceito de mol e massa molar  1.6. Composição percentual  1.7. Fórmula empírica e molecular  1.8. Estequiometria e Cálculos Estequiométricos  1.9. Conceito de reagente limitante
  2. Estrutura do átomo  2.1. Descoberta do elétron, próton e nêutron  2.2. Modelo Atômico  2.2.1. Modelo de Thomson  2.2.2. Modelo de Rutherford  2.2.3. Modelo de Bohr  2.3. Modelo mecânico quântico do átomo  2.4. Dupla natureza da matéria e da radiação  2.5. Princípio da Incerteza de Heisenberg  2.6. Números quânticos  2.7. Orbitais atômicos e suas formas  2.8. Configuração eletrônica dos elementos  2.9. Princípio de Aufbau  2.10. Princípio da exclusão de Pauli  2.11. Regra da máxima multiplicidade de Hund  2.12. Hipótese de de Broglie  2.13. Efeito fotoelétrico
  3. Classificação dos elementos e periodicidade nas propriedades  3.1. Desenvolvimento histórico da tabela periódica  3.2. Lei Periódica Moderna e Tabela Periódica  3.3. Tendências periódicas em propriedades  3.3.1. Raio Atômico e Iônico  3.3.2. Entalpia de ionização  3.3.3. Entalpia de ganho de elétrons  3.3.4. Eletronegatividade  3.3.5. Valência  3.3.6. Propriedades Metálicas e Não Metálicas  3.3.7. Estados de oxidação  3.4. Propriedades Incomuns dos Primeiros Elementos
  4. Chemical Bonding and Molecular Structure  4.1. Abordagem de Kossel–Lewis para ligação química  4.2. Ligação iônica ou eletrovalente  4.3. Ligação covalente e suas características  4.4. Parâmetros de ligação  4.5. Teoria VSEPR  4.6. Teoria do enlace de valência  4.7. Hibridização e seus tipos  4.8. Teoria do orbital molecular  4.8.1. Ordem de ligação e estabilidade  4.9. Ligação de hidrogênio
  5. Estados da matéria  5.1. Forças intermoleculares  5.2. Leis dos Gases  5.2.1. Lei de Boyle  5.2.2. Lei de Charles  5.2.3. Lei de Avogadro  5.2.4. Lei de Dalton das pressões parciais  5.2.5. Lei de Graham da difusão  5.3. Equação do Gás Ideal e Aplicações  5.4. Gases reais e desvios do comportamento ideal  5.5. Teoria cinética molecular dos gases  5.6. Liquefação de gases  5.7. Propriedades dos Líquidos  5.8. Tensão superficial e viscosidade
  6. termodinâmica  6.1. Sistema e ambiente  6.2. Tipos de sistemas em termodinâmica  6.3. Tipos de procedimentos  6.4. Primeira lei da termodinâmica  6.5. Energia interna e entalpia  6.6. Capacidade calorífica e calor específico  6.7. Lei de Hess da soma constante de calor  6.8. Entalpia de dissociação de ligação  6.9. Entalpia de formação e combustão  6.10. Entalpia de solução e neutralização  6.11. Espontaneidade e a segunda lei da termodinâmica  6.12. Energia livre de Gibbs e suas aplicações
  7. Equilíbrio  7.1. O conceito de equilíbrio  7.2. Constante de equilíbrio e suas aplicações  7.3. Princípio de Le Chatelier  7.4. Equilíbrio iônico em soluções  7.5. Teoria de Ácidos e Bases  7.5.1. Conceito de Arrhenius  7.5.2. Conceito de Bronsted-Lowry  7.5.3. Conceito de Lewis  7.6. Escala de pH e pOH  7.7. Efeito do íon comum  7.8. Hidrólise de sais  7.9. Soluções tampão e seu mecanismo de ação  7.10. Equilíbrio de solubilidade de sais pouco solúveis
  8. Reações Redox  8.1. Conceitos de Oxidação e Redução  8.2. Número de oxidação e suas aplicações  8.3. Reações redox em termos de transferência de elétrons  8.4. Balanceamento de reações redox (métodos do número de oxidação e íon-elétron)  8.5. Tipos de reações redox  8.6. Células Eletroquímicas e Reações Redox
  9. Hidrogênio  9.1. Posição do Hidrogênio na Tabela Periódica  9.2. Isótopos do hidrogênio  9.3. Preparação de Hidrogênio  9.4. Propriedades do Hidrogênio  9.5. Hidratos e sua classificação  9.6. Água e água pesada  9.7. Peróxido de hidrogênio e suas propriedades  9.8. Usos do Hidrogênio e Seus Compostos
  10. Elementos do bloco s (metais alcalinos e alcalino-terrosos)  10.1. Elementos do Grupo 1 - Propriedades e Tendências  10.2. Elementos do Grupo 2 - Propriedades e Tendências  10.3. Unusual properties of lithium and beryllium  10.4. Compostos importantes de sódio e seus usos  10.5. Compostos Importantes de Magnésio e Cálcio
  11. Alguns elementos do bloco p  11.1. Introdução Geral aos Elementos do Bloco p  11.2. Elementos do Grupo 13  11.2.1. Boro e seus compostos  11.3. Grupo 14 Elementos  11.3.1. Carbono e seus alótropos  11.3.2. Compostos Importantes de Carbono e Silício
  12. Química Orgânica - Alguns Princípios e Técnicas Básicas  12.1. Classificação e Nomenclatura de Compostos Orgânicos  12.2. Representação estrutural de compostos orgânicos  12.3. Classificação das reações orgânicas  12.4. Efeitos Eletrônicos em Química Orgânica  12.4.1. Efeito indutivo  12.4.2. Efeito de ressonância  12.4.3. Hiperconjugação  12.5. Mecanismo de reação e espécies intermediárias  12.6. Purificação e análise qualitativa de compostos orgânicos
  13. Hidrocarbonetos  13.1. Hidrocarbonetos  13.1.1. Preparação e Propriedades dos Alcenos  13.2. alceno  13.2.1. Preparação e Propriedades dos Alcenos  13.2.2. Reações de adição eletrofílica  13.3. Alcinos  13.3.1. Preparação e Propriedades dos Alcinos  13.4. Aromatic hydrocarbons  13.4.1. Estrutura e propriedades do benzeno  13.4.2. Reações de substituição eletrofílica do benzeno
  14. Química Ambiental  14.1. Poluição Ambiental  14.2. Poluição atmosférica e o efeito estufa  14.3. Poluição da água e métodos de tratamento  14.4. Poluição do solo e seus efeitos  14.5. Resíduos industriais e seu tratamento  14.6. Estratégias para controle da poluição

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Preparação de Hidrogênio


Introdução

O hidrogênio é o elemento mais abundante no universo. É um gás incolor, inodoro e insípido. O hidrogênio é amplamente utilizado em várias indústrias. Em laboratórios de química, o gás hidrogênio pode ser preparado de várias maneiras. Este documento discutirá várias maneiras de preparar hidrogênio em um ambiente de laboratório.

Métodos de preparação de hidrogênio

Existem vários métodos para preparar hidrogênio no laboratório. Esses métodos incluem:

1.2 Pela reação de metais com ácidos

Um método comum para preparar hidrogênio é reagir metais como zinco, ferro ou magnésio com ácidos diluídos, como ácido clorídrico ou ácido sulfúrico.

Por exemplo:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

Nessa reação, o metal zinco reage com o ácido clorídrico para produzir cloreto de zinco e gás hidrogênio.

Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂↑

1.3 Pela reação de metais com água

Outro método envolve reagir certos metais reativos, como sódio e potássio, com água para produzir gás hidrogênio. No entanto, essas reações são muito rápidas e não são adequadas para um ambiente de laboratório.

A resposta usual é esta:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

O sódio reage com a água para formar hidróxido de sódio e gás hidrogênio. Esta reação é altamente exotérmica e deve ser manuseada com cuidado.

Na + H₂O → NaOH + H₂↑

1.4 Pela eletrólise da água

Este é um método comum de produção de hidrogênio e envolve passar uma corrente elétrica pela água. A água se desintegra em gases hidrogênio e oxigênio.

Resposta geral:

2H₂O → 2H₂ + O₂

A eletrólise ocorre em uma célula eletrolítica. A água se decompõe em gás hidrogênio e oxigênio. O hidrogênio se coleta no cátodo e o oxigênio no ânodo.

1.5 Reação de hidretos metálicos com água

Hidretos metálicos, como hidreto de cálcio, podem reagir com água para liberar gás hidrogênio:

CaH₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + 2H₂↑

Este método produz hidrogênio de forma eficiente, mas é mais caro que outros métodos.

CaH₂ + H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑

Exemplo de configuração de laboratório

Vamos considerar uma configuração de laboratório simples para a produção de hidrogênio pela reação de zinco com ácido clorídrico.

Requisitos

  • Grânulos de Zinco
  • Ácido clorídrico (diluído)
  • Frasco cônico
  • Tubo de distribuição
  • Tanque de água
  • Jarro de gás ou tubo de ensaio

Processo

  1. Coloque as partículas de zinco em um frasco cônico.
  2. Adicione ácido clorídrico diluído ao frasco contendo zinco.
  3. Ocorre uma reação e surgem bolhas de gás hidrogênio.
  4. Conecte um tubo de distribuição ao frasco e mergulhe sua outra extremidade em um recipiente com água.
  5. Recolha o gás emitido em um jarro de gás invertido ou tubo de ensaio acima da água.

Precauções de segurança

  • Certifique-se de que o laboratório esteja bem ventilado.
  • Use óculos e luvas de proteção.
  • Tenha cuidado com os ácidos e manuseie-os com cuidado.
  • Trabalhe sob supervisão em um ambiente apropriado.

Considerações importantes na produção de hidrogênio

Ao preparar hidrogênio no laboratório, há várias considerações importantes e precauções de segurança. A configuração do aparelho deve ser hermética para evitar vazamentos de gases. A coleta de gases deve ser feita com cuidado, usando o método de deslocamento de água para evitar a formação de misturas explosivas.

Propriedades do hidrogênio

O hidrogênio tem propriedades únicas que o tornam adequado para uma variedade de usos.

  • O elemento mais leve e abundante.
  • Altamente inflamável, queimando com uma chama azul pálida.
  • Menos denso que o ar e pode ser facilmente liberado na atmosfera.

Aplicações industriais

O hidrogênio é importante em muitas aplicações industriais:

  • Para a produção de amônia no processo Haber.
  • Como agente redutor na metalurgia.
  • Hidrogênio como combustível em células de combustível.
  • Para reações de hidrogenação nas indústrias alimentícia e química.

Conclusão

A produção de hidrogênio em laboratórios pode ser alcançada através de uma variedade de métodos envolvendo reações químicas e eletrólise. Entender os métodos de preparação, as medidas de segurança e as aplicações é essencial para manusear o hidrogênio adequadamente e usá-lo de forma eficaz em contextos educacionais e industriais.


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