hidrogênio aula
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O Hidrognio o elemento mais leve gasoso a temperatura ambiente incolor e inodoro
Ponto de ebulio = -253 oC
HIDROGNIO
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HIDROGNIO
Razes a favor e contra a localizao na Tabela
a favor contraGrupo 1
(alcalinos)s1 no um metal
Grupo 17(halognios)
um nometaltem 1 e- a menos
que o HeForma molculas
A2
H2 no toreativo quanto X2
O H- extremamente
reativo
O H um elemento nico , no pertence aum grupo especfico
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Obteno Industrial do di-hidrognio , H2
C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)1000 oC
1. Reao do gs de gua
GS DE GUA
Seguida pela Reao de deslocamento do gs de gua
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
Fe2O3/ Cr2O3
400oC
O CO2 mais fcil de ser separado
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CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3 H2(g)Ni
800oC
2. Processo de reformao a vapor
3. A Eletrlise de uma soluo aquosa de hidrxido produzH2 de alta pureza ( 99,9 %)
Ctodo : 2 H2O + 2 e- 2 OH-(aq) + H2(g)
nodo : 2 OH-
(aq) H2O(l) + O2(g) + 2 e-
Reao global: H2O H2(g) + O2(g)
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Clula fotoeletroqumica para a eletrlise da gua
nodosemicondutorTiO2 + corante
ctodo de Pt
EletrlitoMembrana de
Transporte de prton
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Nafion o polmero tetrafluoretileno sulfonado
Transporta ctions mas no Transporta nions
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Nafion_structure.png -
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Preparao de H2 no laboratrio
1. Reao de metais eletropositivos com cidos diluidos( Zn, Fe , Mg , ...)
Zn(s) + 2 H+(aq) Zn2+(aq) + H2 (g)
2. Reao de uma base forte com Al
2 Al(s) + 2 OH-(aq) + 6 H2O 2[Al(OH)4]-(aq) + 3 H2(g)
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Produo de metalSntese do
metanol
Hidrogenaode alquenos
Combustvel
Sntese da NH3
Principais usos do hidrognio
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Clula a combustvel :Um dispositivo eletroquimico que faz a reao do hidrogniocom o oxignio (do ar) num processo chamado de
"combusto fria", produzindo uma corrente eltrica e guacomo resultado da reao.
H2
O2 H2O
ctodo
nodo
eletrlito
Eletrodos
fibra de carbono, pintado com:
p de carbono ativado (condutor)
Nafion (membrana de difuso de H+)
nanopartculas de platina ou paldio (catalisador)
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A classificao dos compostos binrios de hidrognio(hidretos)
Salino metlico intermedirio molecular desconhecido
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1. Hidretos moleculares: so compostos moleculares, comunspara os elementos eletronegativos do bloco p, geralmentevolteisEx.: B2H6 , CH4 , NH3 , HF
2. Hidretos salinos (inicos): so formados com os metais do
grupo 1 e com os mais eletropositivos do grupo 2. So slidoscristalinos e eletricamente no-condutoresEx.: LiH, NaH, CaH2
A reao de hidretos salinos com gua bastante violenta :
NaH(s) + H2O(l) NaOH(aq) + H2(g)
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Hidretos metlicos
So formados com alguns metais de transio So geralmente condutores de eletricidade, quebradios eno-estequiomtricos
Ex.: TiH1,9 , ZrH1,3 , PdH0,7
Preparao
Pd(s) + H2 Pd Hn(s)
Pd Hn(s) Pd(finamente dividido) + n/2 H2(g)
presso
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A alta mobilidade do hidrognio tornam os hidretos metlicos
como potenciais armazenadores de H2Um sistema mais barato : FeTiHx (x
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A ligao de hidrognio
Quando o H est ligado a tomos pequenos ealtamente eletronegativos como : F, O e N , ocorre umainterao secundria entre o H com uma + e um parisolado de um tomo eletronegativo
ligao de hidrognio
Representa ~ 5% da energia de uma
ligao covalente
Porm a fora intermolecular
mais forte
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Pontos de ebulio de hidretos do bloco p
Em geral numa dada srie:Os pontos de ebulio
aumentam com o tamanho dostomosaumento das foras de
London
Os Pontos de ebulio de NH3 , H2O e HF soanormalmente elevados
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Correo do modelo inicoPoder Polarizante do Ction e Polarizabilidade do nion
O ction atrai os eltrons do nion e repele o ncleo
NuvemEletrnicaDistorcida
nionPolarizvel
CtionPolarizante
A distoro vista comoa tendncia dadensidade eletronicamover-se para a regioentre os ncleos
( lig. Covalente parcial)
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Regras de Fajans :Fatores que favorecem a covalncia
1. Ctions pequenos e com cargas elevadas possuem alto poderpolarizanteEssa tendcia expressa pela densidade de carga ( DC )*
CTION DC/Cmm-3
Na+ 24
Be2+ 1108Al3+ 364
= CARGA ( C)
RAIO ( nm )
*ou potencial inico ( )
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Composto DC Ponto de Fuso ( oC)
BeCl2 1108 405
CaCl2 52 702
Compostos inicos ( e covalentes reticulados ) possuem altos
pontos de fuso
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2. nions grandes e/ ou com com cargas elevadas
Eltrons distantes do Ncleo Tendem a sofrer uma Zef menor
Ex: I- , Se2- ( Grandes )
P3- , As3- ( cargas elevadas)
Composto DC Ponto deFuso ( oC)
Classificaoda Ligao
AlF3 364 1290 Pred. inica
AlI3 364 190 Pred.covalente
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3. Ctions que no possuem a configurao de gs nobre como os demetais de transio
Ex. : Cu2+ [Ar]3d9A Blindagem de Eltrons d menorA Zef maior que a Carga Aparente do Ction
Composto DC Ponto deFuso ( oC)
Classificaoda Ligao
KCl 11 770 Pred. inica
AgCl 15 455 Parcial.covalente
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