Obtencion Del Hidogeno y Oxigeno

8/6/2019 Obtencion Del Hidogeno y Oxigeno

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMADE MÉXICO.

FACULTAD DE QUÍMICA.

LABORATORIO DE INORGÁNICA I.

OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEHIDRÓGENO Y OXÍGENO.

Profesora. MARGARITA CHAVEZMARTINEZ

SEM 2011-2GRUPO 2

LABORATORIO 2.



Introducción.

Hidrógeno.

En condiciones normales es un gas incoloro, inodoro e insípido, compuesto de moléculasdiatómicas, H2. El átomo de hidrógeno, símbolo H, consta de un núcleo de unidad de carga positiva y un solo electrón. Tiene número atómico 1 y peso atómico de 1.00797. Es uno delos constituyentes principales del agua y de toda la materia orgánica, y está distribuido demanera amplia no sólo en la Tierra sino en todo el universo. Existen 3 isótopos delhidrógeno: el protio, de masa 1, que se encuentra en más del 99.98% del elemento natural;el deuterio, de masa 2, que se encuentra en la naturaleza aproximadamente en un 0.02%, yel tritio, de masa 3, que aparece en pequeñas cantidades en la naturaleza, pero que puede producirse artificialmente por medio de varias reacciones nucleares.

y Usos: El empleo más importante del hidrógeno es en la síntesis del amoniaco. Lautilización del hidrógeno está aumentando con rapidez en las operaciones derefinación del petróleo, como el rompimiento por hidrógeno , y en el tratamiento conhigrógeno para eliminar azufre. Se consumen grandes cantidades de hidrógeno en lahidrogenación catalítica de aceites vegetales líquidos insaturados para obtener grasas sólidas. La hidrogenación se utiliza en la manufactura de productos químicosorgánicos. Grandes cantidades de hidrógeno se emplean como combustible decohetes, en combinación con oxígeno o flúor, y como un propulsor de cohetesimpulsados por energía nuclear.

y Pr opiedades: El hidrógeno común tiene un peso molecular de 2.01594. El gas tieneuna densidad de 0.071 g/l a 0ºC y 1 atm. Su densidad relativa, comparada con la delaire, es de 0.0695. El hidrógeno es la sustancia más inflamable de todas las que seconocen. El hidrógeno es un poco más soluble en disolventes orgánicos que en elagua. Muchos metales absorben hidrógeno. La adsorción del hidrógeno en el acero puede volverlo quebradizo, lo que lleva a fallas en el equipo para procesosquímicos.

A temperaturas ordinarias el hidrógeno es una sustancia poco reactiva a menos que hayasido activado de alguna manera; por ejemplo, por un catalizador adecuado. A temperaturaselevadas es muy reactivo.

Oxí geno

Elemento químico gaseoso, símbolo O, número atómico 8 y peso atómico 15.9994. Es degran interés por ser el elemento esencial en los procesos de respiración de la mayor parte de

las células vivas y en los procesos de combustión. Es el elemento más abundante en lacorteza terrestre. Cerca de una quinta parte (en volumen) del aire es oxígeno.

Existen equipos capaces de concentrar el oxígeno del aire. Son los llamados generadores oconcentradores de oxígeno, que son los utilizados en los bares de oxígeno. El oxígenogaseoso no combinado suele existir en forma de moléculas diatómicas, O2, pero tambiénexiste en forma triatómica, O3, llamada ozono.



El oxígeno se separa del aire por licuefacción y destilación fraccionada. Las principalesaplicaciones del oxígeno en orden de importancia son: 1) fundición, refinación yfabricación de acero y otros metales; 2) manufactura de productos químicos por oxidacióncontrolada; 3) propulsión de cohetes; 4) apoyo a la vida biológica y medicina, y 5) minería, producción y fabricación de productos de piedra y vidrio.

Existen equipos generadores de ozono, los cuales son usados para oxidación de materias, para ozonización de piscinas. En condiciones normales el oxígeno es un gas incoloro,inodoro e insípido; se condensa en un líquido azul claro. El oxígeno es parte de un pequeñogrupo de gases ligeramente paramagnéticos, y es el más paramagnético de este grupo. Eloxígeno líquido es también ligeramente paramagnético.

Casi todos los elementos químicos, menos los gases inertes, forman compuestos con eloxígeno. Entre los compuestos binarios más abundantes de oxígeno están el agua, H2O, y lasílica, SiO2; componente principal de la arena. De los compuestos que contienen más dedos elementos, los más abundantes son los silicatos, que constituyen la mayor parte de lasrocas y suelos. Otros compuestos que abundan en la naturaleza son el carbonato de calcio(caliza y mármol), sulfato de calcio (yeso), óxido de aluminio (bauxita) y varios óxidos dehierro, que se utilizan como fuente del metal.

Objetivos.

y Obtener hidrogeno y mediante experimentos identificar las propiedades físicas yquímicas de este gas.

y Obtener oxígeno y mediante experimentos correspondientes identificar las propiedades físicas y químicas de este gas.

Desarrollo experimental.Procedimiento Experimental. Primera parte: Obtención de los gases.

Se siguió el procedimiento de Mattson, descrito en el apéndice de obtención de gases por elmétodo de las jeringas.

Obtención de hidrogeno.

Se colocó .5g de magnesio metálico en un vial de plástico plano, para que flotara en la parte superior de la jeringa, la cual se encontraba previamente llenada con agua, se tapó la

parte superior del a jeringa para que no saliera esta. Se destapó el orificio de tal manera queel vial quedara en la parte inferior de la jeringa sin que se derramara magnesio. Una vez yaque estuvo bien colocado, se succionó 1.5 mL de HCl 6M que estaba en charolita de plástico. Se agitó la jeringa una vez tapada, dejando que se generara hidrogeno, se destapoun poco la jeringa para permitir la salida del ácido. En un vaso de precipitado con aguadestilada se lavó el hidrogeno con un poco de agua.

2HCl(ac) + Mg(s) H2 (g) + MgCl2



Obtención de oxigeno.

Se colocó .5g de yoduro de potasio en un vial de plástico plano, para que flotara en la partesuperior de la jeringa, previamente llenada con agua, se tapó la parte superior de la jeringa para que no saliera ésta. Se destapó el orificio de tal manera que el vial quedara en la parteinferior del jeringa sin que se derramara magnesio. Una vez ya que estuvo bien colocado, sesucciono 3 mL de H2O2 que estaba en charolita de plástico. Se agitó la jeringa una veztapada, dejando que se generara oxigeno.

2KI(S)+ H2O2(ac) O2 (g) +I2 (ac) +2K+ (ac) + H2O(l)

KI + 2H2O2 KI + 2H2O + O2 (g)_ _

Agua gaseosa.

Se conectaron las dos jeringas, una de H y O2 de forma que el gas de ambos se pudieracombinar, se inyecto el hidrogeno a la jeringa del oxigeno y posteriormente se desconectó launión.

Conversión reversible de Cu metálico y óxido de Cobre (II).

En una pipeta pauster se introdujo un pedazo de cobre, de tal manera que quedara en medio.La pipeta fue inyectada con oxigeno, y fue calentada se observó el comportamiento. Luegose inyecto hidrogeno, se volvió a calentar y se observó el comportamiento.

Propiedades del O2.

Se inyectó O2

de la jeringa a un tubo de ensayo de 15 cm de alto por desplazamiento de

aire, se encendió una pajilla y se apagó se introdujo inmediatamente el tubo de O2

la pajilla,

la cual nuevamente se encendió.

Jabón dinamita.

En un vaso de precipitado se colocó agua y jabón , se revolvió. Se inyectó agua gaseosa enel jabón, formando burbujas. Se acercó fuego a las burbujas, y se observó comportamiento.

Cohete.

Se llenó un envase con agua al ras, el bulbo de una pipeta fue llenado con agua de tal forma queel bulbo quedara hacia afuera pero sin perder agua. Se inyectó agua gas dentro del bulbo, sinsacarlo del agua. Una vez que se desplazó el agua líquida con el agua gas , se metió elencendedor y se prendió. Se observo comportamiento.



Cuestionario.

Reactividad del H2

y del O2

.- Combustión del hidrógeno.

¿Cómo difiere el resultado obtenido en el primer experimento del obtenido en elsegundo?

2Cu0(S) + O2(g) 2CuO (s) El Cu se puso color negro

reductor oxidante

CuO(S) + H2(g) Cu(S) + H2O(L) El Cu regresó a su color ro jizo

oxidante reductor

¿A qué atribuyes esa diferencia?

Es debido a que en el H2 el Cobre se oxidaba más rápido debido a que estaba en exceso

pierda electrones y en el segundo que es con O2 es cuando ganaba electrones del oxigeno

lo que hací a que el cobre volviera a su estado natural esto es una Reacción Reversible.

Propiedades del O2

¿Cómo se explica a nivel electrónico la diferencia en el comportamiento magnético de estosdos gases?

Es debido a el desplazamiento de electrones en el último orbital molecular de enlace.

¿Cómo se le llama a cada comportamiento?

Paramagnetismo.

Conclusión.

En esta práctica vimos la manera que reacciona el hidrogeno con el oxigeno y la manera en quese puede llevar a cabo esta reacción y el poder que pueden tener estas reacciones si se manejanlas sustancias en grandes cantidades, conocimos el método de Mattson el cual es muy útil ya

que a partir de éste podemos obtener varias sustancias en estado elemental.Bibliograf í a.

Redmore, fundamentos de quí mica. Ed. Hispanoamericana. 1987.

Chang, R. Principios esenciales de Quí mica General, Cuarta edición, Mc Graw Hill,

Madrid, 2006.

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