Laboratorio de Química Inorgánica I, 2011.

Química Del Hidrógeno, Oxígeno y Peróxido de Hidrógeno

Cristian Antonio Pozo Bravo, Sebastián Alejandro Meneses Alcayagae-mail: cpozobravo1@gmail.com, jokelseba@gmail.com

Departamento de Química, Universidad de La Serena, Chile

RESUMEN

A través de procesos químicos, los cuales, mediante estudios teóricos previos, se ha dispuesto a la obtención de los gases de hidrógeno y oxígeno, comprobando su presencia aprovechando sus propiedades explosivas y comburentes respectivamente.Para ello se ha dispuesto de una diversa gama de reacciones ocupando diversos reactivos tales como ácidos, bases, soluciones reductoras, soluciones oxidantes y metales entre otras.

PALABRAS CLAVE: Procesos químicos, gases, ácidos, bases, soluciones reductoras y oxidantes.

INTRODUCCIÓN

En el presente estudio se muestran los distintos métodos para la obtención de hidrógeno y oxigeno además ver las propiedades del peróxido de hidrogeno. Sus reacciones son utilizadas en la producción masiva de estos gases, y sus usos desempeñan un rol importante en procesos industriales, como por ejemplo el hidrogeno gaseoso es utilizado en las industrias con el fin de sintetizar amoniaco, u en otros procesos tales como la hidrogenación. En tanto el oxigeno es utilizado masivamente por su propiedad comburente en reacciones de combustión, como por ejemplo en algunos tipos de soldaduras y además es estudiado por su existencia en una diversa gama de compuestos, tanto orgánicos como inorgánicos, que contienen a este elemento en sus estructuras.Uno de estos compuestos es el peróxido, o peróxido de hidrogeno (agua oxigenada), también estudiado en esta oportunidad. Dicho compuesto es relevante en muchos estudios por su capacidad de actuar como agente oxidante o agente reductor, según sean los casos, otra de las funciones de este particular compuesto es que se puede utilizar como agente antiséptico, por lo que no deja de ser importante en la vida diaria.

MATERIALES Y METODOS

Tubos de ensayo Permanganato de potasioGradilla Ioduro de potasioCápsula de porcelana Sulfato de cobre (II)Mechero Hidróxido de sodio

Pisceta Acido clorhídricoVarilla de agitación Acido nítricoPinzas de madera Acido acéticoPajuelas Acido sulfúricoPipetas Parciales FenolftaleínaSoporte Universales Sodio metálicoRejilla de asbesto Cinc metálico (granallas)Pinza de nuez Cinta de magnesioPapel filtro Aluminio metálicoVirutas de hierro Cobre metálicoPeróxido de bario Calcio metálicoPeróxido de hidrogeno Hidruro de calcioClorato de potasio Cloruro de Hierro (III)Cloruro de sodio Oxido de mercurioArena Oxido de magnesio (IV)Peróxido de sodio Agua de bromo

Métodos de obtención:

- Procesos Electrolíticos- Procesos de Auto-oxidación- Método de Peróxidos- Procesos de oxido-reducción

RESULTADOS

Sodio Metálico + 10 mL de Agua destilada

2Na(s) + 2H2O(l) ----> 2NaOH(ac) +H2(g)

Sulfato de Cobre (II) + Residuo de la capsula de

porcelana (NaOH)

2NaOH(ac) + CuSO4(ac) ----> Cu(OH)2 + Na2SO4 (ac)

Residuo de la capsula (NaOH) + Cloruro de hierro (III)

3NaOH(ac) + FeCl3(ac) -----> Fe(OH)3 + 3 NaCl(ac)

Granalla de Zinc + Acido Clorhídrico 1M

Zn(s) + 2HCl(diluído) ----> ZnCl2(ac) + H2(g)

Lamina de Cobre + Acido Clorhídrico. No ocurre

reacción

Cinta de Magnesio + Acido Clorhídrico

Mg(s) + 2HCl(diluído) ----> MgCl2(ac) + H2(g)

Alumínio + hidróxido de sodio 1M

2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H2O(l) ----> 2NaAl(OH)4(aq) + 3H2(g)

Granalla de Zinc + Acido sulfúrico 1M

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Laboratorio de Química Inorgánica I, 2011.

Zn(s) + H2SO4 ---> ZnSO4(ac) + H2(g)

Granalla de Zinc + Sulfato de Cobre (II)

H2(g) + CuSO4 ---> Cu0 + H2SO4

Granalla de zinc + ácido clorhídrico 1M

Zn(s) + 2HCl(ac) ----> ZnCl2(ac) + H2(g)

Luego se le agrego permanganato de potasio 0,01 M. a

la reacción.

ZnCl2(ac) + H2(g) + KMnO4 + HCl ---->KCl + MnCl2 + H2O + Cl2(g)

Oxido de Mercurio (II)

2HgO + Calor -----> 2Hg + O2(g)

Clorato de potasio

2KClO3(s) + calor -----> 2KCl(s) + 3O2(g)

Peróxido de bario

2BaO2(s) + Calor -----> 2BaO(s) + O2

H2O2(l) ---------> 2H2O(l)

(cat. MnO2)

DISCUSIONES El sodio metálico comienza a desplazarse sobre el agua destilada a la vez que desprende un gas de color gris, al acercar la astilla de ignición encendida se noto un cambio en su llama. Esta aumento de tamaño levemente debido al desprendimiento de hidrogeno.Al mezclar la solución de hidróxido de sodio proveniente de la capsula de porcelana con la solución de cloruro de hierro (III) la solución resultante en un comienzo es de tonalidad amarillenta y poco a poco se va tornando de tonos anaranjados y se nota la pequeña formación de precipitado con textura gelatinosa, para terminar en un precipitado coloidal de color café/marrón.Al adicionar una gota de fenolftaleína al residuo de la capsula de porcelana (NaOH), esta cambia de inmediato a una coloración violácea intensa, la cual indica que es de pH alcalino, ya que la fenolftaleína cambia su coloración de transparente (medio levemente acido o muy acido) a violáceo (levemente alcalino a muy alcalino), esto permite además decir con certeza que la reacción inicial de sodio metálico con agua destilada produce hidróxido de sodio.A la lamina de Cobre al agregarle acido clorhídrico no ocurre reacción, ya que el potencial redox de el par del cobre es positivo, vale decir que el potencial de ionización de el Cobre elemental es muy elevado y que es mas fácil que el cobre (II) se reduzca a cobre elemental a que esto suceda al revés.El zinc reacciona con el acido sulfúrico produciendo hidrogeno gaseoso a una cierta velocidad constante, al agregarle el sulfato de cobre (II) este reacciona con el hidrogeno, vale decir el hidrogeno reduce al ion Cu2+ a

cobre elemental (Cu0) produciendo a su vez mayor cantidad de acido sulfúrico lo que aumenta la velocidad de reacción por el aumento de concentración de H2SO4 .El zinc reacciona con el acido clorhídrico liberando hidrogeno, al adicionar gotas de solución de permanganato de potasio la solución se torna del color de esta (violeta, púrpura, morada..) pero a medida que pasa el tiempo se decolora, ya que el hidrogeno reduce el manganeso (VII) hasta manganeso (IV) y Manganeso (II).El peróxido de hidrógeno es capaz de actuar ya sea como agente oxidante o como reductor esto se demostró en las reacciones con permanganato de potasio, ioduro de potasio, agua de bromo y bromuro de potasio.

CONCLUSIONES

Al realizar este estudio se pudo comprender, de una manera más amplia, los distintos comportamientos de estos elementos y compuestos, también su gran importancia, que abarca desde complejos procesos industriales hasta los usos más simples del diario vivir, sin desmerecer a las propiedades químicas y físicas de estos, tanto por sí mismos como en la reacción misma: Las reacciones de oxido-reducción presentes, la comprobación de la obtención de los productos deseados mediante llamativas reacciones de combustión. Además de los riesgos y medidas de seguridad al trabajar con ellos en el laboratorio.

REFERENCIAS

. http://www.textoscientificos.com/quimica/

hidrogeno http://es.wikipedia.org/wiki/Per

%C3%B3xido_de_hidr%C3%B3geno http://www.lenntech.es/periodica/elementos/o.htm

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