LABORATORIO HIROGENO.

OBJETIVOS:

• Estudiar reacciones que nos permitan obtener hidrógeno en el laboratorio y comprobar algunas de sus propiedades.

Materiales:

• Cristalizador
• Manguera de goma
• Soporte
• Nuez doble
• Abrazadera
• Tubos de ensayo
• Ampolla de decante
• Tapones
• Pinzas
• Encendedor
• Astilla de madera
• Vidrio acodado
• Tubo con salida lateral
• Pipetas
• Probetas

Reactivos:

• 3-5 granallas de cinc (2g)
• 15- 20 ml HCl 6 N.
• KMNO4  5 ml.
• 2 a 3 gotas de H2SO4 concentrado.

A. OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO

• Armar el aparato para producir hidrógeno.
• Colocar en el tubo con salida lateral 2-5 granallas de Zn (2g) y 15-20 ml de HCl 6N en la ampolla de decantación.
• Preparar en la gradilla varios tubos de ensayos con agua hasta el tope.

• Colocar un tubo de ensayo con agua invertido sobre el tubo de desprendimiento.

• Comenzar la producción del gas, dejando caer en tres porciones el ácido contenido en la ampolla.
• Una vez desplazada el agua, tapar con el pulgar, retirar y acercar la boca a una llama, destapándolo. Repetir todas las veces que sea necesario (aproximadamente se deben purgar 2 tubos de ensayo)
• Una vez purgado el aire del aparato recoger hidrógeno puro en dos tubos de ensayo, taparlos correctamente y reservarlos para las siguientes experiencias.

B. PROPIEDADES DE HIDRÓGENO

• Encender una astilla de madera, apagar la llama e introducirla rápidamente en un tubo invertido lleno de hidrógeno. Anotar las observaciones realizadas.
• Tomar el otro tubo que contiene hidrógeno, destaparlo y colocar rápidamente otro tubo lleno de aire debajo de él. Dar vuelta los tubos sin separarlos, esperar al menos un minuto y ensayar la presencia de hidrógeno en ambos por medio de la llama. Anotar las observaciones realizadas.
• Colocar en sendos tubos de ensayo dos porciones de 5 ml de una solución diluida de permanganato de potasio, con dos gotas de H2SO4  concentrado. Conservar uno de ellos como testigo. Hacer burbujear hidrógeno en el otro. Comparar con el testigo e interpretar la reacción. Anotar las observaciones realizadas

ESQUEMA:

[pic 1]

1. ¿Qué se entiende por reducción?

Es una hemirreaccion que implica una ganancia de electrones por  parte de un elemento o ion. Un agente reductor, es el que reduce a la otra especie, es decir que tiene un determinado poder de reducción

1. Haciendo uso de la Tabla de Potenciales Normales de electrodo, pronosticar cuáles de los siguientes metales desprenderán hidrógeno al ser tratados con un ácido fuerte cuya  [H+] = 1M: Mg–Cu–Zn y seleccionar entre estos metales el más adecuado para la obtención de hidrógeno en el laboratorio. Fundamentar la respuesta teniendo en cuenta el cálculo de  

∆E°.

Cálculos:

Magnesio

Cátodo:                      2H+ + 2e-    H2 (g)                         [pic 2][pic 3]

Ánodo:                    Mg    Mg 2+  2e-                              [pic 4][pic 5]

      [pic 6]

   [pic 7]

Cobre

Cátodo:                      2H+ + 2e-    H2 (g)                             Ec =0,00 V[pic 8]

Ánodo:                    Cu    Cu 2+  2e-                                        Ea = 0,34 V[pic 9]

   [pic 10]

Zinc

Cátodo:                      2H+ + 2e-    H2 (g)                             [pic 11][pic 12]

Ánodo:                    Zn    Zn 2+  2e-                                   [pic 13][pic 14]

    [pic 15]

El metal más adecuado para la obtención de H2 (g) es el zinc, debido a que es factible obtener hidrógeno de manera moderada.

El   del cobre es negativo por lo que  es positivo, es decir que la reacción no es  espontánea en el sentido que está escrita  por lo que no es posible obtener H2 (g)                             [pic 16][pic 17]

El    del magnesio es positivo al igual que el del zinc lo que implica que  <0  por lo tanto la reacción es espontanea en el sentido que está escrito, sin embargo como el  del magnesio es muy elevado, la reacción acurre muy rápido y es difícil controlarla. Por lo tanto utilizamos el metal Zinc para obtener H2 (g) en el laboratorio.[pic 18][pic 19][pic 20]

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