Hidrógeno

EXPERIMENTO 10. HIDRÓGENO.
Materiales y equipo.

Barra de hierro (Fe).
Disolución de 3 mol/L de HCl.
Equipo recolector de Hidrógeno.

OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA.
Preparar pequeñas cantidades de hidrógeno.
Observar sus propiedades, especialmente su densidad y su capacidad explosiva.

INTRODUCCIÓN.
El hidrógeno es el elemento más abundante del Universo, componente principal de lasestrellas, las cuales lo usan como combustible nuclear durante la mayor parte de su vida activa. Por ser el elemento más simple, es el primero que se formó después del Big Bang y al acumularse gracias a la gravedad, dio origen a las primeras galaxias, y éstas a su vez, a las primeras estrellas.
El hidrógeno es diatómico (H2) en condiciones normales y entre sus usos principales está la producción deamoníaco, la hidrogenación catalítica de aceites vegetales, la producción de refinación del petróleo para eliminar el azufre por medio del “hidrocracking”, así como en la producción de combustibles para cohetes.
Reacciona con el oxígeno para producir agua, compuesto esencial para la vida y la industria en La Tierra. Forma parte esencial de los ácidos y las bases y la mayoría de los compuestosorgánicos. Cuando se combina con un elemento se denomina de forma general como “hidruro”. En La Tierra se obtiene principalmente de los hidrocarburos pero la manera de obtención más fácil y segura en laboratorio es por medio de la electrólisis del agua y el desplazamiento de algunos metales en soluciones ácidas.
Las principales propiedades del hidrógeno son:




A) RECOLECCIÓN DE GAS HIDRÓGENO.
Sellenaron dos tubos de ensayo pequeños con HCl, los cuales se colocaron en un beaker de 50 mL que contenía HCl hasta dos tercios de su capacidad. Se colocó en el beaker una bolita de lana de hierro. El hidrógeno se depositó en el tubo por desplazamiento del ácido y el proceso se llevó a cabo dos veces más.

Resultados
La reacción entre el hierro y el HCl es:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (gas)¿Es el hidrógeno muy soluble en la disolución ácida?
El HCl y el agua son solubles debido a la elevada polaridad de sus moléculas, pero el hidrógeno obtenido por desplazamiento del Fe escapa debido a que es una molécula diatómica (H2), lo que la hace más estable.
¿Cómo llega a esa conclusión?
Por la razón explicada en la pregunta anterior (el hidrógeno molecular) y además, por la deposición delgas dentro de los tubos de ensayo.
¿Por qué se colocan los tubos llenos de hidrógeno boca abajo?
Debido a que el gas es insoluble y tiene una densidad más baja que la disolución, este tiende a escapar. La razón para voltear los tubos es para que el gas se quede atrapado entre ellos y la disolución.

B) DENSIDAD Y PODER EXPLOSIVO DEL HIDRÓGENO.

Al acercar los tubos con hidrógeno a la llamadel quemador, el hidrógeno se quemó de forma silenciosa. Luego se colocó un tubo invertido a manera de cubrir el tubo con hidrógeno, después de esperar un tiempo, se aproximan los tubos a la llama, notándose esta vez que hay una pequeña detonación.
¿A qué se debe que el hidrógeno se quema de diferente manera en estos experimentos?
La primera se debe a que el hidrógeno en la llama combustiona conpoco oxígeno o casi sin él, lo cual hace que la reacción sea más controlada. En el segundo caso se debe a que al colocar el tubo invertido y esperar a que los gases (aire e hidrógeno) se mezclen, el oxígeno presente en mayor cantidad reacciona de forma más violenta con el hidrógeno en la combustión. La ecuación de la combustión es:

2H2 + O2 → 2H2O

CUESTIONARIO
1) ¿Qué es la serie deactividad de los metales?
Los diferentes metales varían en cuanto al grado en que se oxidan de forma fácil, es decir, la manera en la que pierden electrones con más facilidad. Lo anterior determina cuando los metales son más activos que otros. Los metales más activos son generalmente los alcalinos y alcalinotérreos. La siguiente tabla muestra el orden de actividad en solución acuosa.



2) ¿Qué...