LABORATORIO HIROGENO.

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B. Propiedades del hidrógeno

- ¿Qué es una mezcla explosiva?

Las mezclas explosivas se deben generalmente a reacciones químicas exotérmicas. En este tipo de explosiones se produce un cambio en alguna de las sustancias formando gases rápidamente.La reacción química más común presente en las explosiones es la combustión, dónde un combustible (por ejemplo metano) se mezcla con el aire, se inflama y arde generando dióxido de carbono, vapor de agua y otros subproductos. Hay otras reacciones químicas que generan gases a alta presión.

Las explosiones resultan de la descomposición de sustancias puras. Cualquier reacción química puede provocar una explosión si se emiten productos gaseosos, si se evaporizan sustancias ajenas por el calor

liberado en la reacción o si se eleva la temperatura de gases presentes, por la energía liberada.

Combustible + comburente

Reacción:

[pic 21]

Propiedades

- Mezcla Explosiva

H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g)[pic 22]

Luego de haber recolectado el Hidrógeno en un tubo de ensayo (que se obtuvo por la reacción del zinc y del ácido clorhídrico en un tubo de ensayo con salida lateral), se dirigió la boca del tubo de ensayo a la llama de un encendedor de manera rápida, provocando la combustión del hidrógeno con el oxígeno del aire (purga), generando una pequeña explosión. Se realizó la purga de dos tubos de ensayo observando el mismo fenómeno.

Se pudo comprobar que el Hidrógeno es un combustible que al ser expuesto con el oxígeno (comburente) del aire a una fuente de calor que proporciona energía, se produce una reacción de combustión rápida y una pequeña explosión.

- Comburencia del hidrógeno.

Se encendió una astilla de madera, y se esperó a que esta estuviera incandescente, luego se destapo rápidamente uno de los tubos de ensayo que contenía hidrogeno recolectado y se introdujo la astilla de madera dentro del mismo. Se observó que la astilla se apagaba rápidamente y no producía ninguna reacción de combustión o explosión

Si bien el Hidrógeno es un combustible y puede reaccionar produciendo una combustión, es necesario que para que dicha combustión ocurra este sea

expuesto a un comburente (oxigeno), de lo contrario no se produce reacción alguna y la astilla se apaga rápidamente.

- Densidad del hidrógeno a la del aire

Se tomó uno de los tubos con hidrógeno y se colocó un tubo de ensayo que contenía aire debajo de él. Luego se los dio vuelta a ambos de forma que el tubo que contenía hidrógeno quedara debajo del que contenía aire. Pasado unos segundos, se separó los tubos y se acercó una llama a la boca de ambos. A partir de esto se observó que si bien el tubo que contenía hidrógeno se encontraba debajo, este no reacciono cuando se acercó la llama a él, mientras que el que se encontraba arriba al acercarse a la llama, generó una pequeña explosión. Así se comprobó que el hidrogeno es más ligero que el aire, y por lo tanto se desplazó hacia arriba del tubo una vez que este se dio vuelta, mientras que el aire al ser más denso se desplazó hacia abajo.

Densidad del aire:

[pic 23]

Densidad de H2:

[pic 24]

[pic 25]

- Poder reductor del H2.

Ecuación General de la Reacción:

2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2 → K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O

Hemireacciones:

Reducción: 2MnO4- + 10e- + 16H+ → 2Mn+2 + 8H2O E°= 1,51 V.

Oxidación: 5H2 → 10H+ 10e- E°= 0 V.

Calculo de la ΔE°

ΔE°= E°c - E°a

ΔE°= 1,51 V – 0 V

ΔE°= 1,51 V

Para comprobar el poder reductor del Hidrógeno se utilizó una solución de Permanganato de Potasio al cual se le agregó dos gotas de Ácido Sulfúrico concentrado. Se prepararon dos tubos de ensayo, uno se reservó como testigo mientras que al otro se lo hizo burbujear hidrógeno en él; pasado un tiempo se pudo notar el avance de la reacción de reducción del Permanganato de Potasio a Sulfato de Manganeso, ya que el color de la solución cambiaba de un color violeta a incoloro.

Al terminar la reacción, se compararon el tubo donde sucedió la reacción con el testigo, y a partir de esto se llegó a la siguiente conclusión:

El Hidrogeno y su poder reductor, se debe a que en medio ácido actúa como agente reductor y tiende a oxidarse. Si tenemos en cuenta el Potencial de Reducción del MnO4- a Mn+2 podemos notar que tiene un valor alto y positivo (1,51 V), eso nos dice que es un agente oxidante y tiene una alta tendencia a reducirse