544091302-Relatorio-sobre-a-reatividade-dos-metais

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INSTITUTO FEDERAL DE BRASÍLIA – CAMPUS GAMA 
 
 
 
 
LABORATÓRIO DE QUÍMICA INORGÂNICA 
 
 
 
EXPERIMENTO 1 - REATIVIDADE DOS METAIS E A PRODUÇÃO DE GÁS 
HIDROGÊNIO 
 
 
 
CURSO: LICENCIATURA EM QUÍMICA 
 
 
 
 
 FERNANDA FERREIRA C. DA SILVA 171028100023 
 
 
 
Data da realização do experimento: _____/_____/______ 
Data da entrega do relatório: 11 /06 / 2021 
 
 
 
OBJETIVO DA EXPERIÊCIA 
Produção de gás hidrogênio: 
Objetivo da experiência é a produção do gás hidrogênio, que ocorre a partir da reação entre o 
hidróxido de sódio em meio aquoso e o alumínio. E também a combustão do gás hidrogênio 
que causou uma pequena explosão com a bexiga. 
Reatividade de metais: 
O experimento tem o objetivo de mostrar a reatividade de metais em função da velocidade com 
que os metais reagem com a solução aquosa de ácido clorídrico (HCl). 
 
INTRODUÇÃO 
Produção de gás hidrogênio: 
O hidrogênio é considerado o átomo mais abundante da tabela periódica, mesmo sendo 
conhecido muitas vezes como um elemento simples. É considerado um elemento que possui 
propriedades químicas muito ricas. Sua massa está em nono lugar como a mais abundante, já 
na tabela periódica ele está em terceiro lugar. O hidrogênio é um ametal que possui semelhanças 
com os halogênios, sendo que precisa de apenas um elétron de valência para completar sua 
configuração e ficar com a sua configuração de um gás nobre, lembrando que as propriedades 
químicas do hidrogênio se diferem das propriedades dos halogênios dessa forma o hidrogênio 
não pode ser identificado com nenhum grupo de elemento da tabela periódica. Hidrogênio pode 
ser encontrado nos minerais, oceanos e em todos os seres vivos. Mesmo possuindo um único 
elétron ele tem propriedades químicas variadas, além de variar quando está em meio básico 
forte de Lewis ou em um ácido forte dele Lewis. 
Estado mais estável do hidrogênio é quando forma uma molécula de atômica, ou seja, a 
formação do gás hidrogênio que é a combinação de dois átomos de hidrogênio. Essas reações 
sim o Silvinho envelhecer muito só podem ser produzidas com temperaturas altíssimas. O fato 
é que o hidrogênio atômico para ser produzido necessita do fornecimento de temperatura entre 
2000 a 3000 k ou através de um arco elétrico. 
Através da decomposição da água o gás hidrogênio pode ser obtido, nesse processo o 
hidrogênio queima sem poluir o ar fazendo com que não contribua consideravelmente para o 
efeito estufa. Por conta de sua abundância o hidrogênio pode ser considerado uma fonte de 
 
 
 
combustível para utilizado no futuro levando em conta que o petróleo, o carvão e o gás natural 
se tornarão cada vez mais escassos. 
Os métodos mais utilizados para obtenção do hidrogênio são a reforma catalítica do gás natural 
e a eletrólise, mas no caso desses processos ocorre a liberação do dióxido de carbono na 
atmosfera além da alta demanda de energia para que a reação ocorra, tornando esses processos 
muitas vezes inviável se considerarmos a poluição além do gasto de energia. Por isso a 
necessidade da produção de hidrogênio com a utilização de metais em meio aquoso, sendo que 
o alumínio se destaca dentre os metais reativos, e também por ser um metal que pode ser 
encontrado de forma abundante na natureza. 
Dessa forma, o experimento realizado tem como objetivo promover a visibilidade da produção 
de gás hidrogênio através da reação entre o alumínio e a solução aquosa de hidróxido de sódio. 
Reatividade dos metais: 
A reatividade dos metais varia de acordo com a eletropositividade, ou seja, quanto mais 
eletropositivo o metal for por ele será mais reativo, lembrando que quanto mais reativo foram 
metais, maior será a tendência de perder elétrons, dessa maneira poderão ser formados mais 
facilmente os íons positivos. 
Quanto mais reativo o metal for menos Nobre ele vai ser. Um exemplo é o cobre metálico 
utilizado no experimento, que por ser um metal nobre ele não reage facilmente com o ácido 
clorídrico. 
 
De acordo com a fila de reatividade dos metais podemos observar que os metais mais reativos 
que o hidrogênio reage com ácidos isso faz com que o H+ seja deslocado e forme o gás 
hidrogênio, se na reação for adicionado ácido clorídrico no caso dos metais nobres como ouro, 
cobre, por exemplo, a reação não acontecerá. 
 
 
 
APARELHAGEM UTILIZADA: 
Experimento - Produção de gás hidrogênio: 
• Kitassato de 500ml 
• Uma mangueira 
• Hidróxido de sódio (NaOH) 
• A água 
• Funil 
Experimento - Explicando a reatividade de metais: experimentos com alguns metais em 
HCl: 
• HCl aquoso 
• Cobre metálico(Cu) 
• Ferro em pó (Fe) 
• Zinco metálico (Zn) 
• Magnésio metálico (Mg) 
 
METODOLOGIA 
Produção de gás hidrogênio: 
• Inicialmente deve-se acoplar a mangueira ao kitassato, depois acoplar a outra extremidade 
da mangueira a bexiga (passar uma fita isolante em volta dá boca da bexiga para que não 
escape ar ou pressionar para que não ocorra a fuga do gás hidrogênio); 
• Segundo passo: é adicionar soda cáustica ou hidróxido de sódio (NaOH) granulado no 
kitassato com o auxílio do funil, deve ser adicionado uma colher de sopa cheia de soda 
cáustica no funil para dentro do kitassato; 
• Terceiro passo: depois devemos colocar um punhado de bolinhas de papel alumínio 
dentro do kitassato; 
• Quarto passo: é adicionar água no kitassato e obstruir a entrada com uma tampa 
rapidamente após colocar a água. 
Podemos observar que depois de mexer o que kitassato começa a efervescência do papel 
alumínio formando bolhas, e uma fumaça que é a formação do gás hidrogênio que está sendo 
produzido. O gás passa pela gandula direcionada pela mangueira até a bexiga, onde será 
 
 
 
armazenada para em seguida gerar a sua combustão. É importante que a bexiga fique na posição 
vertical. 
Após a bexiga encher com até o término dá reação, devemos tirar a bexiga da mangueira 
rapidamente e amarrar as pontas para fechar a bexiga. Hidrogênio é menos denso que o ar por 
isso a bexiga flutua. 
Gás produzido é altamente inflamável. 
Para combustão vamos utilizar um espeto e algodão umedecido com álcool que será posto na 
ponta do espeto. Uma espécie de tocha. Depois essa tocha deve ser presa em um pregador fixado 
na madeira, para evitar aproximação do professor ao realizar combustão. 
Lembrando que somente profissionais habilitados devem realizar esse experimento. 
Experimento - Explicando a reatividade de metais: 
• Na estante foram colocados 4 tubos de ensaio com ácido clorídrico dentro. 
• No primeiro tubo foi colocado cobre metálico, no segundo tubo foi colocado o ferro em 
pó; 
• terceiro tubo zinco metálico; 
• quarto tubo magnésio metálico; 
 
RESULTADOS E DISCUSSÕES: 
Produção de gás hidrogênio: 
Esse experimento se trata de uma reação exotérmica, ou seja, ocorre a liberação de calor, como 
a temperatura sobe rápido a água começa a ferver. Ocorre pois o hidróxido de sódio libera calor 
para dissolver na água, além da liberação de calor por parte da reação do alumínio com a 
solução. 
Também é produzido o aluminato de sódio além do gás hidrogênio. A reação que ocorre é a 
seguinte: 
2 NaOH + 2 Al + 2 H2O → 2 NaAlO2 + 3 H2 
Reações intermediárias e paralelas: 
2 NaOH + 2 Al + 6 H2O → 2 NaAl(OH)4 + 3 H2 
 
 
 
NaAl(OH)4 → NaAlO2 + 2 H2O 
Na reação o hidróxido de sódio é utilizado como um catalisador, nesse sentido a função do 
catalisador é permitir que o alumínio possa ser hidrolisado pela água, e também se trata de um 
processo químico espontâneo. 
Experimento - Explicando a reatividade de metais: 
O magnésio metálico reagiu rapidamente liberando gás hidrogênio. 
No caso do zinco também teve a formação de hidrogênio de forma mais lenta que no caso do 
magnésio metálico. 
O ferro também forma gás hidrogênio mais em uma velocidademenor do que a reação com 
zinco metálico. 
E o cobre não reagiu pois é um metal nobre. 
Já no caso do magnésio ele é mais reativo que o zinco e o ferro isso de acordo com a fila de 
reatividade dos metais. 
Com base nesse experimento pode-se concluir que o elemento mais reativo doa elétrons para o 
cátion do elemento menos reativo. 
Reação do ferro com ácido clorídrico: 
Fe + 2HCl + 4H2O → FeCl2·4H2O + H2 
Reação do magnésio com ácido clorídrico: 
1 Mg(s) + 2 HCl(aq) → 1 MgCl2(aq) + 1 H2 
Reação do Zinco com ácido clorídrico: 
1 Zn(s) + 2 HCl(aq) → 1 Zn MgCl2(aq) + 1 H2 
Reação do cobre com ácido clorídrico: 
Cu(s) + 2 HCl(aq) → não há produtos 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
A partir dos experimentos realizados foram demonstradas algumas maneiras de obtenção do 
gás hidrogênio, levando em consideração a reatividade dos metais. 
No primeiro experimento o alumínio foi utilizado e é um metal reativo, além da utilização do 
hidróxido de sódio como catalisador, o experimento foi espontâneo. Trata-se de um método 
simples para obtenção do gás hidrogênio que pode ser utilizado posteriormente na produção de 
energia e menos poluente por conta da água como único produto da combustão. 
No segundo experimento foi demonstrado que de acordo com a reatividade dos metais o 
magnésio reagiu mais rápido que o zinco, depois o ferro, e o cobre não reagiu pois se trata de 
um metal nobre sendo menos reativo que o hidrogênio. 
 
REFERÊNCIAS 
[1] RUSSEL, John B. Química Geral, 2-ed, 2o vol São Paulo: Makron, 1994 
[2] ATKINS, Peter W.; JONES, Loretta. Princípios de Química: questionando a vida moderna 
o meio ambiente. 5ed. Bookman, 2012 
[3] SHRIVER, D. F.; ATKINS, Peter W. Química Inorgânica. 3 ed. Bookman, 2003.