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El hidrógeno es el elemento más ligero y tiene muchos usos industriales, como la creación de grasas hidrogenadas para su uso en la cocina y la producción de hidrocarburos a partir del carbón. Es una parte esencial de las moléculas de agua y puede separarse al utilizar una pequeña cantidad de electricidad. También se puede producir gas hidrógeno al utilizar algunos metales activos y ácidos fuertes. Ambos métodos son relativamente sencillos y te permitirán obtener gas hidrógeno.
Pasos
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Reúne los materiales necesarios. Para recolectar hidrógeno a través de la reacción de mezclar un ácido fuerte con un metal activo, necesitarás un matraz Erlenmeyer, un tapón de goma, tubos de plástico, agua destilada, tubos de ensayo, un recipiente grande, ácido clorhídrico (HCl) de tres molares y bolitas de magnesio o zinc. [1] X Fuente de investigación
- Un matraz Erlenmeyer es un matraz de vidrio que tiene un fondo cónico y un cuello cilíndrico. [2] X Fuente de investigación
- El tapón de goma es para la parte superior del matraz y necesita tener un agujero en el centro para que pase el tubo.
- El magnesio o el zinc funcionarán para este experimento; no necesitas ambos.
- Es posible que tengas que comprar algunos de estos suministros en línea o en una tienda de suministros de laboratorio.
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Usa el equipo de protección adecuado. Al trabajar con un ácido fuerte como el ácido clorhídrico, asegúrate de tomar las precauciones de seguridad adecuadas. El uso de una bata de laboratorio, guantes, zapatos cerrados y protección para los ojos es esencial. [3] X Fuente de investigación
- Las gafas deben envolver los lados de los ojos para protegerlos de las salpicaduras.
- Utiliza guantes que se ajusten correctamente para mantener una buena destreza en tus manos y dedos.
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Prepara el montaje experimental. Introduce un extremo del tubo en el orificio del tapón de goma. Es conveniente que el tubo atraviese todo el tapón de goma y sobresalga ligeramente por el extremo. Llena el recipiente grande con agua y coloca el extremo libre del tubo en el agua. Cuando el experimento comience, pondrás el tapón de goma en el matraz Erlenmeyer. [4] X Fuente de investigación
- Aparta estas piezas hasta que estés listo para usarlas.
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Sumerge el tubo de ensayo en el agua. Toma al menos un tubo de ensayo (puedes usar más si quieres recolectar más hidrógeno) y sumérgelo en el agua. Inclínalo para que todas las burbujas de aire puedan salir. Colócalo en la parte superior del tubo sumergido unido al tapón de goma en el extremo opuesto. [5] X Fuente de investigación
- Es esencial que todas las burbujas de aire sean eliminadas del tubo antes de comenzar. Si no lo están, el gas recogido en el tubo será algo más que hidrógeno.
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Agrega ácido clorhídrico al matraz Erlenmeyer. Añade suficiente ácido clorhídrico para llenar el matraz hasta la mitad. Unos 100 ml deberían ser suficientes. Asegúrate de que el matraz esté limpio y seco antes de añadir el ácido. Utiliza guantes de goma y ten cuidado al llenar el matraz.
- Ten cuidado de no derramar agua en el ácido. El agua añadida al ácido puede provocar una explosión y lesiones. [6] X Fuente de investigación
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Inicia la reacción química al agregar bolitas de metal al ácido clorhídrico. Añade un puñado de bolitas de zinc o magnesio al ácido clorhídrico en el matraz. La cantidad exacta que pongas no es importante, pero un puñado pequeño debería ser suficiente para iniciar la reacción.
- Después de agregar las bolitas, coloca el tapón en el matraz para que el sistema quede cerrado.
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Recolecta el hidrógeno en un tubo de ensayo sumergido. Al reaccionar el metal con el ácido, se produce gas hidrógeno. Este hidrógeno se desplaza hacia la parte superior del matraz, a través del tubo y hacia la probeta sumergida en el agua. El gas desplazará al agua y deberías ver cómo se forma una burbuja en la parte superior del tubo de ensayo. [7] X Fuente de investigación
- Cuando el tubo de ensayo se llene de hidrógeno, sumerge otro tubo con agua y colócalo sobre el tubo. Puedes recoger tanto hidrógeno como se produzca en la reacción.
- Mantén los tubos de ensayo orientados hacia abajo para evitar que el gas hidrógeno se escape al aire.
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Confirma que el gas es hidrógeno. Para confirmar que el gas es hidrógeno, puedes hacer lo que se llama la prueba de la tablilla. Enciende una cerilla y mantenla debajo del tubo. Oirás un "pop" o chirrido, que indica que hay hidrógeno. [8] X Fuente de investigaciónAnuncio
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Reúne los materiales necesarios. En este experimento, utilizarás la electricidad para separar los gases hidrógeno y oxígeno de las moléculas de agua. Para recolectar el hidrógeno gaseoso mediante electrólisis, necesitarás una batería de nueve voltios, un lápiz, dos tubos de ensayo, un recipiente de plástico, agua, bicarbonato de sodio, dos gomas elásticas grandes (opcional) y un clip para baterías con pinzas en el extremo.
- El lápiz debe tener grafito para que esto funcione. Un lápiz del número 2 es perfecto. Dos trozos pequeños de grafito también funcionarán para esto.
- Un pequeño recipiente de almacenamiento de alimentos o un tazón es suficiente.
- Asegúrate de que en el clip de la batería quepa una batería de 9 voltios y que tenga un cable rojo y otro negro con pinzas de cocodrilo en el extremo. Estas pinzas se utilizarán para conectar el sistema a la batería.
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Quita la goma de borrar del lápiz y rómpelo por la mitad. Necesitas dos trozos de grafito, uno para el extremo positivo de la batería y otro para el negativo. Afila los dos extremos de cada trozo de lápiz hasta obtener una punta. Asegúrate de que el grafito está bien expuesto.
- Puedes omitir este paso si ya tienes dos trozos de grafito puro.
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Envuelve dos bandas elásticas alrededor del recipiente en forma de X. Este paso es opcional, pero es una forma fácil de mantener los tubos de ensayo en su sitio mientras se realiza el experimento. Estira una goma elástica sobre el recipiente y estira una segunda goma elástica sobre él de forma que se cruce con la primera, formando una X. [9] X Fuente de investigación
- Si no utilizas gomas elásticas, asegúrate de sujetar los tubos de ensayo con cinta o cuerda para que permanezcan boca abajo durante el experimento.
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Haz una solución de bicarbonato de sodio y agua. Disolver el bicarbonato de sodio en agua ayudará a que la electricidad se conduzca en el sistema. La cantidad exacta de bicarbonato de sodio que se añada no es importante, pero aproximadamente una cucharadita por cada taza de agua debería ser suficiente. Revuelve hasta que esté completamente disuelto. [10] X Fuente de investigación
- Utiliza agua caliente para acelerar la disolución del bicarbonato.
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Llena el recipiente de plástico y los tubos de ensayo con la solución de bicarbonato de sodio. El recipiente debe ser lo suficientemente grande como para contener los dos tubos de ensayo. Añade suficiente solución para llenar el recipiente hasta tres cuartas partes. Sumerge los tubos de ensayo en la solución del recipiente y voltéalos. Coloca cada tubo en la cruz de la goma elástica X para mantenerlo en su sitio. [11] X Fuente de investigación
- Es muy importante que ambos tubos de ensayo estén completamente llenos de agua y no queden burbujas de aire.
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Conecta las pinzas cocodrilo al grafito. Toma una pinza del clip de la batería y fíjala al extremo de uno de los lápices. Asegúrate de que toque la mayor parte posible del grafito. Haz lo mismo con la pinza cocodrilo y el trozo de lápiz restantes. [12] X Fuente de investigación
- Un lápiz debe estar unido a la pinza roja y otro a la pinza negra.
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Desliza el extremo no sujetado del lápiz en el tubo de ensayo. Manteniendo el tubo de ensayo completamente sumergido, inclínalo un poco para que puedas deslizar el extremo no sujetado del lápiz dentro del tubo. Repite este proceso con el otro lápiz y el otro tubo de ensayo.
- En este punto, todo debería estar bajo el agua y debería haber un trozo de lápiz dentro de cada tubo de ensayo.
- Mantén el extremo del clip de la batería que se une a la misma fuera del agua.
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Conecta el clip de la batería a la batería de 9 voltios. Con todo preparado, ya estás listo para aplicar la electricidad proporcionada por la batería de 9 voltios. El extremo del clip de la batería debe sobresalir del recipiente, por lo que basta con conectar la batería en su lugar. Una vez colocada, deberías notar que las burbujas se elevan desde el extremo del grafito y flotan hacia la parte superior de cada tubo de ensayo. [13] X Fuente de investigación
- Si no ves que se produzcan burbujas, comprueba que las pinzas cocodrilo estén firmemente sujetas al grafito del lápiz. Además, comprueba que la batería esté completamente cargada.
- El tubo de ensayo con el cable negativo conectado al lápiz producirá hidrógeno, mientras que el tubo de ensayo conectado al cable positivo de la batería producirá oxígeno.
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Recolecta el hidrógeno y el oxígeno en los dos tubos de ensayo hasta que tengas unos cuantos centímetros de gas en cada tubo. Recuerda que el tubo conectado al extremo negativo de la batería tendrá el hidrógeno y el oxígeno estará en el tubo conectado al extremo positivo. Quita los tubos de ensayo del frasco, uno a la vez. Mantenlos boca abajo y deja que el agua salga. El gas en los tubos permanecerá allí aunque no puedas verlo.
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Prueba la presencia de hidrógeno. Puedes comprobar la presencia de hidrógeno al encender una cerilla y acercar la llama al gas. Si se trata de hidrógeno, emitirá un sonido "chirriante" muy claro. También puedes utilizar una vela encendida en vez de una cerilla. [14] X Fuente de investigación
- Para comprobar si hay oxígeno en el tubo de ensayo que estaba conectado al lado positivo de la fuente de energía, apaga una cerilla (o vela) encendida y coloca el extremo que aún brilla bajo el tubo de ensayo. Si la vela vuelve a encenderse, el oxígeno está presente.
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Advertencias
- Ten cuidado con el hidrógeno puro. Es altamente explosivo cuando se mezcla con el aire.
- Asegúrate de que todo el resto del aire se haya eliminado del equipo en el que estés recolectando el hidrógeno.
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Referencias
- ↑ http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/inorganic/faq/hydrogen-prep.shtml
- ↑ http://study.com/academy/lesson/erlenmeyer-flask-function-dimensions-quiz.html
- ↑ https://www.msdsonline.com/blog/health-safety/2014/09/10/hydrochloric-acid-hazards-safety-tips
- ↑ http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/inorganic/faq/hydrogen-prep.shtml
- ↑ http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/inorganic/faq/hydrogen-prep.shtml
- ↑ http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/safety/faq/always-add-acid.shtml
- ↑ https://www.youtube.com/watch?v=7KOnCfj0_JY
- ↑ https://chemstuff.co.uk/analytical-chemistry/tests-for-gases/
- ↑ https://www.youtube.com/watch?v=8CtOrF2ENJg
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