L'idrogeno

[NaClO]

Buonasera a tutti.

Nel week-end non avevo nulla da fare,erano venuti a pranzo dai miei nonni e quindi ho fatto questo esperimento per stupirli un po',non avevano idea di come è fatta la fiamma dell'idrogeno e della reazione NaOH + Al.Ma passiamo ai fatti;

PARTE TEORICA

Elemento chimico, di simbolo H, numero atomico 1, peso atomico 1,00797, presente in natura, allo stato libero, in diversi gas naturali e nell’atmosfera (in tracce negli strati bassi, in percentuali crescenti in quelli più alti) e, allo stato combinato, nell’acqua, in numerosissimi composti inorganici (acidi, basi, sali acidi, ecc.) e in tutte le sostanze organiche: inodore, incolore, insapore e infiammabile, è il più leggero dei gas conosciuti e l’elemento più diffuso nell’universo; prodotto industrialmente (per es., con la distillazione secca dei carboni fossili, con l’elettrolisi dell’acqua), viene usato, fra l’altro, nella preparazione dell’ammoniaca, per l’idrogenazione dei grassi e dei carboni fossili, nell’industria petrolifera, e come propellente.

Chimica,struttura e proprietà

CAS: 1333-74-0

PM: 1,00794

Aspetto fisico: gas trasparente

P. eb.: -252,88 *C

P. f.: -259,13 *C

Solubilità (ml in 1000 ml): -acqua    18,2

                                          -etanolo  78

                                          -etere     119

Piccola curiosità sulla solubilità:l'idrogeno è più solubile in acqua a 10 *C che a 20 *C (fonte: vademecum di chimica)

                  

PARTE SPERIMENTALE

Norme di sicurezza

Durante tutto l’esperimento è necessario tenere guanti, camice e visiera, che proteggerà tutto il volto in caso di esplosione dell’apparecchio in vetro.L'idrossido di sodio è corrosivo,l'alluminio e l'idrogeno sono infiammabili e l'acqua distillata compone la maggior parte delle masse tumorali,quindi è cancerogena (  )

Reagenti

• Idrossido di sodio NaOH
  
• Foglio di alluminio Al
  
• Acqua Distillata H2O 
  

Attrezzature

• Beuta cono NS 29/32 300 ml
  
• Raccordo ad L con rubinetto cono NS 29/32
  
• Beaker 100 ml
  
• Asta di sostegno e relativi accessori
  
• Spatola da laboratorio
  
• Fiammiferi
  

Procedura sperimentale

1. Porre nella beuta cono NS 29/32 300 ml 2-3 spatole di idrossido di sodio NaOH, aggiungere circa 75 ml di acqua distillata H2O e mescolare fino a dissoluzione (attenzione!). Aspettare che la soluzione si freddi, dato che la dissoluzione dell’idrossido di sodio in acqua genera calore.
   
2. Assicurare la beuta all’asta di sostegno con una pinza a tre branche. Tagliare a piccoli pezzi un foglio di alluminio 40X60 cm ca.
   
3. Tenendo a portata di mano il raccordo ad L cono NS 29/32, iniziare a porre i pezzi di alluminio Al e porre il raccordo sul collo della beuta. Avverrà la reazione (1) (fig.1). Quando sta per terminare l’alluminio, aggiungerne del nuovo.
   
4. Dopo che sono passati 2 minuti ca., si può accendere la fiamma (attenzione! Se l’aria non è stata allontanata completamente, avverrà un ritorno di fiamma che farà esplodere l’apparecchio, perciò va usata la visiera.). Avverrà la reazione (2) (fig.2) (fig.3). Per verificarla, avvicinare un beaker alla fiamma e si noterà immediatamente la formazione di condensa.
   
5. Per spegnere la fiamma, basterà soffiarci sopra con una certa forza (attenzione! Se la reazione diventa troppo debole, il flusso di idrogeno sarà troppo debole ed entrerà aria, causando un ritorno di fiamma con seguente esplosione.).
   

Reazioni

(1)
2 NaOH + 2 Al + 6 H2O → 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2↑

(2)

H2 + O2 → 2 H2O + calore + luce

Conclusioni

La soluzione nella beuta diventa gradualmente scura, le pareti si ricoprono di un composto biancastro, l’alluminato di sodio Na[Al(OH)4].

L’idrogeno brucerà con fiamma gialla, molto calda e molto luminosa.
La combustione dell’idrogeno genera acqua, che condensa sulle pareti del beaker.
Fotografie (perdonatemi se fanno schifo,non sono capace)

                   

PS:lo schema della relazione l'ho preso dalle sintesi di ClaudioG.Invece,per pulire la beuta ho impiegato il famoso acido muriattico (il trevize sa perché questo nome...) e sabbia.Poi ho scosso molto energicamente.

[Mario]

Poveri nonni! Che rischio hanno corso.

Ma veniamo al dunque.
L'idrogeno che brucia con fiamma gialla? Non è che per caso l'aerosol che si librava dalla massa di reazione sia giunto fino all'imboccatura dell'ugello?

Il composto biancastro sulle pareti non credo sia l'alluminato, notoriamente solubile. Propendo per l'idrossido di magnesio, metallo prsente spesso nelle leghe di Al.

saluti
Mario

[luigi_67]

L'esperimento descritto è pericoloso, andrebbe evitato oppure condotto con tutte le precauzioni del caso, al fine di evitare danni in caso di esplosione, evento altamente probabile.

Per il discorso della fiamma gialla, sono d'accordo con Mario, probabilmente il gas si trascina dietro dell'aerosol che ti colora la fiamma.

Un saluto
Luigi

[Mario]

Dimenticavo un paio di cose NaClO.
Come mai ci sono due foto apparentemente uguali?
Cos'è stà grande novità, tanto che meritare una riga a riguardo, della maggiore solubilità dell'H2 a freddo. Forse conosce dei gas che si comportano diversamente?

saluti
Mario

[NaClO]

Poveri nonni! Che rischio hanno corso.
Infatti li ho fatti allontanare fino a che la fiamma non bruciasse con regolarità ed il flusso di idrogeno fosse regolare.Quando rifornivo l'alluminio spegnevo sempre la fiamma. 

Ma veniamo al dunque.
L'idrogeno che brucia con fiamma gialla? Non è che per caso l'aerosol che si librava dalla massa di reazione sia giunto fino all'imboccatura dell'ugello?
Ci avevo pensato,ma alla fine ho pensato che fosse sporco il raccordo,dato che lo ho usato per versarci NaHCO3;non sapevo che potesse raggiungere quel l'altezza e passare attraverso il foro del rubinetto (3-4 mm)

Il composto biancastro sulle pareti non credo sia l'alluminato, notoriamente solubile. Propendo per l'idrossido di magnesio, metallo prsente spesso nelle leghe di Al.
non avevo considerato questa possibilità.

saluti
Mario

Dimenticavo un paio di cose NaClO.
Come mai ci sono due foto apparentemente uguali?
errore mio,nell'inserire i codici non mi sono accorto che ne ho inseriti due uguali
Cos'è stà grande novità, tanto che meritare una riga a riguardo, della maggiore solubilità dell'H2 a freddo. Forse conosce dei gas che si comportano diversamente?
sinceramente io questa cosa non la sapevo,quindi ho pensato di metterla dato che non passano solo lettori esperti 

saluti
Mario

[-Sandro-]

Non sarebbe molto meno rischioso usare un apparecchio di Kipp? Oppure è considerata archeologia chimica?

[quimico]

Tra l'altro la "esperienza" è scritta male, con caratteri diversi, con neretto messo a caso.
Fa male alla vista.
Prima di scrivere attaccare il cervello.

[luigi_67]

Non sarebbe molto meno rischioso usare un apparecchio di Kipp? Oppure è considerata archeologia chimica?

Non è archeologia chimica, il kipp è usato anche oggi (quando lo si possiede) dato che per lo scopo per cui è costruito è sicuramente un metodo pratico per generare certi tipi di gas, ma anche utilizzando un kipp non si risolve il problema dell rischio di potenziali esplosioni.
Se c'è un ritorno di fiamma, questo può accadere indipendentemente se generi idrogeno con un kipp o con una bottiglia di coca cola.
Quello che si potrebbe fare è interporre un dispositivo che impedisca che l'eventuale ritorno di fiamma arrivi al reattore: mi viene in mente in prima battuta un sistema di gorgogliamento messo alla fine della linea: un eventuale ritorno si fermerebbe li, interroto dall'acqua e non potrebbe propagarsi indietro fino al reattore.
C'è comunque da fare attenzione ed evitare per quanto possibile l'utilizzo di meteriale in vetro, pericoloso qualora il recipiente dovesse rompersi.

Un saluto
Luigi

[TrevizeGolanCz]

NaClO hai mai bevuto qualche bibita gasata che era rimasta sotto al sole? Non usciva quasi tutto il gas appena aprivi la bottiglia?

Per Luigi: ti sei offeso per caso XD ??
Direi che la tua idea del sistema di gorgogliamento sia una valida soluzione.

[EdoB]

Non mi piace "attaccare" le persone come hanno fatto gli altri(non che la abbiano fatto con cattiveria) ma suggerisco anche io di evitare questa tecnica in quanto il rischio dell'esplosione é probabile. Se vuoi invece un'alternativa valida ed altrettanto(se non più) interessante fai gatgogliare H2 in acqua saponata. Ti bagni una mano, raccogli le bolle e le incendi. Per quando possa sembrare da pazzi è estremamente sicuro: la fiamma persiste per pochissimo tempo e l'acqua assorbe il calore generato. Per il colore della fiamma invece è di sicuro il sodio dell'idrossido che in quantità microscopiche riesce a colorare la fiamma invisibile dell'idrogeno.