Tudo sobre Gases

TUDO SOBRE GASES
Tabela 1. Equipamentos para a obtenção de gases.
Estado físico dos reagentes
Líquido + líquido
Sólido + líquido
Sólido + sólido
Sólido
Modo de aquecimento
Aquecimento
Sem aquecimento
Aquecimento

Esquema do equipamento típico

3. Funil de gotejamento

4. Recipiente com a mistura reacional

5. Tampa com tubo de saída de gás

Opções de equipamentos típicos

Tabela 2. Obtenção de gases.

Gás
Reagentes, sua concentração e estado físico
Quantidade de reagentes
Condições de reação
Modo de aquecimento
Condições especiais

O2
KMnO4 (sólido)
1/5 do tubo de ensaio
Aquecimento
Calcinar
KClO3 (sólido)
Catalisador MnO2 (sólido)
1 parte em peso
3 partes
Aquecimento
Calcinar
KNO3 (sólido)
1/5 do tubo de ensaio
Aquecimento
Calcinar
KMnO4 (sólido)
H2SO4 – solução 10%
H2O2 – solução 3%
3 g
40 – 50 ml
60 – 70 ml
Sem aquecimento
Misture KMnO4 e H2SO4, e depois adicione H2O2

H2
H2SO4 solução 1:5
Zn (sólido)
2 – 3 ml
Algumas grânulos
Sem aquecimento

HCl solução 1:1
Zn (sólido)
2 – 3 ml
Algumas grânulos
Sem aquecimento

NaOH solução
Al (sólido)
2 – 3 ml
Algumas grânulos
Aquecimento
Se a reação for muito vigorosa, interrompa o aquecimento temporariamente

Cl2
MnO2 (sólido)
HCl concentrado (solução)
1 colher de sopa
10 – 15 ml
Aquecimento
Se a reação for muito vigorosa, interrompa o aquecimento temporariamente
Ca(OCl)2 (sólido)
HCl (solução)
1 colher de sopa
10 – 15 ml
Sem aquecimento
Seco
Ca(OCl)2
MnO2 (sólido)
NaCl (sólido)
H2SO4 solução 1:2
MnO2 + NaCl
1:1
Aquecimento
Misture MnO2 e NaCl 1:1, depois adicione H2SO4
HCl
NaCl (sólido)
H2SO4 solução 3:2
60 – 70 g (2 colheres de sopa)
80 – 100 ml
Aquecimento
Adicione o ácido à sal

NH3
NH4Cl (sólido)
Ca(OH)2 (sólido)
1 parte em volume
1 parte em volume
Aquecimento
Use Ca(OH)2 ligeiramente úmido

H2S
FeS (sólido)
H2SO4 solução 1:5
Sem aquecimento

S (pó)
Parafina (cavacos)
Colofônia (sólido)
1 parte em volume
1 parte em volume
1 parte em volume
Aquecimento

SO2
Cu (cavacos)
H2SO4 concentrado (líquido)
30 g
70 ml
Aquecimento
Se a reação for muito vigorosa, interrompa o aquecimento temporariamente
Na2SO4 (sólido)
(NaHSO3 ou Na2S2O3)
H2SO4 concentrado (líquido)
Sem aquecimento

S (sólido pó)
MnO2 (sólido)
9 g
12 g
Aquecimento

N2
Fe (sólido lascas)
KNO3 (sólido)
20 partes em peso
1 parte
Aquecimento

NaNO2 solução saturada
NH4Cl solução saturada
25 g de sal em 35 ml de água
20 g de sal em 55 ml de água
Aquecimento
Banho-maria. Adicione a solução de NaNO2 gota a gota à solução quente de NH4Cl

NO
Cu (sólido cavacos)
Solução 32% de HNO3 (1:1)
2-3 cavacos
3-5 ml
Sem aquecimento
Se a reação não ocorrer, aqueça a mistura para iniciar a reação

NO2
Cu (sólido cavacos)
Solução concentrada de HNO3
2-3 cavacos
2-3 ml
Sem aquecimento
Se a reação for fraca, aqueça a mistura

CO
NaHCO3 (sólido)
Solução concentrada de H2SO4
1 colher de chá
1 colher de chá
Sem aquecimento
Se a reação for fraca, aqueça a mistura para iniciar a reação
Solução de ácido fórmico
Solução concentrada de H2SO4
5 ml (densidade 1,2 g/ml)
20 ml (densidade 1,84 g/ml)
Sem aquecimento

CO2
CaCO3 (pedacinhos de mármore)
Solução de HCl 1:4
2-3 pedacinhos
2-3 ml
Sem aquecimento

MgCO3 (sólido)
1/5 do tubo de ensaio
Aquecimento
Calcinação

CH4
CH3COONa (sólido)
Cal virgem (NaOH + CaO)
1 parte
2 partes
Aquecimento
Primeiro calcine o acetato de sódio em um prato de porcelana para remover a água

Al4C3 (sólido)
H2O2 (solução)
Alguns pedaços
Sem aquecimento

C2H4
C2H5OH (solução)
H2SO4 concentrado
1 parte
3 partes
Aquecimento
Prepare a mistura de álcool e ácido com antecedência

C2H2
CaC2 (sólido)
Solução de H2SO4 1:3
3-4 pedaços
2-3 ml
Sem aquecimento
Em vez de ácido sulfúrico, pode-se usar água, mas a reação será muito vigorosa

Tabela 3. Identificação de gases.

Gás
Propriedades físicas
Propriedades químicas
cor
odor
solubilidade em água
toxicidade
solução de lacmo
queima ou sustenta a queima
descoloração da solução de KMnO4 (ácido com H2SO4)
outras reações características
O2
incolor

m

Sustenta a queima

Incendeia uma lâmina incandescente
C + O2 = CO2 + Q
N2
incolor

n

H2
incolor

n

Queima.
Explosivo com o ar.

Ao queimar, forma água:
2H2 + O2 = 2H2O
Reduz cobre de óxido:
CuO + H2 = Cu + H2O - Q
Cl2
Amarelo-esverdeado
+
p
+
Descolore

Azul da reação com o iodeto de amido
HCl
incolor
+
p
+
Vermelho

• Cl2↑
  Ag+ + Cl- = AgCl↓ precipitado branco. Formação de "fumaça branca" ao aproximar palito de vidro com amônia.
  NO
  incolor

m
+

2NO (incolor) + O2 = 2NO2 (marrom)
NO2
Marrom
+
p
+
Vermelho
Sustenta a queima
+
Resfriamento
2NO2 (marrom) ↔ N2O4 (incolor)
Aquecimento
NH3
incolor
+
p
+
Azul
Queima fracamente

Dissolução do precipitado:
Cu(OH)2 + 4NH3 = Cu[(NH3)4]OH solução azul brilhante

H2S
incolor
+
Ovo podre
m
+
Vermelho
Queima

• S↓
  Precipitado preto com Pb2+ ou Cu2+
  SO2
  incolor

p
+
Vermelho

Descolore a água de bromo.
Descolore a solução de fucsina (com aquecimento a cor se restaura)
CO2
incolor

m

Vermelho

A lâmina incandescente se apaga.
Solução de Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
CO
incolor

n
+

Queima com chama azul

Escurecimento da solução de amônia AgNO3

C2H2
incolor

Cheiro característico devido a impurezas
m
+
Narcótico

Queima com chama negra
+
Descolore a água de bromo.
Queima sem fuligem em oxigênio.
C2H4
incolor

m
+
Narcótico

Chama brilhante
+
Descolore a água de bromo.

CH4
incolor

n
+
Narcótico

Chama incolor

Tabela 4. Métodos de coleta de gases dependendo de suas propriedades.

Propriedades do gás
Características de coleta
Método de coleta
Esquema

M (gás) < M (ar)
Gás mais leve que o ar

Deslocamento do ar
(recipiente invertido)

M (gás) > M (ar)
Gás mais pesado que o ar

Deslocamento do ar
(recipiente com boca para baixo)

Gás insolúvel em água e não reage com ela

Coleta sobre a água
(deslocamento da água)

Gás venenoso

Deslocamento do ar
seguido de absorção do excesso

Tabela 5. Substâncias utilizadas para purificação (limpeza) e secagem de gases.

Gases
Purificação (lavagem)
Secagem
H2
Solução de KMnO4 (H2SO4)
H2SO4 concentrado
O2
Água
H2SO4 concentrado
Cl2
Água
H2SO4 concentrado
HCl
H2SO4 concentrado
H2SO4 concentrado
H2S
Água
CaCl2 (sem água) ou P2O5 (não H2SO4)
SO2
H2SO4 concentrado
H2SO4 concentrado
N2
H2SO4 concentrado e KOH
H2SO4 concentrado
NH3

Cal virgem (NaOH + CaO 1:2),
NaOH
CO
Solução alcalina
H2SO4 concentrado
CO2
Água
H2SO4 concentrado CuSO4 (sem água), CaCl2 (sem água)
NO
Solução alcalina
H2SO4 concentrado
NO2
H2SO4 concentrado
H2SO4 concentrado
CH4, C2H4
Água
H2SO4 concentrado

Tabela 6. Absorventes de gases.

Gases
Substância - Absorvente
Água
Solução de NaOH ou KOH
Outros
H2

O2

Solução alcalina de piragallol

Cl2
Parcialmente solúvel
Cl2 + H2O = HOCl + HCl

Cl2 + 2NaOH = NaOCl + NaCl + H2O

Carvão ativado
HCl
Bem solúvel
HCl + NaOH = NaCl + H2O
AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3
H2S
Mal solúvel em água fria
H2S + 2 NaOH = Na2S + 2H2O
Carvão ativado
SO2
SO2+H2O → H2SO3
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O
Carvão ativado
N2

NH3
NH3 + H2O = NH4+OH-

NH3 + ácidos → sal
CO

Solução amoniacal de cloreto de cobre (I)
CO2
CO2 + H2O → H2CO3
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
NO
Mal solúvel
NO + O2 + NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O
2NO + O2 = 2NO2
Carvão ativado
NO2
Bem solúvel em água fria (solução saturada – cor verde brilhante), reage totalmente com ela
4NO2 + H2O (frio) = 2HNO3 + N2O3
2NO2 + H2O (quente) = 2HNO3 + NO
2NaOH + NO2 = NaNO2 + NaNO3 + H2O
Carvão ativado
CH4

Queima = CO2 + H2O
C2H4

Solução de KMnO4, queima
C2H2

Solução de KMnO4, queima

Tabela 7. Armazenamento de gases.

Gás
Propriedades especiais do gás
Método de armazenamento
Gás
Propriedades especiais do gás
Método de armazenamento
H2
Inflamável, explosivo com o ar
Em recipiente bem fechado
NO2
Venenoso, sustenta a queima, solúvel em água e reage com ela
Em recipiente bem fechado
O2
Sustenta a queima, quase insolúvel em água
Gasômetro
N2
Não inflamável, insolúvel em água
Gasômetro
Cl2
Venenoso, sustenta a queima, parcialmente solúvel em água e reage com ela
Em recipiente bem fechado
NH3
Venenoso, bem solúvel em água
Em recipiente bem fechado
HCl
Venenoso, bem solúvel em água
Em recipiente bem fechado
CO
Venenoso, inflamável, insolúvel em água
Em recipiente bem fechado
CO + O2 = CO2
H2S
Venenoso, inflamável, solúvel em água com dificuldade
Em recipiente bem fechado
CO2
Solúvel em água com dificuldade e reage com ela
Em recipiente bem fechado
NO
Não queima, mal solúvel em água
Gasômetro
CH4
Inflamável, explosivo com o ar
Em recipiente bem fechado
SO2
Venenoso, solúvel em água e reage com ela
Em recipiente bem fechado
C2H4, C2H2
Inflamável, explosivo com o ar
Em recipiente bem fechado