1. Reacción de metales con ácidos:
- Zinc y Ácido Clorhídrico: En este método, el zinc metálico reacciona con ácido clorhídrico (HCl) para producir gas hidrógeno. Los gránulos de zinc se añaden al ácido clorhídrico concentrado en un matraz de fondo redondo o en un tubo de ensayo. La reacción produce burbujas de gas hidrógeno que pueden recolectarse mediante el desplazamiento hacia arriba de aire o agua.
Zn(s) + 2HCl(ac) → ZnCl2(ac) + H2(g)
- Hierro y Ácido Sulfúrico: El hierro metálico también se puede utilizar para reaccionar con ácido sulfúrico (H2SO4) para producir gas hidrógeno. Esta reacción es más lenta en comparación con la reacción del zinc y HCl.
Fe(s) + H2SO4(ac) → FeSO4(ac) + H2(g)
2. Reacción de hidruros metálicos con agua:
- Los hidruros metálicos, como el borohidruro de sodio (NaBH4) o el hidruro de litio y aluminio (LiAlH4), reaccionan con el agua para producir gas hidrógeno. Este método es particularmente útil cuando se requiere gas hidrógeno seco.
NaBH4(s) + H2O(l) → NaBO2(s) + 4H2(g)
- LiAlH4(s) + 4H2O(l) → LiOH(ac) + Al(OH)3(s) + 4H2(g)
3. Electrólisis del agua:
- Otro método para producir gas hidrógeno es mediante electrólisis del agua. Este proceso implica hacer pasar una corriente eléctrica a través del agua, lo que hace que las moléculas de agua se dividan en gases de hidrógeno y oxígeno. La electrólisis se puede realizar utilizando equipos especializados como un voltímetro Hofman o un aparato de electrólisis más sofisticado.
2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)
4. Reformado con vapor de hidrocarburos:
- En entornos industriales, el gas hidrógeno suele producirse mediante el proceso de reformado con vapor. En este método, el gas natural (compuesto principalmente de metano, CH4) reacciona con vapor de alta temperatura en presencia de un catalizador, como níquel o platino. Este proceso convierte el metano en hidrógeno y dióxido de carbono.
CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3H2(g)
Estos son algunos de los métodos comunes para preparar gas hidrógeno en el laboratorio. La elección del método depende de factores como la escala de producción, la pureza del hidrógeno requerida y los requisitos experimentales específicos.
