Nuevo método para producción limpia y práctica 

de hidrógeno

Unos ingenieros han desarrollaron un nuevo método para producir hidrógeno de forma limpia, lo que podría constituir un avance clave para acabar con la dependencia que la civilización humana tiene hacia los combustibles fósiles, y evitar así los problemas derivados del agotamiento inexorable del petróleo y otros combustibles finitos, y las graves repercusiones medioambientales que tiene el uso generalizado de estos combustibles contaminantes.

El hidrógeno es muy abundante en la Tierra, aunque no en estado puro. Y extraer y almacenar hidrógeno molecular a fin de emplearlo como combustible para vehículos y en diversas aplicaciones industriales es caro y complicado. Otro obstáculo importante es que un subproducto de la mayoría de los métodos actuales para producir hidrógeno es el monóxido de carbono, tóxico para los humanos y los animales.

El equipo de la investigadora Titilayo "Titi" Shodiya, trabajando en el laboratorio del profesor Nico Hotz, en la Escuela Pratt de Ingeniería de la Universidad Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, ha demostrado en el laboratorio que, mediante un nuevo enfoque catalítico tecnológicamente nuevo es factible reducir los niveles de monóxido de carbono a casi cero.

Estos científicos también han demostrado que se puede producir hidrógeno a partir de ciertos tipos de procesamiento de combustible, a temperaturas mucho más bajas que mediante los métodos convencionales, lo cual ofrece una opción más práctica de producción de hidrógeno.

La meta final de esta línea de investigación es desarrollar un modo práctico y limpio de generar hidrógeno para su uso en células de combustible.

El grupo de investigación utilizó un método catalítico: usó nano partículas de oro y hierro para aumentar la velocidad de la reacción química. Este proceso genera subproductos no tóxicos como agua o dióxido de carbono.

Los métodos de limpieza de hidrógeno también usan nano partículas de oro y hierro como catalizadores.

El objetivo de formar hidrógeno es generar celdas combustibles que, mediante reacciones químicas, producir electricidad. Un modo práctico y amigable con el ambiente

Existe un gran interés en desarrollar y perfeccionar métodos sostenibles y no contaminantes de suministro energético sin utilizar combustibles fósiles.

Las células de combustible producen electricidad a través de reacciones químicas, la mayoría de las cuales normalmente involucran al hidrógeno. También muchos procesos industriales requieren el hidrógeno como un reactivo químico, y algunos vehículos están empezando a usar hidrógeno como una fuente primaria de combustible.

Con el nuevo método, el equipo de Shodiya ha conseguido producir hidrógeno de modo sistemático con menos del 0,002 por ciento (20 partes por millón) de monóxido de carbono.

1. Tema

Determinación de la solubilidad de los sólidos

2.  Marco teórico

La solubilidad es demasiado importante para el estudio de la química porque la solubilidad de cada sustancias varia según factores externo que mencionaremos a continuación.

La solubilidad es un tema que abarca mucho concepto en la cual analizaremos las principales solubilidad que se presenta en sustancias conocidas, y se debe conocer el concepto de solubilidad:

Solubilidad.- Medida de la capacidad de disolver una sustancia (soluto) en un determinado medio (solvente) a una temperatura determinada.

La solubilidad de un compuesto en un disolvente concreto y a una temperatura y presión dadas se define como la cantidad máxima de ese compuesto que puede ser disuelta en la disolución. En la mayoría de las sustancias, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura del disolvente. En el caso de sustancias como los gases o sales orgánicas de calcio, la solubilidad en un líquido aumenta a medida que disminuye la temperatura. En general, la mayor solubilidad se da en disoluciones cuyas moléculas tienen una estructura similar a las del disolvente.

Si dos líquidos se disuelven el uno al otro se dicen que son MISCIBLES y si no se disuelven el uno en el otro será INMISCIBLES y cuando una sustancia no parece disolverse  en un disolventes se dice que es INSOLUBLES

Y a continuación daremos a conocer daremos significado de las diferentes clase de sustancias que se presentan:

Solución saturada.- Cuando está en el punto máximo donde no puede recibir más soluto porque pasaría su capacidad de disolución. La solución está en equilibrio.

Sobresaturación.- Contiene más soluto del que puede existir en equilibrio a una temperatura y presión dada.

Cuando se añade un soluto a un disolvente, se alteran algunas propiedades físicas del disolvente. Al aumentar la cantidad del soluto, sube el punto de ebullición y desciende el punto de solidificación.

Factores que influyen a la solubilidad: El soluto y el solvente, la temperatura y la presión atmosférica.

Unidad de medida de la solubilidad:   ,  %de soluto

A medida que la temperatura aumenta, el movimiento de las particulas tambien se intensifican y aumenta el numero de iones que se desprenden de la red cristalina y quedan en libertad para entrar en la soluciones, a su mismo, es mas dificil que el cristal capture de nuevo los iones que regresan a su superficie porque se desplazan con mas rapidez, existen pocas excepciones a esta regla general de mayor solubilidad a temperatura altas, estudia la  curvatura como es del cloruro de sodio y del sulfato de sodio.

La concentraciones de las soluciones se clasifican en;

Criterio cualitativo

soluciones diluida

Soluciones concentradas

Soluciones saturadas

Soluciones sobre saturadas

Soluciones instauradas

criterio cuantitativo

Molaridad

Normalidad

Molalidad

Fraccion molar

Porcentaje de masa sobre masa

Porcentaje de masa sobre volumen

Parte por millón

 

3. objetivos generales

Determinar la solubilidad de los solido mediante el método establecido por el profesor y de acuerdo a la temperatura dada

4. objetivos específicos

Comprender cada paso a seguir para la experimentación de la solubilidad del nitrato de potasio

Desarrollar correctamente la formula a aplicar al momento de encontrar el porcentaje de solubilidad

Graficar la curva de solubilidad que se presenta por cada temperatura establecida

Estudiar el comportamiento de los solido especialmente las sales en el agua.

5. materiales y equipos

ítem	descripción	cantidad
01	Cápsula de porcelana	1
02	Vaso de precipitados de 100mL	1
03	Vaso de precipitados de 1000mL	1
04	Pipeta y pera	1
05	Balanza	1
06	Termómetro	1
07	Soporte universal	1
08	Agitador	1
09	Triangulo de metal	1
10	Malla	1
11	Mechero bunsen	1
12	Pinza de crisol	1
13	Frasco de Compuesto (sal KNO3)	#
14	Agua	#

6. PROCEDIMIENTOS

1. Pesar una capsula de porcelana con exactitud 0,1 g. Anotar como M1

2.  Introducir 10mL de agua en un vaso de 100mL, y añadir pequeñas cantidades de muestra (sal) agitando, hasta que ya no disuelva.

3. Insertar el pequeño vaso con solución en otro más grande (de 1000mL) con 3/4 partes de agua, para un baño maría.

4. Calentar con un mechero el vaso grande hasta la temperatura indicada por el profesor luego regulamos la llama del mechero de tal manera que la temperatura del baño de maría se mantenga constante, disponer de un termómetro.

5. Añadir más sal al vaso pequeño cuando el exceso de muestra se haya disuelto, agregue y agite hasta que permanezca constante un exceso muy visible en la soluciones y se llegue a la temperatura pedida.

6. Retirar el vaso constante la soluciones, agite fuerte para comprobar que el exceso no se disuelve, y registre la temperatura que deberá corresponder a la asignada o muy cercana

7. Verter inmediatamente la parte liquida (exceso de solido quedara en el vaso) en la capsula inicialmente pesada M1 y pesar el conjunto para obtener m2

8. Retirar el vaso de 1000ml del sistema de calentamiento y ubicar ahora la capsula constante soluciones para constante llama suave evaporar el solvente (agua) hasta la observación de un sólido blanco.

9. Apagar el mechero cuando empiece a fundirse el sólido, esperar a que enfrié el sistema para pesar la capsula constante soluto, trasladándola con unas pinzas de crisol a la balanza. Anotar la nueva masa m3.

10. Elaborar  la tabla de datos y efectuar los cálculos, para que los resultados obtenidos, sean anotados en un cuadro general dispuesto en la pizarra

11. Construir la curva de solubilidad

7. Resultados

1	(m1) Masa de la cápsula	43g
2	(m2) Masa de cápsula con solución	50.74g
3	(m3) Masa de cápsula con soluto	46.54g
4	Temperatura teórica (pedida)	55°C

Calculos para hallar el porcentaje de solubilidad

Masa de soluto = m3 – m1 = 46.54g- 43g= 3.54g

Masa de solvente = m2 – m3 = 50.74g – 46.54 g= 4.2g

Masa de soluto por 100g de solvente:

Se determinó hay un 84% DE SOLUBILIDAD

Cuadro de resultados general establecido por las temperatura

Equipo	Temperaturas (°C)		Masa de soluto (g)	Masa de solvente (g)	Masa de soluto por cada 100g de solvente (g soluto/100gH2O)
	Teórica	Experimental
A	Ambiente	32	3.4	10.1	33,66
C	35	36	4.6	9.79	46.98
D	40	41	5.2	9.40	55.31
F	45	46	5.7	8.70	64.35
G	50	51	5.4	7.08	76.19
H	55	56	3.54	4.2	84.20

100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100

8. análisis de resultado

Al seguir los pasos determinado por el profesor y tomando todas las precauciones yo y mi compañero con la temperatura dada por la Doctora: de 55 grado  llegamos al éxito de nuestro experimento donde una vez encontrado los valores experimentales y aplicando la fórmula de masa sobre masa llegamos al resultado de que nuestra sal de nitrato de potasio a una temperatura de 55 grado tiene un  porcentaje de solubilidad del 84% que es el aproximado a los valores establecido en los libros.

9. Recomendaciones y conclusiones

9.1 recomendaciones

·         Cuando se pase la solución a la cápsula, pasar sólo el líquido. No se requiere pasar todo el líquido ni mucho menos el exceso de soluto que está en el vaso.

·         La cápsula con solución saturada se debe pesar rápidamente, sin importar que esté caliente.

·       Evaporar el agua hasta que aparezca un sólido blanco.

·         Se debe trabajar en equipo para que así se llegue con éxito el experimento

9.2 Conclusiones

·       La solubilidad de un compuesto depende de la temperatura y la presión con la cual se trabaje.

·         La mayoría de las veces la solubilidad de un compuesto aumenta cuando aumenta la temperatura del disolvente.

·         Se dice que una solución está saturada cuando el soluto ya puede disolverse en el solvente.

·         Al evaporar una solución debe quedar sólo el soluto, ya que el que se evapora es el solvente.

10. Bibliografia

Libro: QUIMICA GENERAL                     Raymond Chang               Séptima edición

Libro de practica de laboratorio  Ing; Manuel Gavilanez

www.wikipedia.com

www.rincondelvago.com

libro de química 3 Ing: Manuel Gavilanez