1. Escreva as equações químicas balanceadas para três preparações industriais importantes do gás hidrogênio.

Passo 1

O enunciado pede para escrever as equações químicas balanceadas de três processos industriais de produção de gás hidrogênio. O conteúdo envolvido é estequiometria de reações químicas e principais rotas industriais de obtenção de \text{H}_2.

Passo 2

A rota mais importante é o reformamento a vapor do metano, em que o gás natural reage com vapor d’água em alta temperatura na presença de catalisador de níquel. A equação balanceada é:
\text{CH}_4 + \text{H}_2\text{O} \;\longrightarrow\; \text{CO} + 3\,\text{H}_2

Passo 3

Outra via clássica é a gaseificação de carvão (ou coque), em que o carbono sólido reage com vapor d’água formando gás de água (water–gas). A equação balanceada é:
\text{C} + \text{H}_2\text{O} \;\longrightarrow\; \text{CO} + \text{H}_2

Passo 4

Um método alternativo, usado também em grande escala, é a eletrólise da água pura ou levemente alcalina. Sob corrente elétrica, ocorre a decomposição da água em hidrogênio e oxigênio:
2\,\text{H}_2\text{O}(l) \;\longrightarrow\; 2\,\text{H}_2(g) + \text{O}_2(g)

Resposta

  1. Reformamento a vapor do metano:
\text{CH}_4 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{CO} + 3\,\text{H}_2
  1. Gaseificação de carvão:
\text{C} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{CO} + \text{H}_2
  1. Eletrólise da água:
2\,\text{H}_2\text{O}(l) \longrightarrow 2\,\text{H}_2(g) + \text{O}_2(g)

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