Cuerpo simple, gaseoso, que entra en la composición del agua. (Elemento químico con símbolo H.)
- Número atómico: 1
- Masa atomica : 1.008 0
- Temperatura de fusión : – 259,14 ° C
- Temperatura de ebullición: – 252,87 ° C
- Densidad : 0,071 g / cm3
El hidrógeno fue identificado por Cavendish en 1766. El átomo de hidrógeno ordinario está formado por un solo protón, alrededor del cual gira un solo electrón. Además, se conocen dos isótopos de hidrógeno: deuterio y tritio.
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Propiedades físicas
Hidrógeno, formado por moléculas. H2, es un gas incoloro e inodoro; es el más ligero de todos los cuerpos, su densidad relativa al aire es de 0,07. Atraviesa, más rápido que cualquier otro gas, paredes porosas e incluso algunos metales rojos. Después del helio, es el gas más difícil de licuar. El hidrógeno ordinario es una mezcla de dos isómeros, elortohidrógeno y el parahidrógeno cuyas moléculas tienen diferentes estructuras. El átomo de hidrógeno a veces se ioniza en la forma H–(en los tubos de descarga), pero sobre todo en la forma H+, es decir, en forma de protón. No puede existir solo en una sustancia polarizable: se vuelve H3O+en el agua.
Propiedades químicas
Poco activo en frío, el hidrógeno emite numerosas reacciones cuando está caliente o en contacto con catalizadores. Elemento univalente, presenta un marcado carácter electropositivo. Se combina directamente con la mayoría de los no metales, así como con metales alcalinos y alcalinotérreos. Los halógenos aportan hidrácidos. Arde con una llama azul, y su mezcla con oxígeno, detonando al contacto con una chispa o espuma de platino, se emplea en el soplete de oxihidrógeno. El hidrógeno se combina con azufre caliente y nitrógeno presurizado (preparación de amoníaco). Particularmente ávido de oxígeno y cloro, puede reducir muchas de sus combinaciones. Reduce óxidos de azufre, nitrógeno, arsénico, etc. También reduce el monóxido de carbono en caliente, dando metano (en presencia de níquel), carburos saturados (síntesis de Fischer-Tropsch) o metanol (en presencia de ZnO). Las condiciones para la reducción mejoran cuando el cuerpo a reducir se coloca en el mismo medio donde se produce el hidrógeno (hidrógeno naciente, presumiblemente en forma atómica). Al soplar hidrógeno en un arco eléctrico, obtenemos elhidrógeno atómico de Langmuir, que reduce todos los óxidos y el frío se combina con la mayoría de los no metales.
Con los metales de transición, el hidrógeno da lugar a compuestos intersticiales, los átomos de hidrógeno se colocan en los huecos de la red cristalina. Por tanto, determinados metales pueden absorber grandes cantidades de hidrógeno: determinados hidruros metálicos son objeto de estudios para el almacenamiento de hidrógeno a bordo de vehículos en los que se utilizaría como combustible.
El elemento más abundante del Universo, el hidrógeno, no ocupa el primer lugar en la Tierra. El aire atmosférico contiene pequeñas cantidades (3 / 10.000 por volumen); en el estado de combinación, el hidrógeno aparece en el agua, en muchos cuerpos minerales y en todos los cuerpos orgánicos. Es a partir del hidrógeno que se forman los elementos más pesados en las estrellas, durante las reacciones termonucleares.
Preparación y usos
El hidrógeno se prepara industrialmente a partir del agua (electrólisis o reducción por carbono) o de mezclas de gases que lo contienen (gas natural, gas de horno de coque, gas de petróleo). El proceso se lleva a cabo principalmente mediante la descomposición catalítica de hidrocarburos (subproductos del craqueo del petróleo crudo) por vapor de agua. En el laboratorio, el hidrógeno suele prepararse mediante la acción del ácido clorhídrico diluido sobre el zinc.
El hidrógeno se ha convertido en un gas industrial importante. En estado libre, se utilizó durante mucho tiempo para inflar aerostatos; hoy se utiliza como materia prima en un gran número de operaciones químicas (síntesis de amoniaco y metanol, tratamientos petroquímicos).
El hidrógeno líquido se utiliza a menudo como combustible para la propulsión de lanzadores de naves espaciales. Producida por electrólisis del agua, podría constituir un vector energético del futuro.