El Hidrógeno

Química GeneralTabla Periódica Hidrógeno
 
El Hidrógeno:
  • Símbolo: H
  • Número Atómico: 1
  • Masa Atómica: 1,00794 u
  • Configuración Electrónica: 1 s1
  • Tipo de Elemento: No Metal
  • Grupo: Grupo 1 (IA) de la Tabla Periódica
  • Periodo: Periodo 1
  • Estados de Oxidación: +1 (-1 en los Hidruros)
  • Isótopos:
    • Protio 1H (es el isótopo más común)
    • Deuterio 2H (es estable, se puede obtener como subproducto de la electrólisis)
    • Tritio 3H (es radiactivo, emite radiación beta tranformándose en Helio)
  • Propiedades del Hidrógeno:
    • Es el elemento más abundante del universo. En la corteza terrestre es el 9º más abundante.
    • Existen más elementos de hidrógeno que de cualquier otro elemento
    • Es un gas incoloro, inodoro e insípido
    • Es muy poco soluble en agua
  • Compuestos de Hidrógeno:
    Localización del Hidrógeno en la Tabla Periódica
    • Hidruros: combinación de hidrógeno con átomos de metal o no metal. Suelen ser gases a temperatura ambiente y ser bases (Amoníaco NH3, Fosfina PH3, Arsina AsH3, Estibina SbH3...)
    Obtención del Hidrógeno:
    • Metodos de laboratorio: el interés que prima es la rapidez de obtención
      • Electrólisis del agua: se obtiene O2 y H2 en los electrodos:  
    2 H2O O2 + 2 H2
      • Desplazamiento del agua: aplicando un metal muy reductor que  descomponga el agua: 
    2 Na + 2 H2O H2 + 2 NaOH
      • Desplazamiento de ácidos: con metales capaces de sustituir el hidrógeno
    Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2
      • A partir de Hidróxidos: el aluminio es capaz de producir hidrógeno
    2 Al + 2 NaOH + 2 H2O 2 NaAlO2 + 3 H2
    • Métodos industriales: el interés que prima es el económico
      • A partir de Hidrocarburos: es el método más utilizado
        • A partir de metano del gas natural: CH4 + H2O CO + 3 H(900ºC + catalizadores)
        • Con otros hidrocarburos aplicando el mismo procedimiento: CnH2n+2 + n H2O n CO + (2n+1) H2
      • A partir de vapor de agua con carbono: reacción a altas temperaturas y usando catalizadores
    C + H2O CO + H(1000ºC)
    CO + H2 + H2O CO2 + 2 H(500ºC)
    Aplicaciones Industriales del Hidrógeno:
    • Síntesis de productos importantes: (amoníaco NH3, metanol CH3OH, gasolinas...)
    • Endurecimiento de las grasas: para conservar las grasas en estado sólido se hidrogenan (las margarinas por ejemplo son aceites hidrogenados)
    • Obtención de metales: se utiliza el hidrógeno para reducir óxidos metálicos difíciles de obtener por otras vías (MoO3, WO3)
    Aplicaciones Técnicas del Hidrógeno:
    • Soplete oxhídrico: herramienta de corte de metales a través de una llama de alta temperatura (hasta 2800ºC) producto de la reacción del hidrógeno con el oxígeno
    O2 + 2 H2 2 H2O
    • Soplete de hidrógeno atómico: a través de unos electrodos a alto voltaje, se hace separar la molécula de hidrógeno que luego se vuelve a unir liberando gran energía que permite alcanzar temperaturas de hasta 4000ºC. La ventaja de este método es que al no estar presente el oxígeno no se producen oxidaciones, haciendo que la soldadura sea más fuerte.
    H2 2 H (aplicando alto voltaje)
    2 H H2  (libera energía produciendo hasta 4000ºC)  
    Historia del Hidrógeno:
    • El hidrógeno no fue separado e identificado como elemento independiente del aire hasta el siglo XVIII por Cavendish (1766)
    • Etimológicamente procede del griego "hydrogenos" que significa generador de agua

    versión 2 (07/09/2015)