Hidrogênio

Hidrogênio

Historia

O alquimista Theophrastus Bombastus von Hohenheim, conhecido como “Paracelsus”, na manipulação de metais e ácidos produziu um ar explosivo ao qual ele inocentemente ignorava que fosse um elemento químico. Já em 1766, o químico Henry Cavendish identificou este gás como uma substância química individual, mas foi Antonie Lavoisier que nomeou de Hidrogênio o elemento em 1783, e descobriu a também assim posteriormente a formula da água.

Como pode ser obtido

Uma fonte comum de hidrogênio é a água, composta por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio (H2O), porem a fonte mais importante são as substâncias formadas principalmente de carbono e hidrogênio que são os compostos orgânicos, incluindo todas as formas de vida conhecidas, os combustíveis fósseis e o gás natural. O metano, produto da decomposição orgânica, está adquirindo uma crescente importância como fonte de hidrogênio.

O hidrogênio pode ser obtido de várias formas:

• Eletrólise da água; atualmente se investiga a fotólise da água (4% da produção mundial).

• Reação de hidrocarbonetos com vapor de água (96% da produção mundial).

• Ataque de metais com hidróxido de sódio, potássio.

• Ataque de metais (Zn e Al) com ácidos sulfúrico ou clorídrico.

Características

Características do hidrogênio

Nome, símbolo, número Hidrogênio, H, 1

Série química Não-metal

Grupo, período, bloco 1 ( IA ), 1 , s

Densidade, dureza 0,0899 kg/m3, não apresenta

Aparência e cor Incolor

Na temperatura ambiente é um gás diatômico (H2) inflamável, incolor, inodoro, insípido e insolúvel em água.O hidrogênio é um elemento químico de símbolo H, número atômico 1 (1 próton e 1 elétron) e com massa atômica 1 u.

Posição na tabela periódica

O hidrogênio (H) é o primeiro elemento da Tabela Periódica e apresenta características únicas.

A estrutura eletrônica do átomo de hidrogênio se assemelha com a dos metais alcalinos (Grupo 1) , com a dos halogênios e com os elementos do Grupo 14.

Abundancia do hidrogênio

O hidrogênio é o elemento mais abundante do universo. Segundo avaliações, o universo é constituído por 92% de hidrogênio e 7% de hélio, de modo que todos os demais elementos juntos representam apenas 1%. Entretanto, a quantidade de H2 na atmosfera terrestre é muito pequena, pois o campo gravitacional da terra é pequeno demais para reter um elemento tão leve. Apesar disso, um pouco de H2 é encontrado nos gases vulcânicos. Em contrapartida, o hidrogênio é o décimo elemento mais abundante da crosta terrestre (1520 ppm ou 0,152 % em peso). Também é encontrado em grandes quantidades na águas dos oceanos. Encontra-se em abundância nas estrelas e nos planetas gigantes gasosos.

Isótopos do hidrogênio

Os isótopos são os átomos de um mesmo elemento químico que possuem nº de massa diferente. A diferença nos números de massa decorre da quantidade diferente de nêutrons no núcleo. O hidrogênio encontrado na natureza é constituído por três isótopos: prótio 11H ou H, o deutério21H ou D, e o trítio31H ou T.

Suas aplicações

O hidrogênio pode ser usado em motores de combustão interna. Afinal, as células de combustível em desenvolvimento parecem que serão capazes de oferecer uma alternativa limpa e econômica aos motores de combustão interna. Industrialmente são necessárias grandes quantidades de hidrogênio, principalmente no processo de Haber para a obtenção de amoníaco, na hidrogenação de graxas e azeites e na obtenção de metanol. Outros usos que podem-se citar são:

• Produção de ácido clorídrico, combustível para foguetes, e redução de minerais metálicos.

• O hidrogênio líquido apresenta aplicações criogênicas, incluindo a investigação da supercondutividade.

• Devido à sua leveza era usado como gás de enchimento de balões e dirigíveis; após o desastre do dirigível Hindenburg abandonou-se em parte seu uso devido à sua grande inflamabilidade, mas continua a ser usado em lançamento de balões meteorológicos estratosféricos.

• O trítio é produzido nas reações nucleares e é empregado na construção de bombas de hidrogênio. Também se utiliza como fonte de radiação em pinturas luminosas e como marcador nas ciências biológicas.

• O deutério possui aplicações nucleares como moderador, como constituinte da água pesada.

Precauções

O hidrogênio é um gás extremamente inflamável no ar.

A energia necessária para inflamá-lo é muito pequena e em alguns casos, pode ocorrer auto-inflamação. Reage violentamente com o flúor e o cloro, especialmente com o primeiro, com o qual a reação é tão rápida e imprevisível que não se pode controlar. Também é perigosa sua despressurização rápida, já que diferentemente dos outros gases, a sua expansão acima de -40°C ocorre com aquecimento, podendo inflamar-se.

O hidrogênio se queima no ar com uma chama muito quente e quase invisível. A chama emite um calor muito pouco radiante e por isso mesmo não indica sua existência.

O hidrogênio era usado para encher balões, os chamados dirigíveis ou zepelins. Sendo assim, H2 foi usado no dirigível Hindenburg, o qual foi destruído em um incidente em pleno voo sobre New Jersey no dia 6 de maio de 1937.