Características Del Hidrogeno

CARACTERÍSTICAS DEL HIDROGENO

1.1 Características:

El hidrógeno es el primer elemento de la tabla periódica, es un gas incoloro, no huele ni tiene color, está compuesto por moléculas diatómicas, es el número uno en la tabla periódica tanto en fila como en columna lo que nos indica que solo tiene una órbita y solo tiene un electrón en ella es por ello que se forman las moléculas diatómicas, su símbolo es la letra H y el hidrógeno se representa por H2 su número atómico es 1 y un peso atómico de 1.00797, tiene una densidad de

0.071g/ml su punto de ebullición es a -252.70C, su punto de fusión es de -259.20C.

Se convierte en líquido a presión atmosférica aproximadamente por debajo de los

20. 390K.y a 200K su densidad es de 76.4 kg/m3 que es 850 veces mayor que la del hidrogeno en condiciones normales lo que permite confinarlo en recipientes no muy voluminosos, y ahorrar espacio en su almacenamiento.

Es un gas difícilmente licuable (el más difícil después del helio), con la particularidad de que al expandirlo se calienta. Se transporta por tuberías y en contenedores a presión, su compresión es muy peligrosa, pues cualquier fuga puede ocasionar atmosferas explosivas. La licuación del hidrogeno puede hacerse con ayuda de nitrógeno líquido.

El isotopo del hidrógeno más común en la naturaleza, es conocido como protio, tiene un solo protón y ningún neutrón. El hidrógeno puede adquirir carga positiva convirtiéndose en un catión llamado hidron H+ o carga negativa convirtiéndose en un anión conocido como hidruro, H-.

Figura 1.1: átomo de hidrógeno

El hidrógeno es uno de los elementos más abundantes en todo el universo, constituyendo aproximadamente el 75% de la materia, uno de los principales elementos que constituyen el agua y de toda materia orgánica. Es el combustible para producir la energía que el sol emite a nuestro sistema solar; en el sol se producen reacciones de fusión en la que la enorme presión del centro, combinado con las altas temperaturas hacen que el hidrogeno se transforme en helio, produciéndose la energía que irradia gracias al hidrogeno que se quema.

Figura 1.2: hidrógeno como combustible del sol

El hidrógeno líquido es el elemento hidrógeno en estado líquido. Es comúnmente usado como combustible en la industria aeroespacial para impulsar sus motores, donde se suele abreviar como LH2, ya que en la naturaleza se encuentra en forma molecular H2. El hidrógeno líquido también es un método de preservación utilizado en la mayoría de los laboratorios criogénicos, al permitir congelar sustancias casi de inmediato sin dañar las células.

Figura 1.3: aplicación aeroespacial

Otra de las aplicaciones y objeto de estudio de esta investigación es la celda de combustible, la cual está diseñada para trabajar como una batería

convencional, alimentada con hidrógeno y oxígeno es capaz de producir electricidad, pero a diferencia de las baterías convencionales, seguirá produciendo electricidad en tanto no se agote el combustible.

Figura 1.4: esquema de una celda de combustible

También se utiliza para obtener la reacción de fusión que es una tecnología que trata de revolucionar la generación de energía ya que intenta imitar la reacción que se lleva a cabo en el sol que se trata de fusionar dos formas de átomos de hidrogeno el deuterio que se obtiene del agua del mar y el tritio que se puede obtener del litio. Lo que se pretende es unir los núcleos de deuterio y del tritio al unirse liberan una gran cantidad de energía, pero para lograr esto se necesita una gran cantidad de energía, en el sol se necesitan 15 millones de grados para que se fusionen pero una gran parte de esa energía la aporta la enorme presión a la que están sometidos, en Europa en el reino unido, se alcanzan 170 millones de grados por lo que ningún material podría soportar tal temperatura, así que lo que mantiene ese plasma es un campo eléctrico muy poderoso que mantiene el plasma. Esta tecnología lleva décadas en la cual están trabajando en conjunto varias naciones e invirtiendo miles de millones de dólares.

Actualmente se está construyendo el ITER al sur de Francia, se pretende que este reactor de fusión nuclear esté terminado para el 2018 y pueda estar en funcionamiento en la red eléctrica para el 2030 sin embargo no es seguro que esto se lleve a cabo, por la dificultad de esta tecnología es prácticamente una apuesta en la cual están involucrados muchos países y en la que se han invertido muchos recursos.

Figura 1.5: reactor de fusión nuclear

1.2 Descubrimiento

Hidrógeno del latín “hydrogenium” y este del griego antiguo hydro “agua” y genos “generador” que quiere decir “generador de agua”.

Fue formalmente descrito por primera vez por T. Von Hohenenheim (1493-

1541) fue un alquimista, médico y astrologo suizo fue conocido por que creía que había logrado obtener oro del plomo y por haberle dado al zinc su nombre.

Obtuvo el hidrógeno mezclando metales con ácidos fuertes pero no sabía que el gas inflamable generado por estas reacciones era el hidrógeno.

En 1671 Robert Boyle describió la reacción que se producía entre limaduras de hierro y ácidos diluidos que generaban hidrogeno gaseoso.

Fue hasta 1766 que Henrry Cavendish (1731-1810) físico químico británico nacido en Niza presenta ante la Royal Society los primeros

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