El hidrógeno en su estado ordinario es un gas incoloro, no metálico, inodoro, insípido e inflamable, además es soluble en agua. Existen otras formas de existencia del hidrógeno en la Tierra, pero también es el elemento más abundante en el universo.

Es el primer elemento de la tabla periódica y su símbolo es H. Es uno de los principales componentes del agua y de toda la materia orgánica.

Historia

El hidrógeno se encuentra en abundancia en las estrellas, ya que está ampliamente relacionado con su creación, también en los planetas gaseosos gigantes como Júpiter y Venus. Se dice que el hidrógeno constituye más del 70 % de la materia visible del universo.

El hidrógeno diatómico gaseoso, H2, fue el primero en ser producido de forma artificial, y el responsable fue el científico Theophrastus von Hohenheim.

Ya al año 1671 se realizó otras aportaciones en torno al H2. Robert Boyle describió cómo se crea el hidrógeno a partir de la reacción producida entre limaduras de hierro y ácidos diluidos.

Fue Antoine Lavoisier quien en 1783 daría el nombre a este elemento tomado del griego hydro (agua) y genes (generar).

En el siglo XX se usó el H2 para llenar los dirigibles y globos aerostáticos, pero, debido a la gran cantidad de accidentes producidos, se detuvo su uso y se empleó el helio (que no es inflamable).

El hidrógeno fue licuado por primera vez por James Dewar en 1898.

Composición del hidrógeno

El hidrógeno está compuesto de moléculas de gas diatómicas, H2, esto, en condiciones normales de temperatura y presión.

Su estructura atómica es algo simple respecto a la de otros elementos, tiene un solo protón y un solo electrón para el protio, que es su isótopo más abundante (99,98%). Los otros isótopos son: deuterio (0,02%) y el tritio, mismo que se puede producir artificialmente.

El H2 posee número atómico 1 y peso atómico de 1.00797 uma (masa molecular). El gas de hidrógeno tiene una densidad de 0,0899 kg/m3, punto de fusión de 14,025 K (−259 °C), punto de ebullición de 20,268 K (−253 °C) y punto de inflamabilidad de 255 K (−18 °C).

El resto de características son:

  • Grupo: 1
  • Periodo: 1
  • Aspecto: incoloro
  • Bloque: s
  • Densidad: 0.0899 kg/m3
  • Radio medio: 25 pm
  • Radio atómico: 53
  • Radio covalente: 37 pm
  • Radio de van der Waals: 120 pm
  • Configuración electrónica: 1s1
  • Electrones por capa: 1
  • Estados de oxidación: 1, -1
  • Óxido: anfótero
  • Estructura cristalina: hexagonal
  • Estado: gaseoso
  • Calor de fusión: 0.05868 kJ/mol
  • Presión de vapor: 209 Pa a 23 K
  • Temperatura crítica: 23,97 K
  • Presión crítica: 1,293·106 Pa
  • Volumen molar: 22,42×10-3m3/mol
  • Electronegatividad: 2,2
  • Calor específico: 1,4304·104J/(K·kg)
  • Conductividad eléctrica: – S/m
  • Conductividad térmica: 0,1815 W/(K·m)

Combustión

El dihidrógeno (gas hidrógeno) es altamente inflamable, se quema cuando existe un 4 % o más de H2 en el aire. La entalpía, es decir, su magnitud termodinámica, es −285.8 kJ/mol.

Cuando este elemento se mezcla con el oxígeno, en determinada cantidad, puede ocurrir una explosión. La combustión se produce rápidamente a una temperatura de 560 °C.

Lo curioso de esta eventualidad es que se necesitará de un detector de llamas para saber si existe una ignición formadas por concentraciones de este elemento y oxígeno, ya que es casi invisible a la vista.

Usos

Son muchos los usos que se le puede dar al hidrógeno en cualquiera de sus estados. A continuación, mencionaremos algunos de ellos:

  • Se usa para procesar combustibles fósiles.
  • En la fabricación de amoníaco para los productos de limpieza del hogar.
  • Es agente hidrogenante para producir metanol.
  • Convierte aceites y grasas no saturada insalubres en aceites y grasas saturadas.
  • Cuando la temperatura de sus tres estados: sólido, líquido y gaseosos, están en equilibrio (punto triple), se puede utilizar para calibrar algunos termómetros.
  • El isótopo que se crea de manera artificial, el tritio, se puede usar para crear bombas de hidrógeno y también funciona como fuente de radiación en pinturas luminosas.
  • Es empleado en la detección de fugas en plantas de fabricación de muchos productos, como envases de alimentos.
  • El H2 se ampliamente utilizado como refrigerante en generadores eléctricos.
  • En su estado gaseoso, se usa como un gas para protección en la soldadura de hidrógeno atómico.
  • Para producir ácido clorhídrico, mismo que se utiliza mucho en las industrias químicas.
  • El gas se utiliza para reducir muchos minerales metálicos.
  • Como componente del agua, se puede usar para producir este líquido.
  • Como impulsor de globos aeroestáticos y zepelines

Efectos sobre la salud

Los seres humanos estamos expuestos al hidrógeno en muchas ocasiones al ser uno de los elementos más encontrados en la naturaleza. Sin embargo, en ciertas circunstancias puede causarnos algún daño, como quemaduras por las llamas o explosión.

Además, es una sustancia altamente que se puede absorber por inhalación. Las personas pueden presentar dolor de cabeza, pitidos en los oídos, mareo, somnolencia, inconsciencia, náuseas, vómito y debilidad.

Ejemplos de hidrógeno

Productos que pueden ser creados con hidrógeno:

  • Hidrocarburos
  • Fertilizantes
  • Combustibles espaciales
  • Combustible para autos
  • Fusión controlada para generar electricidad

Ejemplos de alimentos con hidrógeno:

  • Pepino
  • Tomates
  • Espinacas
  • Lechuga
  • Apio
  • Calabacín
  • Coliflor
  • Sandía
  • Pomelo
  • Rábano

Ejemplos de compuestos covalentes que contienen H2:

  • Amoniaco (NH3)
  • Hidracina (N2H4)
  • Agua (H2O)
  • Peróxido de hidrógeno (H2O2)
  • Sulfuro de hidrógeno (H2S)