El Hidrógeno, sus usos y propiedades

El hidrógeno es el primer elemento de la tabla periódica. En condiciones normales es un gas incoloro, inodoro e insípido, formado por moléculas diatómicas, H2. El átomo de hidrógeno, símbolo H, está formado por un núcleo con una unidad de carga positiva y un electrón. Su número atómico es 1 y su peso atómico 1.00797 g/mol.

Es uno de los principales compuestos del agua y de toda la materia orgánica, y está ampliamente difundido no sólo en la Tierra sino también en todo el Universo. Existen tres isótopos de hidrógeno: el protótopo, masa 1, que se encuentra en más del 99,985% del elemento natural; el deuterio, masa 2, que se encuentra en la naturaleza en un 0,015% aproximadamente, y el tritio, masa 3, que aparece en pequeñas cantidades en la naturaleza, pero que puede ser producido artificialmente por diversas reacciones nucleares.

Usos del hidrógeno

El uso más importante del hidrógeno es la síntesis de amoníaco. El uso del hidrógeno se está extendiendo rápidamente en el refinamiento del combustible, como la descomposición por hidrógeno (hidrocraqueo), y en la eliminación de azufre.Usos del hidrógeno

Enormes cantidades de hidrógeno se consumen en la hidrogenación catalítica de aceites vegetales insaturados para obtener grasas sólidas. La hidrogenación se utiliza en la fabricación de productos químicos orgánicos. Enormes cantidades de hidrógeno se utilizan como combustible para cohetes, en combinación con oxígeno o flúor, y como propulsor de cohetes propulsado por energía nuclear.

El hidrógeno puede ser quemado en los motores de combustión interna. Las pilas de combustible de hidrógeno se están estudiando como una forma de proporcionar potencia y se están llevando a cabo investigaciones sobre el hidrógeno como posible combustible principal en el futuro. Por ejemplo, puede convertirse en electricidad a partir de biocombustibles, a partir de y hacia el gas natural y el gasóleo, teóricamente sin emisiones de CO2 ni de productos químicos tóxicos.

Propiedades

El hidrógeno común tiene un peso molecular de 2.01594 g. Como gas tiene una densidad de 0,071 g/l a 0ºC y 1 atm. Su densidad relativa, comparada con la del aire, es de 0,0695. El hidrógeno es la sustancia más inflamable de todas las conocidas. El hidrógeno es ligeramente más soluble en disolventes orgánicos que en agua. Muchos metales absorben hidrógeno. La absorción de hidrógeno por el acero puede resultar en un acero quebradizo, lo que lleva a fallas en el equipo de proceso químico.

A temperatura normal, el hidrógeno es una sustancia poco reactiva, a menos que se haya activado de alguna manera; por ejemplo, mediante un catalizador adecuado. A altas temperaturas es altamente reactivo.propiedades del hidrógeno

Aunque en general es diatómico, el hidrógeno molecular se disocia en átomos libres a altas temperaturas. El hidrógeno atómico es un potente agente reductor, incluso a temperatura ambiente. Reacciona con los óxidos y cloruros de muchos metales, como la plata, el cobre, el plomo, el bismuto y el mercurio, para producir metales libres.

Reduce algunas sales a su estado metálico, como los nitratos, nitritos y cianuro de sodio y potasio. Reacciona con una serie de elementos, metales y no metales, para producir hidruros, como NAH, KH, H2S y PH3. El hidrógeno atómico produce peróxido de hidrógeno, H2O2, con oxígeno.

El hidrógeno atómico reacciona con compuestos orgánicos para formar una mezcla compleja de productos; con etileno, C2H4, por ejemplo, los productos son etano, C2H6, y butano, C4H10. El calor liberado cuando los átomos de hidrógeno se recombinan para formar las moléculas de hidrógeno se utiliza para obtener altas temperaturas en la soldadura atómica por hidrógeno.

El hidrógeno reacciona con el oxígeno para formar agua y esta reacción es extraordinariamente lenta a temperatura ambiente; pero si es acelerada por un catalizador, como el platino, o una chispa eléctrica, está hecha con violencia explosiva.

Efectos del hidrógeno sobre la salud

Efectos de la exposición al hidrógeno

Incendio: Extremadamente inflamable. Muchas reacciones pueden causar fuego o explosión.

Explosión: Las mezclas de gas/aire son explosivas.

Vías de exposición: La sustancia puede ser absorbida por el organismo por inhalación.

Inhalación: Las altas concentraciones de este gas pueden causar un ambiente con deficiencia de oxígeno. Los individuos que respiran tal atmósfera pueden experimentar síntomas que incluyen dolores de cabeza, zumbidos en los oídos, mareos, somnolencia, inconsciencia, náuseas, vómitos y depresión de todos los sentidos.

Efectos del hidrógeno sobre la salud La piel de la víctima puede tener un color azul. Bajo algunas circunstancias, puede ocurrir la muerte. No se espera que el hidrógeno cause mutagenicidad, embriotoxicidad, teratogenicidad o toxicidad reproductiva. Las afecciones respiratorias preexistentes pueden verse agravadas por la sobreexposición al hidrógeno.

Riesgo de inhalación: En caso de pérdida de la contención, se alcanzará muy rápidamente una concentración nociva de este gas en el aire.

Peligros físicos: El gas se mezcla bien con el aire, las mezclas explosivas se forman fácilmente. El gas es más ligero que el aire.

Peligros químicos: El calentamiento puede causar combustión violenta o explosión. Reacciona violentamente con aire, oxígeno, halógenos y oxidantes fuertes causando peligro de incendio y explosión. Los catalizadores metálicos, como el platino y el níquel, mejoran enormemente estas reacciones.

Las altas concentraciones en el aire causan una deficiencia de oxígeno con el riesgo de pérdida del conocimiento o muerte. Compruebe el contenido de oxígeno antes de entrar en el área. No hay advertencia de olor si hay concentraciones tóxicas presentes. Medir las concentraciones de hidrógeno con un detector de gas adecuado (un detector de gas inflamable normal no es adecuado para este fin).

Primeros auxilios

Incendio: Cortar el suministro; si no es posible y no hay riesgo para el entorno, dejar que el fuego se extinga por sí solo; en otros casos, extinguir con agua pulverizada, polvo, dióxido de carbono.

Explosión: En caso de incendio: mantener el cilindro frío rociándolo con agua. Combatir el fuego desde una posición protegida.

Inhalación: Aire fresco, descanso. Puede ser necesaria la respiración artificial. Derivar para recibir atención médica.

Piel: Derivar para recibir atención médica.Efectos ambientales del hidrógeno

Efectos ambientales del hidrógeno

El hidrógeno en el medio ambiente: El hidrógeno forma el 0,15 % de la corteza terrestre, es el principal componente del agua. 0,5 ppm de hidrógeno H2 y proporciones variables como vapor de agua están presentes en la atmósfera. El hidrógeno es también un componente importante de la biomasa, constituyendo el 14% en peso.

Estabilidad ambiental: el hidrógeno se encuentra de forma natural en la atmósfera. El gas se disipará rápidamente en zonas bien ventiladas.

Efecto sobre plantas o animales: Cualquier efecto en los animales estaría relacionado con los ambientes con deficiencia de oxígeno. No se prevé que ocurra ningún efecto adverso a la vida de la planta, excepto por las heladas producidas en presencia de gases de rápida expansión.

Efecto sobre la vida acuática: Actualmente no hay pruebas disponibles sobre el efecto del hidrógeno en la vida acuática.

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