HIDROGENO

EL HIDRÓGENO

EL HIDRÓGENO: INTRODUCCIÓN









Es un no metal
Forma moléculas diatómicas H2
El elemento es menos reactivo
que los halógenos X2
Un átomo H tiene un único
electrón
Puede perderlo, para formar H+
Puede ganar otro, para formar
H-

11

H
H

1.00794
1.00794

11
1s
1s

H
H22

EL HIDRÓGENO: PROPIEDADES
Propiedades del hidrógeno
 

 
Z
PESO ATÓMICO
DENSIDAD (g/ml)
VOLUMEN MOLAR(ml)
PTO. DE FUSIÓN (K)
PTO. DE EBULLICIÓN (K)
CALOR DE VAPORIZACIÓN (Kj.mol-1)
POTENCIAL IONIZACIÓN (eV)
ENERGÍA DE HIDRATACIÓN H+ (Kcal.mol-1)
ENERGÍA DE ENLACE H-H (Kcal.mol-1)
RADIO COVALENTE EN H2 (Å)
ELECTROAFINIDAD (eV)
RADIO IÓNICO H- (en LiH, Å)
ELECTRONEGATIVIDAD DE PAULING
ABUNDANCIA % EN CORTEZA Y ATM.

H
1
1.0079
0.0700
28.6
13.957 a 54mm (pto. Triple)
20.39
0.903
13.54
269
104.20.3707
0.715
1.36
2.1
1

EL HIDRÓGENO: ISÓTOPOS

PROTIO H
1
H

DEUTERIO D
2
H

TRITIO T
3
H

1.0078

2.0141

3.0160

ABUNDANCIA
RELATIVA (%)

99.98

0.015

10-17

SPIN NUCLEAR

1/2

1

1/2

P.F. EN E2 (ºC)

-259.04

-254.27

-252.38

P.Eb. EN E2 (ºC)

-252.61

-249.73

-247.96

E. Dis. (kJ/mol)

438.88

443.35

446.90

PESO
ATÓMICO

EL HIDRÓGENO: ISÓTOPOS
DEUTERIO:
O-H SE ELECTROLIZA ANTES QUEO-D:
SEPARACIÓN D2O/H2O
TRITIO:
14
7

N +

1
0

n

14
6

C +

3
1

T

T1/2=12 años
4
2

6
3

1
0

Li + n

4
2

He +

3
1

T

0
-1

He + e ()
(Reactor nuclear)

EL HIDRÓGENO: ISÓTOPOS

H2O (s)
H2O (l)
H2O (l)
D2O (s)

EL HIDRÓGENO: EL ELEMENTO

EL ELEMENTO:
SE ENCUENTRA EN FORMA DE MOLÉCULA
DIATÓMICA

H2

INCOLORO, INODORO,

PRÁCTICAMENTE INSOLUBLE EN
AGUA
MUY PEQUEÑA ---- PUNTOS DE F Y Eb
MUYBAJOS
LANGMUIR ----- SOPLETE DE HIDRÓGENO

EL HIDRÓGENO: EL ELEMENTO

DOS ISÓMEROS DE SPIN NUCLEAR

ORTO
3

PARA
1

EL HIDRÓGENO: EL ELEMENTO

ORTO

Q
PARA

CATALIZADOR: C activo, Fe2O3

EL HIDRÓGENO: ESTADO NATURAL

Universo

Estrellas

H2 y H

Espacio interestelar

H

EL HIDRÓGENO: ESTADO NATURAL

Se emiten un electrón y
un neutrino

1. Se fusionan
dos protones
2. Un protón se
transmuta
en unneutrón,
formando
deuterio

3. El deuterio
fusiona
con otro protón
4. Se producen
núcleos de helio que
se fusionan

En el ciclo básico de fusión del
Hidrógeno, cuatro núcleos de
hidrógeno (protones) se unen
para formar un núcleo de Helio.
Es importante recordar que
esta fusión desprende energía
en el centro de una estrella.
Esta es la fusión que genera
energía
en
nuestro
Sol.
Conocemos
estaenergía
cuando sentimos calor en un día
de verano.
5. Se forma una
partícula
alfa y se liberan dos
protones
y mucha energía

EL HIDRÓGENO: ESTADO NATURAL

En la Tierra, parece que es
más interesante realizar otro
tipo de fusión para poder
obtener una fuente de
energía casi inagotable. Se
trata de la fusión del
Deuterio o, incluso mejor, de
la fusión de Deuterio con
Tritio.

FUSIÓN DE DEUTERIO
FUSIÓNDEUTERIO-TRITIO

EL HIDRÓGENO: ESTADO NATURAL

ITER TOKAMAK
REACTOR
EXPERIMENTAL
DE FUSIÓN
POR CONFINAMIENTO
MAGNÉTICO
Cadarache (FR) 2015

EL HIDRÓGENO: ESTADO NATURAL
LA TIERRA
Décimo elemento en peso más abundante de la
corteza terrestre
Como H2O cubre el 80 % de la superficie terrestre
Constituye el 70% del cuerpo humano
Compuestos orgánicos
Combustibles fósiles (petróleo, gas natural,etc.)
Estratosfera en forma atómica

EL HIDRÓGENO: OBTENCIÓN

EL HIDRÓGENO: OBTENCIÓN
OBTENCIÓN A ESCALA DE LABORATORIO.
Mn+ + H2
•M + H+
Zn + HCl
ZnCl2 + H2
•M + OHAl + NaOH

M(OH)n + H2
Na[Al(OH)4] + H2

•M + H2O
Na + H2O

M(OH)n + H2
NaOH + H2

•H- + H2O
LiH + H2O

OH- + H2
LiOH + H2

EL HIDRÓGENO: OBTENCIÓN

•ELECTROLISIS DEL AGUA
2 H+ + 2e2 OH- - 2eElectrolito: NaOH 25%
energía solar

Mejor:FC
H2O + FC*

H2
1/2O2 + H2O
2-2.5V electrodos de Ni ó Fe
FC*
H2 + O2 + FC

EL HIDRÓGENO: OBTENCIÓN
OBTENCIÓN A ESCALA INDUSTRIAL.
•REDUCCIÓN DE AGUA CON COQUE
1200ºC
H2O(g) + C
H2 + CO
2C + O2
2CO
Fe2O3
H2O + CO
CO2 + H2
CO2 + K2CO3(aq)

(+ N2 gas de síntesis)

2KHCO3(aq)

Problemas: presencia de S escasez de C

EL HIDRÓGENO: OBTENCIÓN
OBTENCIÓN A ESCALA INDUSTRIAL.
•REDUCCIÓN DE AGUA CON...