Hidrógeno

• Hidrógeno
• El hidrógeno es un elemento químico representado por el símbolo H y número atómico 1. En condiciones normales de presión y temperatura, es un gas diatómico inodoro, insípido, no metálico y altamente inflamable. Wikipedia
Símbolo: H
Número atómico: 1
Radio de Van der Waals: 120 pm
Configuración electrónica: 1s1
Masa atómica: 1,00794 ± 0,00001 u
Descubridor: Henry CavendishMuchas gracias a todos mis amigos por sus mensajes de felicitaciones por mi cumple, lo pasé genial, los quiero.
Obtención y producción
El H2 se obtiene en laboratorios de Química y de Biología, a menudo como subproducto de otras reacciones; en la industria se obtiene para la hidrogenación de sustratos insaturados; y en la naturaleza como medio para expeler equivalentes reductores en lasreacciones bioquímicas.
Síntesis en laboratorio
En el laboratorio, el H2 suele obtenerse por la reacción de ácidos con metales, tales como el zinc.
Zn + 2 H+ → Zn2+ + H2
En el caso del aluminio, no sólo se genera H2 cuando es tratado con un ácido, sino que también lo hace cuando se le trata con una base:
2 Al + 6 H2O → 2 Al(OH)3 + 3 H2
La electrolisis del agua es un método simple de producirhidrógeno, aunque el gas resultante posee necesariamente menos energía de la requerida para producirlo. Una corriente de bajo voltaje atraviesa el agua, formándose oxígeno gaseoso en el ánodo e hidrógeno gaseoso en el cátodo. Generalmente, cuando se produce hidrógeno que va a ser almacenado se emplea un cátodo de platino o de algún otro metal inerte. Por el contrario, si el hidrógeno va a ser consumido insitu, es necesaria la presencia de oxígeno para que se produzca la combustión y se procura que ambos electrodos (tanto ánodo como cátodo) sean de metal inerte (si se empleara un metal no inerte, por ejemplo el hierro, éste se oxidaría y disminuiría la cantidad de oxígeno que se desprende). La máxima eficiencia teórica (electricidad empleada frente al valor energético del hidrógeno generado) es deentre un 80% y un 94%.[11]
2H2O(aq) → 2H2(g) + O2(g)
En el año 2007 se descubrió que una aleación de aluminio y galio en forma de pastilla añadida al agua puede emplearse para obtener hidrógeno.[12] El proceso también produce óxido de aluminio(III), pero el galio (que posee un elevado precio), que previene la formación de una capa de óxido en la superficie de la pastilla, puede reutilizarse.Este descubrimiento tiene importantes implicaciones en la economía del hidrógeno, ya que éste puede sintetizarse in situ fácilmente y no necesita ser transportado.
Síntesis industrial
El hidrógeno puede obtenerse de distintas maneras, pero las más económicas implican su extracción a partir de hidrocarburos. El hidrógeno comercial se produce generalmente mediante el reformado con vapor del gasnatural.[13] Este proceso consiste en la reacción de una corriente de vapor de agua con metano para originar monóxido de carbono e hidrógeno, a una temperatura de entre 700 °C y 1100 °C.
CH4 + H2O → CO + 3 H2
Esta reacción está favorecida a bajas presiones, sin embargo, se lleva a cabo a altas presiones (20 atm) ya que el H2 de alta presión es el producto más comercializable. La mezcla producto seconoce como "gas de síntesis" porque a menudo se usa directamente para la producción de metanol y otros compuestos relacionados. A parte del metano, pueden usarse otros hidrocarburos para generar el gas de síntesis con distintas proporciones de los componentes productos. Una de las complicaciones que se presenta en esta tecnología altamente optimizada es la formación de coque o carbón:
CH4 → C + 2H2
Para evitarlo, el reformado con vapor suele emplear un exceso de H2O.
Puede recuperarse hidrógeno adicional en este proceso a partir del monóxido de carbono, mediante una reacción de desplazamiento del agua gaseosa, especialmente con un catalizador de óxido de hierro. Esta reacción también se emplea industrialmente como fuente de dióxido de carbono:[13]
CO + H2O → CO2 + H2
Otros métodos...