Hidrógeno

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 se ha extendido ampliamente no solo en la Tierra, sino también en todo el Universo. Hay tres isótopos de hidrógeno: protio, masa 1, que se encuentra en más del 99,985% del elemento natural; deuterio, masa 2, que se encuentra en la naturaleza en un 0,015% aproximadamente, y tritio, masa 3, que aparece en pequeñas cantidades en la naturaleza, pero puede ser producido artificialmente por varias reacciones nucleares.

Usos: El uso más importante del hidrógeno es la síntesis de amoníaco. El uso de hidrógeno se está extendiendo rápidamente en el refinamiento de combustible, como la descomposición por hidrógeno (hidrocraqueo), y en la eliminación de azufre. Se consumen grandes cantidades de hidrógeno en la hidrogenación catalítica de aceites vegetales insaturados para obtener grasa sólida. La hidrogenación se utiliza en la fabricación de productos químicos orgánicos. Se utilizan grandes cantidades de hidrógeno como combustible para cohetes, en combinación con oxígeno o fluor, y como propulsor de cohetes propulsado por energía nuclear. El hidrógeno puede quemarse en motores de combustión interna. Las pilas de combustible de hidrógeno se están estudiando como una forma de proporcionar energía y se están llevando a cabo investigaciones sobre el hidrógeno como posible combustible importante en el futuro. Por ejemplo, se puede convertir a y desde electricidad a partir de biocombustibles, a partir de gas natural y 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 0 ° C y 1 atm. Su densidad relativa, comparada con la del aire, es de 0,0695. El hidrógeno es la más inflamable de todas las sustancias 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 acero quebradizo, lo que conduce a fallas en el equipo de proceso químico.

A temperatura normal, el hidrógeno no es una sustancia muy reactiva, a menos que se haya activado de alguna manera; por ejemplo, mediante un catalizador apropiado. A altas temperaturas es altamente reactivo.

Aunque en general es diatómico, el hidrógeno molecular se disocia en átomos libres a altas temperaturas. El hidrógeno atómico es un poderoso 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 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 de hidrógeno.

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

Efectos del hidrógeno en la salud

Efectos de la exposición al hidrógeno: Fuego: Extremadamente inflamable. Muchas reacciones pueden causar incendio o explosión. Explosión: Las mezclas de gas y aire son explosivas. Vías de exposición: La sustancia puede ser absorbida por el cuerpo por inhalación. Inhalación: Las altas concentraciones de este gas pueden causar un ambiente con deficiencia de oxígeno. Las personas que respiran un ambiente así pueden experimentar síntomas que incluyen dolores de cabeza, zumbidos en los oídos, mareos, somnolencia, inconsciencia, náuseas, vómitos y depresión de todos los sentidos. La piel de una víctima puede tener un color azul. En algunas circunstancias, puede ocurrir la muerte. No se espera que el hidrógeno produzca mutagenicidad, embriotoxicidad, teratogenicidad o toxicidad reproductiva. Las afecciones respiratorias preexistentes pueden agravarse por la sobreexposición al hidrógeno. Riesgo de inhalación: Al perder la contención, se alcanzará muy rápidamente una concentración dañina 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 que causan riesgo de incendio y explosión. Los catalizadores metálicos, como el platino y el níquel, mejoran en gran medida estas reacciones.

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

Primeros auxilios: Incendio: Cierre el suministro; si no es posible y no hay riesgo para el entorno, deje que el fuego se extinga por sí solo; en otros casos, apague con agua pulverizada, polvo, dióxido de carbono. Explosión: En caso de incendio: mantenga el cilindro fresco rociándolo con agua. Fuego de combate desde una posición protegida. Inhalación: Aire fresco, descanso. Es posible que se necesite respiración artificial. Derive a atención médica. Piel: Derivar para atención médica.

Efectos ambientales del hidrógeno

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

Estabilidad ambiental: el hidrógeno se produce naturalmente en la atmósfera. El gas se disipará rápidamente en áreas bien ventiladas.

Efecto en plantas o animales: Cualquier efecto en animales estaría relacionado con ambientes deficientes de oxígeno. No se prevé que se produzcan efectos adversos en la vida de las plantas, a excepción de las heladas producidas en presencia de gases en rápida expansión.

Efecto en la vida acuática: Actualmente no se dispone de pruebas sobre el efecto del hidrógeno en la vida acuática.

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