Voltar à Lista de Elementos

Hidrogênio foi reconhecido como uma substância distinta por Henry Cavendish em 1776. Diagrama de um átomo simples de hidrogênio.

Hidrogênio

Número atômico:	1	Rádio atômico:	120 pm (Van der Waals)
Símbolo Atómico:	H	Ponto de fusão:	-259.16 °C
Peso Atómico:	1.008	Boiling Point:	-252.879 °C
Configuração Electrónica:	1s1	Estados de oxidação:	-1, +1 (um óxido anfotérico)

História

Da palavra grega hydro (água), e genes (formando). O hidrogênio foi reconhecido como uma substância distinta por Henry Cavendish em 1776. Diagrama de um simples átomo de hidrogênio.

Hidrogênio é o mais abundante de todos os elementos do universo. Os elementos mais pesados eram originalmente feitos de átomos de hidrogênio ou de outros elementos que eram originalmente feitos de átomos de hidrogênio.

Fontes

Hidrogênio é estimado em mais de 90% de todos os átomos — três quartos da massa do Universo! Este elemento é encontrado nas estrelas, e desempenha um importante papel na alimentação do Universo através da reacção próton-protões e do ciclo carbono-nitrogénio. Processos estelares de fusão de hidrogênio liberam enormes quantidades de energia ao combinar hidrogênios para formar hélio.

Produção de hidrogênio só nos E.U.A. chega a cerca de 3 bilhões de pés cúbicos por ano. O hidrogênio é preparado por

• vapor sobre carbono aquecido,
• decomposição de certos hidrocarbonetos com calor,
• reação de hidróxido de sódio ou potássio sobre alumínio
• eletrólise da água, ou
• deslocamento de ácidos por certos metais.

O hidrogénio líquido é importante na criogenia e no estudo da supercondutividade, pois o seu ponto de fusão está apenas 20 graus acima do zero absoluto.

Trítio é prontamente produzido em reatores nucleares e é usado na produção da bomba de hidrogênio.

Hidrogênio é o componente primário de Júpiter e dos outros planetas gigantes a gás. A alguma profundidade no interior do planeta a pressão é tão grande que o hidrogênio sólidomolecular é convertido em hidrogênio sólido metálico.

Em 1973, um grupo de experimentadores russos pode ter produzido hidrogênio metálico a uma pressão de 2,8 Mbar. Na transição a densidade mudou de 1,08 para 1,3 g/cm3. Anteriormente, em 1972, emLivermore, Califórnia, um grupo também relatou um experimento similar no qual observaram um ponto de pressão-volume centrado a 2 Mbar. As previsões dizem que o hidrogênio metálico pode ser metastable; outros previram que seria um supercondutor em temperatura ambiente.

Compounds

Embora o hidrogênio puro seja um gás, nós encontramos muito pouco dele em nossa atmosfera. O gás hidrogênio é tão leve que, não combinado, o hidrogênio ganhará velocidade suficiente das colisões com outros gases que serão rapidamente ejetados da atmosfera. Na Terra, o hidrogênio ocorre principalmente em combinação com o oxigênio na água, mas também está presente na matéria orgânica, como plantas vivas, petróleo, carvão, etc. Ele está presente como o elemento livre na atmosfera, mas apenas menos de 1 ppm em volume. O mais leve de todos os gases, o hidrogênio se combina com outros elementos – às vezes de forma explosiva – para formar compostos.

Usos

Grandes quantidades de hidrogênio são necessárias comercialmente para a fixação de nitrogênio utilizando o processo de amônia Haber, e para a hidrogenação de gorduras e óleos. Também é usado em grandes quantidades na produção de metanol, na hidrodealquilação, hidrocraqueamento e hidrogenodessulfurização. Outros usos incluem combustível para foguetes, soldagem, produção de hidrocloroácidos, redução de minérios metálicos e enchimento de balões.

A potência de elevação de 1 pé cúbico de gás hidrogênio é de cerca de 0,07 lb a °C, 760 mm de pressão.

A célula de hidrogênio combustível é uma tecnologia em desenvolvimento que permitirá obter grandes quantidades de energia elétrica utilizando uma fonte de hidrogênio gás.

Consideração está sendo dada a toda uma economia baseada no hidrogênio solar e nuclear. A aceitação pública, o alto investimento de capital e o alto custo do hidrogênio com respeito aos combustíveis de hoje são apenas alguns dos problemas enfrentados por essa economia. Localizadas em regiões remotas, as usinas de energia eletrólise a água do mar; o hidrogênio produzido viajaria para cidades distantes por oleodutos. O hidrogênio livre de poluição poderia substituir o gás natural, a gasolina, etc., e poderia servir como agente redutor na metalurgia, no processamento químico, na refinação, etc. Também poderia ser usado para converter o lixo em metano e etileno.

Forms

Quite apartado dos isótopos, foi demonstrado que em condições normais a hidrogênio é uma mistura de dois tipos de moléculas, conhecidas como orto-hidrogênio e para-hidrogênio, que se distinguem uma da outra pelos giros de seus elétrons e núcleos.

O hidrogénio normal à temperatura ambiente contém 25% da forma para e 75% da forma ortofórmica. A forma ortofórmica não pode ser preparada no estado puro. Uma vez que as duas formas diferem em termos de energia, as propriedades físicas também diferem. Os pontos de fusão e ebulição do parahidrogênio são cerca de 0,1°C mais baixos do que os do hidrogênio normal.

Isótopos

O isótopo comum do hidrogênio, H, é conhecido como Protium, os outros dois isótopos são Deuterium (um próton e um nêutron) e Tritium (um próton e dois nêutrons). O hidrogênio é o único elemento cujos isótopos receberam nomes diferentes. Deutério e Trítio são ambos utilizados como combustível em reatores de fusão nuclear. Um átomo de deutério é encontrado em cerca de 6000 átomos de hidrogênio ordinários.

Deutério é usado como moderador para abrandar os neutrões. Os átomos de trítio também estão presentes, mas em proporções muito menores. O trítio é prontamente produzido em reatores nucleares e é utilizado na produção da bomba de hidrogênio (fusão). Também é usado como agente radioativo na fabricação de tintas luminosas e como traçador.