01 hidrogeno
- 1. HIDRÓGENO 2
- 2. ÍNDICE CARACTERÍSTICAS GENERALES ISÓTOPOS ESTADO NATURAL PROPIEDADES MAGNÉTICAS Y REACTIVIDAD OBTENCIÓN APLICACIONES
- 3. CARACTERÍSTICAS GENERALES ETIMOLOGÍA Del griego hydor (agua) y gennao (engendrador) =creador de agua debido a que al quemarlo originaba agua DESCUBRIDOR Henry Cavendish en 1776 10 de octubre de 1731, Niza, Francia-24 de febrero de 1810, Londres, UK)
- 4. CARACTERÍSTICAS GENERALES Las estrellas brillan porque están convirtiendo grandes cantidades de hidrógeno en helio Nuestro sol consume 600 millones de toneladas de hidrógeno por segundo y las convierte en 596 millones de toneladas de helio Es el más ligero de los gases, más que el helio Por ello y por ser más barato, se utilizó en globos y naves áreas dirigibles como el Hindenburg (que se incendió en un aterrizaje)
- 6. CARACTERÍSTICAS GENERALES CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA 1s1 ESTADOS DE OXIDACIÓN +1 -1 Electrones que cede o gana un átomo VALENCIA 1 Enlaces que forma el átomo
- 7. REACTIVIDAD La energía de ionización del átomo de hidrógeno es muy elevada por lo que: Es difícil que pierda el electrón 1s1 Sin embargo, en ciertas condiciones: Se genera un protón H+ Esta especie no es estable en fase líquida Se conocen especies químicas que contienen asociadas un protón como el H3O+ El átomo de hidrógeno presenta mas afinidad por los electrones, formando el anión hidruro (H-)
- 8. CARACTERÍSTICAS GENERALES GAS PARAMAGNÉTICO MUY INESTABLE Y MUY VOLÁTIL COMPENSACIÓN PARAMAGNETISMO FORMACIÓN MOLÉCULA H2 1s2 GANANCIA 1e- H- (hidruro) COMPARTIR 1e- Enlace covalente DA LUGAR A COMBINACIONES: IÓNICAS (hidruros H-) MOLECULARES (hidruros enlace covalente) METÁLICOS
- 9. ISÓTOPOS MASA SÍMBOLO ABUNDANCIA NOMBRE 1 H 99,8 % PROTIO 2 D 0,015% DEUTERIO 3 T 10-18 (trazas)% TRITIO
- 10. ISÓTOPOS Masa atómica: 1,0079 2,0141 3
- 11. ESTADO NATURAL MOLÉCULA DIATÓMICA H2 GAS INCOLORO NO POLAR MEZCLA H2 D2 HD σs2 INSOLUBLE EN AGUA POCO ABUNDANTE EN LA ATMÓSFERA EN LA CORTEZA: 0,15 % en masa PUESTO 10 POR ABUNDANCIA ESTÁ COMBINADO NO ES UNA MATERIA PRIMA PROBLEMÁTICA DE OBTENCIÓN PARA SUS APLICACIONES
- 12. ESTADO NATURAL ESTRELLAS El Sol tiene aproximadamente un 75% de hidrógeno. Este hidrógeno (mezcla de sus isótopos H, D, T), está en forma de PLASMA Por fusión termonuclear en el Sol, dos núcleos de hidrógeno se unen para formar helio, liberando gran energía que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética
- 13. ESTADO NATURAL
- 14. ESTADO NATURAL COMBINADO El hidrógeno es bastante común en la naturaleza En el agua constituye el 11 % de su peso total El cuerpo humano, que es aproximadamente dos terceras partes de agua, tiene un 10% de hidrogeno en peso Forma parte esencial de todos los organismos animales y vegetales, en los cuales entra en combinación con oxígeno, nitrógeno, carbono, etc. Además, es un constituyente importante del petróleo y de los gases combustibles naturales
- 15. ESTADO NATURAL
- 16. PROPIEDADES MAGNÉTICAS H2 DIAMAGNÉTICO ESPÍN ELECTRONES DIAMAGNÉTICO O PARAMAGNÉTICO ESPÍN PROTONES (nuclear) paramagnético orto hidrógeno diamagnético para hidrógeno HAY UNA MEZCLA DE o y p-H2 Que depende de la temperatura Bajas T +estable para hidrógeno (estado de menor energía) Altas T +estable orto hidrógeno T ambiente: 75 % orto/25% para
- 17. REACTIVIDAD POCO REACTIVO ELEVADA E enlace: 436,4 kJ/mol NO POLAR REACCIONA a T ambiente: Elementos muy electronegativos: Flúor EN PRESENCIA CATALIZADORES Ni, Pd, Pt (absorben H2 en su red) ACCIÓN DE LA LUZ ELEVACIÓN TEMPERATURA (local) Ej. FORMACIÓN DE H2O TODO ESTO HACE QUE EL HIDRÓGENO SE COMBINE CON TODOS LOS ELEMENTOS QUÍMICOS (SALVO CON EL GRUPO 18)
- 18. OBTENCIÓN INDUSTRIAL A PARTIR DEL METANO Es el método mas empleado hoy en día (alrededor del 70%) La conversión del metano se puede efectuar con vapor de agua sobre un catalizador según las reacciones endotérmicas siguientes: CH4 + H2O CO + 3H2 CH4 + 2H2O CO2 + 4H2
- 21. OBTENCIÓN LABORATORIO ZINC EN MEDIO ÁCIDO Zn + 2H+ Zn2+ + H2 (2H) HCl o H2SO4 METAL ALCALINO EN AGUA Na + H2O Na+ + OH- + H ALUMINIO EN ÁLCALI Al + 2OH- AlO2 - + H2 HIDRURO IÓNICO EN AGUA H- + H2O OH- + H2
- 22. APLICACIONES HIDRÓGENO Llavero y reloj de tritio El tritio tiene un protón y dos neutrones. Cuando pierde un neutrón, se libera un electrón y un anti-neutrino El electrón se dirige al fosforescente y lo activa, produciendo un color Así, de forma continua, durante unos 20 años El color depende del material fosforescente
- 23. APLICACIONES Obtención del amoníaco N2 + 3H2 2NH3 Obtención de metanol CO + 2H2 CH3OH Hidrogenación de ácidos grasos Insaturados saturados Transformación industrial de aceites en grasas sólidas Ácidos grasos trans (margarina sólida). Elevan el colesterol Reducción de óxidos metálicos Obtención metales Hidrogenación sustancias orgánicas Reducir grupos funcionales oxigenados Adición a dobles y triples enlaces
- 25. APLICACIONES PILA DE HIDRÓGENO TECNOLOGÍA ALTERNATIVA A LOS COMBUSTIBLES FÓSILES NO ES MATERIA PRIMA HAY QUE OBTENER EL HIDRÓGENO REACCIÓN: H2 + 1/2O2 H2O + electricidad Inversa a la electrolisis La energía de la reacción química se convierte en electricidad
- 26. Se genera una corriente eléctrica entre los dos electrodos Reacción Total: H2+ 1/2 O2 H2O + electricidad Tensión: 0,7 V por celda PILA DE HIDRÓGENO Agua