Clase hidrogeno
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El documento resume las propiedades del hidrógeno. Es el elemento más abundante en el universo pero solo constituye alrededor del 0.9% de la corteza terrestre. Tiene una estructura cristalina hexagonal y es incoloro, inodoro e insípido. Forma hidruros iónicos con metales y covalentes con no metales. Tiene aplicaciones importantes en la producción de amoníaco y en procesos de refinación de petróleo.
Clase hidrogeno
- 2. HISTORIA Henry Cavendish,1776 en Londres: Corriente de vapor a través del cañón de un rifle. 3Fe(S) + 4H2O (g) ------Fe3O4(s) + 4H2 (g) Se coloca en el grupo I –A de la tabla periodica
- 3. ESTADO NATURAL El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, (92% de la materia conocida; del resto, un 7% es de He y solamente queda un 1% para los demás elementos). En términos de masa, este constituye sólo alrededor del 0.9% de la corteza terrestre. • Es el 10º elemento mas abundante en la corteza terrestre • Agua (su compuesto mas abundante; cubre el 80% de la superficie del planeta), materia viva (hidratos de carbono y proteínas; constituye el 70% del cuerpo humano), compuestos orgánicos, combustibles fósiles (petróleo y gas natural), etc. ESTRUCTURA CRISTALINA HEXAGONAL.
- 4. ESTADO NATURAL • No forma parte de la atmósfera. • Elemento más sencillo, solo contiene un protón y un electrón. • Es incoloro, inodoro e insipido • Su configuración electrónica es 1s1
- 5. PROPIEDADES FISICAS Inflamable. El H(1s1) forma hidruros iónicos. Gana 1 electrón de un metal. Hidruros covalentes: comparte electrones con un átomo de otro no metal. H=1S2 . Normalmente se almacena el hidrógeno en cilindros de acero bajo presiones de 120 a 150 atmósferas
- 6. PROPIEDADES FISICAS # Atómico : 1 Densidad: 0.09 Peso Atomico: 1 Configuraciòn electronica: 1s1 Electronegatividad:2.1 Estructura Hexagonal Punto de fusión:-259ºC Punto de ebullición:-253ºC Estado de oxidación: -1,1
- 7. PROPIEDADES QUÍMICAS Se parece a los metales alcalinos en que puede oxidarse hasta el ión H+. Se parece a los halógenos en que forma el ión hidruro, que es isoelectrónico del helio. Aunque por lo general es biatómico, el hidrógeno molecular se disocia a temperaturas elevadas en átomos libres. H atómico es un agente reductor poderoso, aun a la temperatura ambiente. Reduce a su estado metálico algunas sales, como los nitratos, nitritos y cianuros de sodio y potasio.
- 8. PROPIEDADES QUIMICAS Reacciona con los óxidos y los cloruros de muchos metales, (Ag, Cu, Pb, Bi, Hg, → metales libres. WO3 + 3H2 -------- W + 3H2O Reacciona tanto con metales como no metales → hidruros NaH, KH, H2S y PH3.
- 9. HIDROGENACIÓN Es la adición de hidrógeno a compuestos que contienen enlaces múltiples, en especial enlaces DOBLES Y TRIPLES. La hidrogenación es un proceso muy importante en la industria de los alimentos. Por exposición al aire, estas moléculas poliinsaturadas se oxidan y forman productos con sabores desagradables. (aceite rancio).
- 10. HIDROGENACION Debido a que todas las grasas, especialmente las insaturadas, tienen una tendencia a descomponerse cuando se las expone al aire, los fabricantes de alimentos deben hidrogenarla para lograr una mayor estabilidad.
- 11. ISOTOPOS DEL HIDROGENO Tres isótopos. El PROTIO, el núcleo de cada átomo de hidrógeno está compuesto de un protón. EL DEUTERIO, que está presente en la naturaleza en una proporción de 0,02%, contiene un protón y un neutrón en el núcleo de cada átomo y tiene una masa atómica de dos. EL TRITIO, un isótopo radiactivo e inestable, contiene un protón y dos neutrones en el núcleo de cada átomo y tiene una masa atómica de tres
- 12. ISOTOPOS DE HIDROGENO Isótopo Símbolo Masa atómica Átomos(%) alternativo (u.m.a) En naturaleza 1 H1 H 1,007825 99,985 2 H1 D 2,014102 0,0148 3 H1 T 3,016049
- 13. PROPIEDADES DE H2O y D2O Propiedad H2O D2O Masa molar g/mol 18 20 Punto Fusión 0 3,8 Punto de Ebullición 100 101,4 Densidad 4ºC g/cm3 1,000 1,108
- 14. ÁCIDO HIDRÁCIDO HIDRÓGENO + NO METAL ⇒ ÁCIDO HIDRÁCIDO VI-A :S, Se, Te Actúan con valencia -2 VII-A :Cl, Br, I, F Actúan con valencia –1 El Hidrógeno actúa con valencia +1 Ejemplo: H2S Ácido sulfihidrico H2Se Ácido selenhídrico H2Te Ácido telurhídrico HF Ácido fluorhídrico
- 15. HIDRUROS HIDRURO METÁLICO: (H-1) METAL + HIDRÓGENO ⇒ HIDRURO METALICO MgH2, CaH2, NaH. HIDRURO NO METALICO: (H +1) NO METAL+ HIDRÓGENO⇒HIDRURO NO METÁLICO HBr : Bromuro de hidrógeno H2S : Sulfuro de Hidrógeno NH3 : Amoniaco
- 16. HIDRUROS IA I IA IIIA IVA VA VIA VIIA LiH BeH2 B2H6 CH4 NH3 H2O HF NaH MgH2 AlH3 SnH4 PH3 H2S HCL KH CaH2 Ga2H6 GeH4 AsH3 H2Se HBr RbH SrH2 InH3 SnH4 SbH3 H2Te HI CsH BaH2 TlH PbH4 BiH3 H2Po HAt
- 17. OBTENCION DEL HIDROGENO 1.- A partir de ácidos con metales. Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 2.- A partir del gas amoniaco descomponiéndose con el calor. 2NH3 → N2 + 3H2 3.- Por electrolisis. 2H2O → 2H2 + O2
- 18. OBTENCIÓN DEL HIDRÓGENO 4.- Reacción de metales con ácidos. 2Na + 2HC2H3O2 ------ 2NaC2H3O2 + H2 ↑ Ca + H2SO4 ----- CaSO4 + H2 ↑ 2Al + 6HCl ------ 2AlCl3 + 3H2 ↑ 5.- Reacción de gas en agua. CO(g) + H2O(s) ------ CO2 (g) + H2(g)
- 19. OBTENCIÓN DEL HIDRÓGENO 6.- Descomposición térmica en la industria del petróleo. CH4 (g) ---------- C(s) + 2H2 ↑ catalizador C4H10(g) -------- 2C2H2(g) + 3H2(g) 7.- A partir de metano y vapor de agua, descomposición de vapor. CH4(g) + H2O ------- CO + 3H2 ↑ (830ºC)
- 20. COMPUESTOS O MEZCLAS IMPORTANTES H2O , NH3 Hidrocarburos: Petróleo, gasolina, aceites, lubricantes. Tejidos vegetales leñosos, papel, almidones azucares, grasas, alcoholes, éteres, aldehídos Hidruros metálicos y no metálicos.
- 21. APLICACIONES El empleo más importante del hidrógeno es en la síntesis del amoniaco. La utilización del hidrógeno está aumentando con rapidez en las operaciones de refinación del petróleo, como el rompimiento por hidrógeno (hydrocracking), y en el tratamiento con hidrógeno para eliminar azufre. Como combustible de cohetes, en combinación con oxígeno o flúor, y como un propulsor de cohetes impulsados por energía nuclear.
- 22. APLICACIONES Se combina con nitrógeno en presencia de un catalizador formando amoníaco; con azufre formando sulfuro de hidrógeno; con cloro formando cloruro de hidrógeno y con oxígeno para formar agua. La hidrogenación de aceites para producir grasas comestibles, la de la hulla para producir petróleo sintético, y la que tiene lugar en el refinado del petróleo, requieren grandes cantidades de hidrógeno. El hidrógeno atómico produce peróxido de hidrógeno, H2O2.
- 23. APLICACIONES Es el gas menos pesado que existe y se ha utilizado para inflar globos y dirigibles. Sin embargo, arde fácilmente y varios dirigibles, como el Hindenburg, acabaron destruidos por incendios . También se usa el hidrógeno en sopletes para corte, fusión y soldadura de metales.
- 24. APLICACIONES Con compuestos orgánicos, el hidrógeno atómico reacciona para generar una mezcla compleja de productos; con etileno, C2H4, por ejemplo, los productos son etano, C2H6, y butano, C4H10. El calor que se libera cuando los átomos de hidrógeno se recombinan para formar las moléculas de hidrógeno se aprovecha para obtener temperaturas muy elevadas en soldadura de hidrógeno atómico.
- 25. HIDROGENO COMO COMBUSTIBLE VIABLE 2003 ISLANDIA 2004 EEUU INAUGURA PRIMERA ♦ ESTACIÓN DE SERVICIO DE H. Se trata de una serie de minivolúmenes equipados con un sistema de pilas de combustible que convierten el hidrógeno en electricidad y sólo emiten vapor de agua.
- 26. GRACIAS