Descubre las características del hidrógeno: propiedades y usos

Las propiedades del hidrógeno incluyen que, en su estado natural en la Tierra, es un gas incoloro e inodoro que es extremadamente inflamable. Es el elemento más ligero que se sabe que existe en la naturaleza, ocupando un promedio del 75% de toda la masa del universo en estrellas, planetas y otros objetos estelares. El hidrógeno también es esencial para toda la vida en la Tierra, donde constituye el 14% de la materia viva en peso, ya que forma fácilmente enlaces con el oxígeno para crear agua y carbono para crear las moléculas que son la base sobre la cual las estructuras vivas y la mayoría de las moléculas orgánicas. Están construidos.

Esencial para todas las formas de vida en la Tierra, el hidrógeno es un gas incoloro e inodoro.

Si bien la forma más abundante de hidrógeno es el protio, donde solo tiene un protón en su núcleo atómico y un electrón en órbita alrededor del núcleo, también existen otros dos isótopos de hidrógeno. El protio representa el 99,985% de todo el hidrógeno natural y el deuterio.representa otro casi 0.015% que tiene un protón y un neutrón en el núcleo atómico, lo que le da una masa que es el doble de la del protio. El tritio es la tercera forma de hidrógeno, que es extremadamente raro en la naturaleza, pero se puede producir artificialmente. Es inestable y exhibe desintegración radiactiva con una vida media de 12,32 años. Tiene dos neutrones en el núcleo atómico para un protón, y es un compuesto clave producido y utilizado en armas de bombas de hidrógeno para mejorar su rendimiento, así como en la producción de energía de fisión nuclear y en la investigación de fusión nuclear.

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El ortohidrógeno, una forma común de hidrógeno, se puede enfriar y usar como combustible para cohetes.

Las propiedades químicas del hidrógeno, con un solo electrón en órbita, lo llevan a ser un elemento altamente reactivo que forma enlaces con muchos otros elementos. En su estado natural en la atmósfera, se une a otro átomo de hidrógeno como lo hace el oxígeno, para formar H 2 . Las moléculas de H 2 también pueden ser únicas dependiendo del giro de sus núcleos; las moléculas de H 2 donde ambos núcleos giran en la misma dirección se denominan ortohidrógeno, y aquellas con espines opuestos se conocen como parahidrógeno. El ortohidrógeno es la forma más común de H 2 a presión atmosférica normal y temperatura en forma de gas, pero, cuando se enfría a forma líquida, como el combustible de cohetes, el ortohidrógeno cambia a parahidrógeno.

Las propiedades físicas del hidrógeno y su amplia abundancia en la tierra y en los océanos de la Tierra lo convierten en un área importante de investigación como un suministro de combustible prácticamente ilimitado. Todas las formas de combustibles fósiles y alcoholes, como la gasolina, el gas natural y el etanol, se componen de cadenas de hidrocarburos donde se unen hidrógeno, carbono y, a veces, oxígeno. Separar el hidrógeno puro como una fuente de combustible abundante y de combustión limpia se realiza fácilmente, pero la fuerza necesaria para liberar el hidrógeno de los enlaces químicos y luego enfriarlo para su almacenamiento a menudo requiere más energía de la que el propio hidrógeno puro puede generar. Por este motivo, las propiedades del hidrógeno hacen que sus usos más habituales sean donde se encuentra en enlaces químicos con otros elementos.

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La investigación sobre la producción de energía de fusión también se basa en las propiedades químicas de los compuestos de hidrógeno deuterio y tritio. Las propiedades del hidrógeno que utilizan todas las estrellas fusionan los átomos de hidrógeno bajo una intensa presión para liberar helio y energía en forma de luz y calor. Se están generando presiones similares en las instalaciones de investigación que utilizan potentes campos magnéticos, láseres de confinamiento inercial o pulsos eléctricos en Estados Unidos, Europa y Japón.

A medida que se produce la fusión de los átomos de hidrógeno, se crea un átomo de helio que transporta el 20% del exceso de energía del proceso y el 80% de la energía es transportada por un neutrón libre. Esta energía de neutrones o calor luego es absorbida por un fluido para crear vapor y hacer funcionar una turbina para producir electricidad. Sin embargo, el proceso aún sigue siendo experimental a partir de 2011. Esto se debe a las tremendas presiones que deben mantenerse para fusionar los átomos de hidrógeno de forma continua y para fabricar máquinas que puedan soportar temperaturas producidas en fusión que alcancen los 212,000,000 ° Fahrenheit (100,000,000 ° Celsius ).

 

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