El elemento más ligero es el hidrógeno. En condiciones normales, el hidrógeno es un gas compuesto de moléculas diatómicas con la fórmula H 2 . Es incoloro, iNodero, no tóxico y extremadamente inflamable. El hidrógeno es el elemento químico más abundante en el universo y representa aproximadamente el 75% de toda la materia normal. Las estrellas, como el Sol, se componen principalmente de hidrógeno en su estado de plasma. La mayor parte del hidrógeno en la Tierra se encuentra en formas moleculares como el agua y los compuestos orgánicos.
El elemento químico hidrógeno tiene el símbolo H y el número atómico 1.
dihidrógeno
El dihidrógeno es una molécula diatómica homonuclear formada por dos átomos de hidrógeno. Esta molécula tiene un enlace covalente entre dos átomos de hidrógeno, que cumple cada una de sus configuraciones de dúo. El dihidrógeno es la molécula más ligera conocida porque el hidrógeno es el elemento más ligero de la tabla periódica moderna. En condiciones normales de temperatura y presión, el dihidrógeno existe como un gas incoloro, insípido e iNodero que es altamente combustible por naturaleza.
H 2 es la fórmula molecular del dihidrógeno.
Estructura del dihidrógeno
La molécula de dihidrógeno está formada por dos átomos de hidrógeno unidos por un enlace covalente simple. Esta molécula es no polar y tiene una forma lineal. Cada átomo de hidrógeno contribuye con un electrón al enlace covalente. Como resultado, se cumplen los requisitos de configuración de dúo de ambos átomos de hidrógeno en la molécula de dihidrógeno.
Propiedades del dihidrógeno
- El dihidrógeno existe en estado gaseoso en STP.
- El punto de fusión es de 14 Kelvin.
- En la escala Kelvin, el punto de ebullición del dihidrógeno es de 20,3 Kelvin.
- El calor latente de fusión de la molécula de H 2 corresponde a 0,12 kilojulios por mol.
- El dihidrógeno tiene un calor latente de vaporización de 0,904 kilojulios por mol.
- H 2 tiene una capacidad calorífica molar de aproximadamente 28,83 julios por mol Kelvin.
- Cuando el sonido viaja a través de H 2 gaseoso , su velocidad es de 1310 metros por segundo.
Aplicaciones de dihidrógeno
Grandes cantidades de H 2 se requieren regularmente en las industrias química y petrolera. El dihidrógeno se usa principalmente en la refinación de ciertos combustibles fósiles, así como en la producción de amoníaco. La industria petroquímica es un importante consumidor de H 2 . En este negocio, el dihidrógeno se emplea en procesos que incluyen hidrodesulfuración, hidrodealquilación e hidrocraqueo.
Este compuesto, por ejemplo, se puede utilizar como agente hidrogenante, particularmente para aumentar el nivel de saturación de grasas y aceites insaturados. Este compuesto también se utiliza en la producción de metanol. De manera similar, el dihidrógeno se usa como fuente de hidrógeno en la producción de ácido clorhídrico. El H 2 también es un agente reductor y, por lo tanto, puede usarse para tratar minerales metálicos.
Bioquímica del dihidrógeno: no es raro que se produzca dihidrógeno como subproducto del metabolismo anaeróbico. Muchos microorganismos también producen este compuesto, generalmente a través de reacciones químicas catalizadas por enzimas. Las hidrogenasas son enzimas que catalizan reacciones bioquímicas que implican la liberación de dihidrógeno y se sabe que contienen hierro o níquel.
Dihidrógeno como combustible
El dihidrógeno tiene una amplia gama de aplicaciones, incluidas las celdas electroquímicas, que producen más energía que el diésel y la gasolina. Como resultado, los científicos han acuñado el término Economía del Hidrógeno, con el objetivo de utilizar fuentes de energía bajas en carbono. Este gas es altamente eficiente y relativamente económico en comparación con otras fuentes de energía.
El valor calorífico y la producción de calor del hidrógeno son extremadamente altos. Su alto poder calorífico proporciona una mayor temperatura de ignición y un mayor tiempo de mantenimiento de la llama. Dado que el dihidrógeno es abundante, se puede utilizar como combustible muy económico para uso comercial. Una celda de combustible funciona de manera similar a una batería, ya que genera electricidad a través de una reacción electroquímica. Una celda de combustible de hidrógeno es una celda electroquímica que utiliza una reacción redox espontánea para generar corriente viable. Exotérmica es la reacción general. Cuando se suman los dos potenciales de semicelda para la reacción electroquímica, el resultado es un potencial de celda positivo.
En el áNode: H 2 → 2H + + 2e −
En el cátodo: 12O 2 + 2H + + 2e − → H 2 O
Economía del hidrógeno
John Bockris acuñó el término economía del hidrógeno durante una charla de 1970. JBS Haldane, genetista, fue el primero en proponer la idea.
La economía del hidrógeno emplea hidrógeno para descarbonizar sectores económicos que son difíciles de electrificar. El hidrógeno se puede producir a partir del agua utilizando fuentes de energía sostenibles como la eólica y la solar, y su combustión produce solo vapor de agua, lo que nos permite eliminar gradualmente los combustibles fósiles y reducir el impacto climático.
El hidrógeno es un combustible poderoso que se usa con frecuencia como combustible para cohetes, pero numerosos desafíos técnicos impiden el desarrollo de una economía de hidrógeno a gran escala. Estos incluyen la dificultad de desarrollar equipos de almacenamiento, tuberías y motores a largo plazo; una relativa falta de tecnología de motores estándar que actualmente pueda funcionar de manera segura con hidrógeno; preocupaciones de seguridad sobre la alta reactividad del combustible de hidrógeno con el oxígeno en el aire ambiente; el alto costo de producirlo por electrólisis; y la falta de tecnología fotoquímica eficiente para dividir el agua. El hidrógeno también puede reaccionar en una celda de combustible, que genera electricidad de manera eficiente en un proceso inverso a la electrólisis del agua.
No obstante, la economía del hidrógeno está emergiendo lentamente como un componente menor de la economía baja en carbono. Actualmente, el hidrógeno se utiliza principalmente como materia prima industrial, principalmente en la producción de amoníaco y metanol, así como en la refinación de petróleo. En los últimos años, se han realizado más descubrimientos de hidrógeno natural en entornos geológicos terrestres continentales, lo que allana el camino para el nuevo campo del hidrógeno natural o nativo, que ayudará en los esfuerzos de transición energética.
En la economía de hidrocarburos actual, el gas natural se usa principalmente para calefacción y el petróleo se usa para el transporte. La combustión de combustibles de hidrocarburos produce dirust de carbono y otros contaminantes. La demanda de energía está aumentando y el hidrógeno puede ser una fuente de energía más respetuosa con el medio ambiente para los usuarios finales, ya que no libera contaminantes como partículas o dirust de carbono.
El hidrógeno tiene una alta densidad de energía en términos de peso pero una baja densidad de energía en términos de volumen. Incluso cuando está muy comprimido, solidificado o licuado, la densidad de energía por volumen es solo 1/4 de la de la gasolina, a pesar de que la densidad de energía por peso es aproximadamente tres veces mayor que la de la gasolina o el gas natural. El hidrógeno tiene el potencial de transportar y almacenar energía renovable a largas distancias, como la energía eólica o la electricidad solar, y así ayudar a descarbonizar el transporte de larga distancia, los productos químicos y el hierro y el acero.
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Cuál es el tipo de enlace en el dihidrógeno?
Responder:
La molécula de dihidrógeno está formada por dos átomos de hidrógeno unidos por un enlace covalente simple.
Pregunta 2: ¿Cuál es la forma de una molécula de dihidrógeno?
Responder:
La molécula de dihidrógeno tiene forma lineal y no es polar.
Pregunta 3: ¿Por qué se puede usar dihidrógeno como combustible?
Responder:
El poder calorífico y la producción de calor del hidrógeno son extremadamente altos. Su alto poder calorífico proporciona una mayor temperatura de ignición y un mayor tiempo de mantenimiento de la llama. Debido a que el dihidrógeno es abundante, puede usarse como un combustible muy económico para uso comercial.
Pregunta 4: ¿Qué es la economía del hidrógeno?
Responder:
La economía del hidrógeno emplea hidrógeno para descarbonizar sectores económicos que son difíciles de electrificar. El hidrógeno se puede producir a partir del agua utilizando fuentes de energía sostenibles como la eólica y la solar, y su combustión produce solo vapor de agua, lo que nos permite eliminar gradualmente los combustibles fósiles y reducir el impacto climático.
Pregunta 5: ¿Cuál es la molécula más ligera conocida?
Responder:
El dihidrógeno es la molécula más ligera conocida.
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por Prateek Sharma 7 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA