Hidrógeno ( ˈhaɪdrədʒən ), es el elemento químico representado por el H del símbolo y un número atómico de 1. En la temperatura estándar y la presión es un descolorido, inodoro, el no-metálico insípido, alto el gas diatómico (H₂) inflamable .

Características

Con una masa atómica del amu 1.00794, el hidrógeno es el elemento más ligero.

El hidrógeno es la mayoría abundante de los elementos químicos, constituyendo el áspero 75% de las estrellas elementales de Massachusetts del universo en el que de secuencia principal se componen principalmente del hidrógeno en su estado del plasma . El hidrógeno elemental es relativamente raro en la tierra, y es producido industrialmente de los hidrocarburos tal como metano, después de lo cual la mayoría del hidrógeno elemental es " usado; captively" (significado localmente en el sitio de la producción), con los mercados más grandes divididos alrededor igualmente entre el combustible fósil aumento de (e., hidrofisuración ) y producción del amoníaco (sobre todo para el mercado del fertilizante). El hidrógeno se puede producir del agua usar el proceso de la electrólisis, pero este proceso es actualmente más costoso comercialmente que la producción del hidrógeno del gas natural.

El isótopo natural más común del hidrógeno, conocido como protium, tiene un solo protón y ningunos neutrones en los compuestos iónicos que puede adquirir una carga positiva (que hace un catión integrado por un protón pelado) o una carga negativa (que hace un anión conocido como hidruro ). El hidrógeno puede formar compuestos con la mayoría de los elementos y está presente en el agua y la mayoría de los compuestos orgánicos desempeña un papel particularmente importante en la química de la ácido-base, en la cual muchas reacciones implican el intercambio de protones entre las moléculas solubles. Como el único átomo neutral para el cual la ecuación de Schrödinger puede ser solucionada analítico, el estudio de la energética y la vinculación del átomo de hidrógeno ha desempeñado un papel dominante en el desarrollo de los mecánicos de Quantum .

Química

La solubilidad y las características del hidrógeno con los varios metales son muy importantes en metalurgia (tantos metales pueden sufrir la fragilidad de hidrógeno ) y en desarrollar maneras seguras de almacenarla para el uso como combustible. El hidrógeno es alto soluble en muchos compuestos integrados por los metales de tierra rara y el name=" de la referencia de los metales de transición ; Takeshita" > Takeshita T, Wallace NOSOTROS, Craig RS. Solubilidad del hidrógeno en compuestos del 1:5 entre el itrio o torio y níquel o cobalto. Inorg Chem 13 (9): 2282. y se puede disolver en el los metales amorfos cristalinos de y . La solubilidad del hidrógeno en metales es influenciada por distorsiones o impurezas locales en el enrejado cristalino del metal.

Combustión

El gas de hidrógeno es alto inflamable y quemará en las concentraciones de hasta sólo el 4% H₂ en aire. La entalpia de la combustión para el hidrógeno es - 286 kJ/mol; quema según la ecuación equilibrada siguiente. 2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O (l) + 572 kJ/mol

Cuando está mezclado con oxígeno a través de una amplia gama de proporciones, el hidrógeno estalla sobre la ignición. El hidrógeno quema violentamente en aire. Enciende automáticamente en una temperatura de 560 C Las llamas puras del hidrógeno-oxígeno queman en la gama ultravioleta del color y son casi invisibles al ojo desnudo, según lo ilustrado por el faintness de la llama de los motores principales de la lanzadera de espacio (en comparación con las llamas fácilmente visibles de los aumentadores de presión de la lanzadera). Así es difícil detectar visualmente si un escape del hidrógeno está quemando. El zepelín de Hindenburg es un caso infame de la combustión del hidrógeno (representada), aunque la tragedia fuera debida principalmente a los materiales combustibles en la piel del zepelín, que eran también responsables del colorante de las llamas. Otro característico de los fuegos del hidrógeno es que las llamas tienden a ascender rápido con el gas en aire, según lo ilustrado por el Hindenberg flamea, causando menos daño que los fuegos del hidrocarburo. Por ejemplo, dos tercios de los pasajeros de Hindenburg sobrevivieron el fuego, y muchos de las muertes que ocurrieron eran de caer o del combustible diesel queman.

Niveles de energía de electrón

considera también:

l átomo de hidrógeno

El nivel de energía del estado de tierra del electrón en un átomo de hidrógeno es el eV de -13.6, que es equivalente a un fotón ultravioleta áspero 92 nanómetro .

Los niveles de energía de hidrógeno pueden ser exactamente bastante calculado el usar el Bohr modelo del átomo, que conceptúa el electrón como " orbiting" el protón en analogía a la órbita de tierra del sol. Sin embargo, la fuerza electromágnetica atrae los electrones y los protones a uno otros, mientras que los planetas y los objetos celestiales son atraídos el uno al otro por la gravedad . Debido a la discretización del ímpetu angular postulada en los mecánicos de Quantum tempranos por Bohr, el electrón en el modelo de Bohr puede ocupar solamente ciertas distancias permitidas del protón, y por lo tanto solamente ciertas energías permitidas. Una descripción más exacta del átomo de hidrógeno viene puramente de un tratamiento mecánico del quántum que utilice la ecuación de Schrödinger o la formulación integral de Feynman de la trayectoria equivalente para calcular la densidad de la probabilidad del electrón alrededor del protón. Tratar el electrón como onda de materia reproduce resultados químicos tales como forma del átomo de hidrógeno más naturalmente que el modelo partícula-basado de Bohr, aunque la energía y los resultados espectrales sean igual. El modelado del sistema completamente usar la masa reducida del núcleo y del electrón (pues uno haría en el problema del Dos-cuerpo en mecánicos celestiales) rinde una fórmula incluso mejor para los espectros del hidrógeno, y también los cambios espectrales correctos para el deuterio de los isótopos y el tritio . Los ajustes muy pequeños en los niveles de energía en el átomo de hidrógeno, que corresponden a los efectos espectrales reales, pueden ser determinados usando una teoría mecánica del quántum completo que corrija para los efectos de la relatividad especial (véase la ecuación de Dirac), y por los efectos de quántum que explican que se presentan de la producción de partículas virtuales en el vacío y como resultado de campos eléctricos (véase la electrodinámica de Quantum).

En líquido del hidrógeno, el nivel de energía electrónico del estado de tierra está partido en niveles de la estructura hiperfina debido a los efectos magnéticos de la vuelta mecánica del quántum del electrón y del protón. La energía del átomo cuando se alinean las vueltas del protón y del electrón es más alta que cuando no se alinean. La transición entre estos dos estados puede ocurrir a través de la emisión de un fotón con una transición del dipolo magnético . Los telescopios de radio pueden detectar la radiación producida en este proceso, que se utiliza para trazar la distribución del hidrógeno en la galaxia.

H₂ reacciona directo con otros elementos oxidantes. Una reacción violenta y espontánea puede ocurrir en la temperatura ambiente con la clorina y el flúor, formando los haluros correspondientes del hidrógeno: Cloruro de hidrógeno y fluoruro de hidrógeno .

Formas moleculares elementales

Hay dos diversos tipos de moléculas diatómicas del hidrógeno que diferencien por la vuelta relativa de sus núcleos. En la forma de Orthohydrogen, las vueltas de los dos protones son paralelas y forman un estado de trío; en la forma de Parahydrogen las vueltas son antiparalelas y forman una camiseta. En la temperatura estándar y la presión, el gas de hidrógeno contiene el cerca de 25% de la forma de para y el 75% de la forma orta, también conocido como el " form" normal;. El cociente del equilibrio del orthohydrogen al parahydrogen depende de temperatura, pero puesto que la forma orta es un estado emocionado y tiene una energía más alta que la forma de para, de él es inestable y no puede ser purificado. En las temperaturas muy bajas, el estado de equilibrio se compone casi exclusivamente de la forma de para. Las características físicas del parahydrogen puro diferencian levemente de las de la forma normal. La distinción orta/de para también ocurre en otras moléculas hidrógeno-que contienen o grupos funcionales, tales como agua y metileno .

La interconversión uncatalyzed entre para y H₂ orto aumenta con el aumento de temperatura; así H₂ rápido condensado contiene las granes cantidades de la forma orta de gran energía que convierten a la forma de para muy lentamente. El cociente orto/de para en H₂ condensado es una consideración importante en la preparación y el almacenaje del hidrógeno líquido: la conversión de orto a para es el exotérmico y produce bastante calor para evaporar el líquido del hidrógeno, llevando a la pérdida del material licuefecho. Los catalizadores para la interconversión de orto-para, tal como compuestos del hierro, se utilizan durante el enfriamiento del hidrógeno.

Una forma molecular llamada el hidrógeno molecular de Protonated, o H₃⁺, se encuentra en el medio interestelar (ISMO), donde es generado por la ionización del hidrógeno molecular de los rayos cósmicos que también se ha observado en la atmósfera superior Júpiter del planeta. Esta molécula es relativamente estable en el ambiente del espacio exterior debido a la baja temperatura y a la densidad. H₃⁺ es uno de los iones más abundantes del universo, y desempeña un papel notable en la química del medio interestelar.

Compuestos

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Compuestos covalentes y orgánicos

Mientras que H₂ no es condiciones estándar inferiores muy reactivas, forma compuestos con la mayoría de los elementos. Millones de los hidrocarburos se saben, pero no son formados por la reacción directa del hidrógeno y del carbón elementales (aunque la producción del gas de síntesis seguida por el Fischer-Tropsch de proceso para hacer los hidrocarburos viene cerca de ser una excepción, como esto comienza con el carbón y el hidrógeno elemental se genera in situ). El hidrógeno puede formar compuestos con los elementos que son más electronegativo, tal como halógeno (e., F, Cl, el Br, I) y chalcógenos (O, S, SE); en estos compuestos el hidrógeno adquiere una carga positiva parcial. Cuando está enlazado al flúor, el oxígeno, o el nitrógeno, hidrógeno puede participar en una forma de vinculación noncovalent fuerte llamada la vinculación del hidrógeno que es crítica a la estabilidad de muchas moléculas biológicas. El hidrógeno también forma compuestos con los elementos menos electronegativos, tales como los metales y metaloides en los cuales adquiere una carga negativa parcial. Estos compuestos se conocen a menudo como hidruros

El hidrógeno forma un arsenal extenso de compuestos con el carbón . Debido a su asociación general con cosas vivas, estos compuestos vinieron ser llamados los compuestos orgánicos que el estudio de sus características se sabe mientras que la química orgánica y su estudio en el contexto de los organismos vivos se conoce como bioquímica . Por algunas definiciones, " organic" los compuestos se requieren solamente para contener el carbón (como un ejemplo, urea históricos clásicos ). Sin embargo, la mayor parte de también contienen el hidrógeno, y puesto que es el enlace que da a esta clase de compuestos la mayor parte de sus características químicas particulares, enlaces del carbón-hidrógeno del carbón-hidrógeno se requiere en algunas definiciones del " de la palabra; organic" en química. (Esta 3ultima definición no es perfecta, sin embargo, como en esta urea de la definición el no sería incluido como compuesto orgánico).

En la química inorgánica, los hidruros pueden también servir como que tiende un puente sobre los ligands que ligan dos centros del metal en una coordinación complejo. Esta función es particularmente común en los elementos del grupo 13 especialmente en el Boranes (hidruros del boro ) y los complejos de aluminio, así como en el arracimado Carboranes para los hidruros con excepción del grupo I e II los metales, el término son absolutamente engañosos, considerando el electronegativity bajo del hidrógeno. Una excepción en hidruros del grupo II es BeH₂, que es polimérico. En el hidruro de aluminio del litio, el AlH₄^{− el anión de} lleva los centros hydridic atados firmemente al Al (III). Aunque los hidruros se puedan formar con casi todos los elementos del principal-grupo, el número y la combinación de compuestos posibles varía extensamente; por ejemplo, hay sobre 100 hidruros binarios del borane sabidos, pero solamente un hidruro de aluminio binario. El hidruro binario del indio todavía no se ha identificado, aunque existan complejos más grandes.

" Protons" y ácidos

La oxidación de H₂ da formalmente el protón, H⁺. Esta especie es central a la discusión de los ácidos aunque el protón del término se utiliza libremente para referirse positivamente - el hidrógeno catiónico cargada o, H⁺ denotado. Un protón pelado H⁺ no puede existir en la solución debido a su tendencia fuerte a atarse a los átomos o a las moléculas con los electrones. Para evitar la ficción conveniente del " desnudo; proton" solvatado; en la solución, las soluciones acuosas ácidas se consideran a veces contener el ion de Hydronium (H₃O⁺) organizado en racimos para formar H₉O₄⁺. Se encuentran otros iones de Oxonium cuando el agua está en la solución con otros solventes.

Aunque sea exótico en la tierra, uno de los iones mas comunes del universo sea el ion H₃⁺, conocido como el hidrógeno molecular protonated o el catión triatómico del hidrógeno.

Isótopos

considera también: Isótopos l hidrógeno

El hidrógeno tiene tres isótopos naturales, ¹H denotado, ² H, y ³ H. Otro, núcleos alto inestables (⁴H a ⁷H) se han sintetizado en el laboratorio pero no se han observado en naturaleza.
el ¹H es el isótopo más común del hidrógeno con una abundancia de más de 99. Porque el núcleo de este isótopo consiste en solamente un solo protón, se da el protium conocido formal descriptivo pero raramente usado del .
El ² H, el otro isótopo estable del hidrógeno, se conoce como deuterio y contiene un protón y un neutrón en su núcleo. El deuterio abarca 0.0184% (por la topo-fracción o la átomo-fracción) de muestras del hidrógeno en la tierra, con el número más bajo tendiendo a ser encontrado en muestras del gas de hidrógeno y de los enriquecimientos más altos (0.015% o 150 PPM) típicos del agua del océano. El deuterio no es radiactivo, y no representa un peligro significativo de la toxicidad. El agua enriquecida en las moléculas que incluyen el deuterio en vez del hidrógeno normal se llama el agua pesada . El deuterio y sus compuestos se utilizan como etiqueta no radiactiva en experimentos químicos y en los solventes para la espectroscopia RMN de ¹H-. El agua pesada se utiliza como un asesor del neutrón y líquido refrigerador para los reactores nucleares. El deuterio es también un combustible potencial para la fusión nuclear comercial.
El ³ H se conoce como tritio y contiene un protón y dos neutrones en su núcleo. Es radiactivo, decayendo en el Helium-3 con el decaimiento beta con un período de 12. Este elemento se encuentra en gran abundancia en las estrellas y los planetas del gigante de gas . Las nubes moleculares de H₂ se asocian a la formación de estrella . El hidrógeno desempeña un papel vital en las estrellas que accionan con la fusión nuclear de la reacción del Protón-protón.

A través del universo, el hidrógeno se encuentra sobre todo en el los estados atómicos del plasma de y cuyas características son absolutamente diferentes del hidrógeno molecular. Como plasma, el electrón y el protón del hidrógeno no están limitados juntos, dando por resultado conductividad eléctrica muy alta y alta la emisividad (que producen la luz Sun y de otras estrellas ). Las partículas cargadas son influenciadas alto por los campos magnéticos y eléctricos. Por ejemplo, en el viento solar obran recíprocamente con la magnetosfera de la tierra que da lugar a las corrientes de Birkeland y a la aurora . El hidrógeno se encuentra en el estado atómico neutral en el medio interestelar . La gran cantidad de hidrógeno neutral encontró en los sistemas humedecidos de la Lyman-alfa se piensa para dominar la densidad baryonic cosmológica del universo hasta el z =4. del desplazamiento hacia el rojo .

Bajo condiciones ordinarias en la tierra, el hidrógeno elemental existe como el gas diatómico, H₂ (para los datos ver la tabla). Sin embargo, el gas de hidrógeno es muy raro en la atmósfera de tierra (1 PPM por el volumen) debido a su peso ligero, que lo permite al escape de la gravedad de la tierra más fácilmente que gases más pesados. Aunque los átomos de H y las moléculas de H₂ sean abundantes en espacio interestelar, son difíciles de generar, de concentrar, y de purificar en la tierra. No obstante, el hidrógeno es el tercero la mayoría del elemento abundante en la superficie de tierra. La mayor parte de el hidrógeno de la tierra está bajo la forma de compuestos químicos tal como hidrocarburos y agua . El gas de hidrógeno es producido por algunas bacterias y las algas y es un componente natural del flato . El metano es una fuente del hidrógeno de importancia cada vez mayor.

Historia

Descubrimiento de H₂

El gas de hidrógeno, H₂, era primer haber producido artificial y descrito formalmente por T. Von Hohenheim (también conocido como Paracelsus, &ndash 1493; 1541) vía la mezcla Metals con los ácidos fuertes que él era inconsciente que el gas inflamable producido por esta reacción química era un elemento químico del nuevo . En 1671, el Roberto Boyle volvió a descubrir y describió la reacción entre las limaduras y los ácidos diluídos del hierro que da lugar a la producción de gas de hidrógeno. En 1766, el Henry Cavendish era el primer para reconocer el gas de hidrógeno como sustancia discreta, identificando el gas de una reacción del Metal-ácido como " air" inflamable; y más futuro encontrando que el gas produce el agua cuando está quemado. Cavendish había tropezado en el hidrógeno al experimentar con los ácidos y el mercurio . Aunque él asumiera incorrecto que el hidrógeno era un componente liberado del mercurio algo que el ácido, él podía todavía describir exactamente varias características dominantes del hidrógeno. Le dan generalmente el crédito para su descubrimiento como elemento. En 1783, el Antonio Lavoisier dio a elemento el nombre del hidrógeno cuando él (con el Laplace ) reprodujo Cavendish que encontraba que el agua está producida cuando se quema el hidrógeno. El nombre de Lavoisier para el gas ganó hacia fuera.

Una de las primeras aplicaciones de H₂ estaba para los globos y dirigibles posteriores . El H₂ fue obtenido reaccionando el ácido sulfúrico y el hierro metálico . Infame, H₂ fue utilizado en el dirigible de Hindenburg que fue destruido en un fuego del aire. El hidrógeno alto inflamable (H₂) fue substituido más adelante para los dirigibles y la mayoría de los globos por el helio unreactive (él).

Papel en la historia de la teoría de quántum

Debido a su estructura atómica relativamente simple, el consistir solamente en un protón y un electrón, el átomo de hidrógeno, junto con el espectro de la luz producido de él o absorbente por él, ha sido central al desarrollo de la teoría de la estructura atómica . Además, la simplicidad correspondiente de la molécula y del catión correspondiente H₂⁺ del hidrógeno permitió una comprensión más completa de la naturaleza del vínculo químico, que siguió poco después de que el tratamiento mecánico del quántum del átomo de hidrógeno había sido desarrollado en los mediados de los años veinte.

Uno de los primeros efectos de quántum que se notarán (pero no entendidos explícitamente en ese entonces) era una observación del maxwell que implicaba el hidrógeno, medio siglo antes de que llegara la teoría mecánica del quántum completo. El maxwell observó que la capacidad de calor específico de H₂ sale inexplicable de la de un gas diatómico debajo de temperatura ambiente y comienza a asemejarse cada vez más a el de un gas monatomic en las temperaturas criogénicas. Según teoría de quántum, este comportamiento se presenta del espaciamiento de los niveles de energía rotatoria (quantized), que ancho-se espacian particularmente en H₂ debido a su Massachusetts bajo. Estos niveles extensamente espaciados inhiben la partición igual de la energía térmica en el movimiento rotatorio en hidrógeno en las bajas temperaturas. Los gases diatómicos integrados por átomos más pesados no tienen tales los niveles extensamente espaciados y no exhiben el mismo efecto.

Usos

Las granes cantidades de H₂ se necesitan en el petróleo y las industrias químicas. El uso más grande de H₂ está para el proceso (" upgrading") de combustibles fósiles, y en la producción del amoníaco . Los consumidores dominantes de H₂ en la planta petroquímica incluyen el Hydrodealkylation, el Hydrodesulfurization, y la hidrofisuración . H₂ tiene varias otras aplicaciones importantes. H₂ se utiliza como agente de hidrogenación, particularmente en el aumento del nivel de saturación de las grasas no saturadas y de los aceites (encontrado en artículos tales como margarina ), y en la producción del metanol . Es semejantemente la fuente de hidrógeno en la fabricación del ácido hidroclórico . H₂ también se utiliza como reductor de los minerales metálicos

Aparte de su uso como reactivo, H₂ tiene usos amplios en la física y la ingeniería. Se utiliza como un que blinda el gas en métodos de la soldadura tales como soldadura del hidrógeno activo. H₂ se utiliza como el líquido refrigerador del rotor en los generadores eléctricos en las centrales eléctricas porque tiene la conductividad termal más alto de cualquier gas. El líquido H₂ se utiliza en la investigación criogénica, incluyendo estudios de la superconductividad . Puesto que H₂ es el menos pesado que el aire, teniendo un poco más que 1s/15o de la densidad del aire, era una vez ampliamente utilizado mientras que un agente de elevación en los globos y los dirigibles sin embargo, este uso fue acortado después del desastre de Hindenburg convenció erróneamente a público que el gas era demasiado peligroso con este fin. El hidrógeno todavía se utiliza regularmente para la inflación de los globos de tiempo

En un uso más reciente el hidrógeno es puro o mezclado usado con el nitrógeno (llamado alguna vez formación del gas) como gas indicador para la detección de escape minuciosa. Los usos se pueden encontrar en automotor, aviones, bienes de consumo, aparato médico e industria química. El hidrógeno es un aditivo alimenticio autorizado (E 949) que permite la prueba de escape del paquete del alimento entre otras características de la antioxidación.

Isótopos más raros también cada uno del hidrógeno tienen usos específicos. El deuterio (hydrogen-2) se utiliza en los usos de la fisión nuclear como asesor para retardar los neutrones y en reacciones de la fusión nuclear . Los compuestos del deuterio tienen usos en la química y la biología en los estudios del tritio (hydrogen-3) de los efectos de isótopo de la reacción, producidos en reactores nucleares que se utiliza en la producción de las bombas de hidrógeno como etiqueta isotópica en las ciencia biológicas, y como fuente de la radiación en pinturas luminosas.

La temperatura del punto triple del hidrógeno del equilibrio es un punto fijo de definición en la escala de temperatura ITS-90 en 13.

Portador de energía de

considera también:

la economía del hidrógeno El hidrógeno no es una fuente de energía, excepto en el contexto hipotético de las centrales eléctricas comerciales de la fusión nuclear usar el deuterio o el tritio, una tecnología actualmente lejos del desarrollo. La energía del sol viene de la fusión nuclear del hidrógeno pero este proceso es difícil de alcanzar en la tierra. El hidrógeno elemental de fuentes solares, biológicas, o eléctricas cuesta más en energía para hacer que es obtenido quemándola. El hidrógeno se puede obtener de fuentes fósiles (tales como metano) para menos energía que requerido para hacerla, pero estas fuentes son insostenibles, y son también ellos mismos fuentes de energía directas (y se miran derecho como la fuente básica de la energía en el hidrógeno obtenido de ellas).

El hidrógeno molecular se ha discutido extensamente en el contexto de la energía, como portador posible de la energía en una escala a nivel económico. Una ventaja teórica de usar H₂ como portador de energía es la localización y la concentración de aspectos ambientalmente incómodos de la fabricación del hidrógeno de fuentes de energía combustible fósiles. Por ejemplo, el secuestro de CO₂ siguió por captura del carbón y el almacenaje se podría conducir actualmente la producción de H₂ del metano . El hidrógeno usado en el transporte quemaría limpio, sin emisiones de carbono. Sin embargo, los costes de infraestructura asociados a la conversión completa a una economía del hidrógeno serían substanciales. Además, la densidad de energía del hidrógeno líquido y del gas de hidrógeno en cualquier presión practicable es perceptiblemente menos que el de las fuentes tradicionales del combustible.

Producción

H₂ se produce en laboratorios de la química y de biología, a menudo como subproducto de otras reacciones; en la industria para la hidrogenación de los substratos no saturados ; y en naturaleza como medio para la expulsión que reduce equivalentes de en reacciones bioquímicas.

Síntesis del laboratorio

En el laboratorio, H₂ es preparado generalmente por la reacción de ácidos en los metales tales como cinc . Zn del de + → 2 H⁺ Zn²⁺ + H₂

El aluminio produce H₂ sobre el tratamiento con los ácidos pero también con la base: Al del
2 del
+ 6 Al del → 2 de H₂O (OH) ₃ + 3 H₂

La electrólisis del agua es un método simple de producir el hidrógeno, aunque el hidrógeno resultante tenga necesario menos contenido en energía que fue requerido para producirlo. Una corriente de la baja tensión se funciona a través del agua, y el oxígeno gaseoso forma en el ánodo mientras que el hidrógeno gaseoso forma en el cátodo . El cátodo se hace típicamente de platino o de otro metal inerte al producir el hidrógeno para el almacenaje. Si, sin embargo, se va el gas a ser quemado en sitio, el oxígeno es deseable asistir a la combustión, y así que ambos electrodos serían hechos de los metales inertes. (El hierro, por ejemplo, oxidaría, y disminuye así la cantidad de oxígeno emitida.) La eficacia máxima teórica (electricidad usada contra el valor enérgio del hidrógeno producido) está entre 80 - el 94%. Informe de Bellona sobre el → del
2H₂O (aq) del
del hidrógeno 2H₂(g) + O₂(g)

En 2007, fue descubierto que una aleación del aluminio y del galio en la forma de la pelotilla agregada al agua se podría utilizar para generar el hidrógeno. El proceso crea también crea el alúmina, pero el galio costoso, que previene a la formación de una piel del óxido en las pelotillas, puede ser reutilizado. Esto potencialmente tiene implicaciones importantes para una economía del hidrógeno, puesto que el hidrógeno se puede producir en sitio y no necesita ser transportado.

Síntesis industriales

¡derechos reservados quitó: --> El hidrógeno se puede preparar en varias maneras diferentes pero los procesos económicamente más importantes implican el retiro del hidrógeno de los hidrocarburos. El hidrógeno a granel comercial es producido generalmente por el reformado con vapor del gas natural . En las temperaturas altas (&ndash 700; 1100  °C; &ndash 1.300; 2,000  el °F), vapor (vapor de agua) reacciona con el metano al monóxido de carbono de la producción y H₂. CH₄ del + CO del → H₂O + 3 H₂

Esta reacción se favorece en las presiones bajas pero no obstante se conduce en las altas presiones (20  atmósfera; 600  InHg ) puesto que H₂ de alta presión es el producto más comercial. La mezcla del producto se conoce como " " del gas de síntesis ; porque es de uso frecuente directo para la producción del metanol y de compuestos relacionados. Los hidrocarburos con excepción del metano se pueden utilizar para producir el gas de síntesis con cocientes diversos del producto. Una de las muchas complicaciones a esto alto - la tecnología optimizada es la formación de coque o de carbón: → CH₄ del C + 2 H₂ Por lo tanto, el reformado con vapor típicamente emplea un exceso de H₂O.

El hidrógeno adicional del reformado con vapor se puede recuperar del monóxido de carbono con la reacción de cambio del gas de agua, especialmente con un catalizador del óxido de hierro . Esta reacción es también una fuente industrial común del dióxido de carbono :

El agua que parte, en el cual el agua se descompone en sus protones, electrones, y oxígeno componentes, ocurre en las reacciones de la luz en todos los organismos fotosintéticos . Algunos tales organismos - incluyendo el reinhardtii de la Chlamydomonas de la alga y el Cyanobacteria - han desarrollado un segundo paso en las reacciones oscuras en las cuales los protones y los electrones son reducidos para formar el gas de H₂ por hydrogenases especializados en el cloroplasto . Se han emprendido esfuerzos genético para modificar hydrogenases cyanobacterial para sintetizar eficientemente el gas de H₂ incluso en presencia del oxígeno.

Otras rutas más raras pero mecánico interesantes a la producción de H₂ también existen en naturaleza. El Nitrogenase produce aproximadamente un equivalente de H₂ para cada equivalente de N₂ reducido al amoníaco. Algunas fosfatasas reducen el fosfito a H₂.

Etimología

Hidrógeno, hydrogenium del, es del ὕδωρ (hydor del griego clásico ): " water" y (genes del ): " forming". γείνομαι (geinomai del griego clásico ): " para engendrar o sire")

El " de la palabra; hydrogen" tiene varios diversos significados; el nombre del de un elemento .

un átomo del, a veces llamado " Dot" de H;, eso es abundante en espacio pero esencialmente ausente en la tierra, porque él

de Dimerizes una molécula diatómica que ocurre naturalmente en cantidades de rastro en la atmósfera de tierra ; Los químicos refieren cada vez más a H₂ como biácido del, o a la molécula del hidrógeno del, para distinguir esta molécula del hidrógeno activo y del hidrógeno encontrado en otros compuestos.

el componente atómico del dentro de todos los compuestos orgánicos, del agua, y de muchos otros compuestos químicos

Las formas elementales del de hidrógeno no se deben confundir con hidrógeno mientras que aparece en compuestos químicos.

Ver también

style=" del
Antihydrogen
Combustible biológico
Deuterio
Vehículo eléctrico
Electrólisis
Pila de combustible
Electrólisis da alta temperatura
Vehículo híbrido
Hidrocarburo
Átomo de hidrógeno
Bomba de hidrógeno
Enlace de hidrógeno
Ciclo del hidrógeno
Economía del hidrógeno
Combustible del hidrógeno
Prueba de escape del hidrógeno
Hidrógeno-como el átomo
Línea del hidrógeno
El hidrógeno acepilla
Producción del hidrógeno
Serie espectral del hidrógeno
Estación del hidrógeno
Vehículo del hidrógeno
Hidrógeno líquido
Hidrógeno metálico
Gas natural
oxhídrico
Photohydrogen
el bombo sobre el hidrógeno
método de pruebas de escape del Trazalíneas-gas
Tritio
Agua
Pila de combustible del agua