lunes, 20 de septiembre de 2021

Propiedades periódicas del: hidrógeno

Número atómico ( Z ):                                                                    1

Masas promedio

                               Masa relativa ( Ar ):                                        1.007825

                               Masa atómica relativa ( mp ):                       1.007825 u

                               Masa atómica absoluta ( mp ):                      1.673533 x 10-24 g

                               Masa molar ( M ):                                             1.007825 g/mol

Electronegatividad de acuerdo a Pauling ( χ ):                       2.1

Estado de oxidación, números de oxidación o números de carga ( z ).

                               Resumidos:                                                        ± 1

                               No Resumidos:                                                  -1, 0, 1

Densidad ( ρ ) a 20 ºC:                                                                    0.0899 x 10-3 g/cm-3

Punto de fusión:                                                                               - 259.2 °C

Punto de ebullición:                                                                        - 252.8 °C

Radio atómico de van der Waals ( rp ):                                     0.208 (-1) nm

Configuración electrónica:                                                          

                Un número cuántico:                       11

                Dos números cuánticos:                 1s1

                Tres números cuánticos:                1s(1)

                Cuatro números cuánticos:            1s(↑)

Primera energía de ionización ( E ):                                           1311 kJ/mol

Descubierto por:                                               Henry Cavendish in 1766*

Carácter metálico:                                           No metal

 

Primer elemento de la tabla periódica. En condiciones normales es un gas incoloro, inodoro e insípido, formado por moléculas diatómicas H2. El átomo de hidrógeno, símbolo H, está formado por un núcleo con una unidad de carga positiva y un electrón. Su número atómico es 1 y su peso atómico 1.00797 g / mol. Es uno de los principales compuestos del agua y de toda la materia orgánica, y está muy extendido no solo en la Tierra sino también en todo el Universo. Hay tres isótopos de hidrógeno: protio, masa 1, que se encuentra en más del 99.985% del elemento natural; deuterio, masa 2, que se encuentra en la naturaleza en 0.015% aproximadamente, y tritio, masa 3, que aparece en pequeñas cantidades en la naturaleza, pero que puede ser producido artificialmente por diversas reacciones nucleares.

Usos: El uso más importante del hidrógeno es la síntesis de amoniaco. El uso de hidrógeno se está extendiendo rápidamente en el refinamiento de combustibles, como la descomposición por hidrógeno (hidrocraqueo) y en la eliminación de azufre. Se consumen enormes cantidades de hidrógeno en la hidrogenación catalítica de aceites vegetales insaturados para obtener grasas sólidas. La hidrogenación se utiliza en la fabricación de productos químicos orgánicos. Se utilizan enormes cantidades de hidrógeno como combustible para cohetes, en combinación con oxígeno o flúor, y como propulsor de cohetes propulsados ​​por energía nuclear.

El hidrógeno se puede quemar en motores de combustión interna. Las pilas de combustible de hidrógeno se están estudiando como una forma de proporcionar energía y se están llevando a cabo investigaciones sobre el hidrógeno como un posible combustible importante en el futuro. Por ejemplo, se puede convertir hacia y desde la electricidad a partir de biocombustibles, desde y hacia gas natural y combustible diesel, teóricamente sin emisiones de CO2 ni de sustancias químicas tóxicas.

Propiedades: El hidrógeno común tiene un peso molecular de 2.01594 g. Como gas tiene una densidad de 0.071 g / la 0ºC y 1 atm. Su densidad relativa, comparada con la del aire, es de 0.0695. El hidrógeno es la más inflamable de todas las sustancias conocidas. El hidrógeno es un poco más soluble en disolventes orgánicos que en agua. Muchos metales absorben hidrógeno. La absorción de hidrógeno por el acero puede resultar en acero quebradizo, lo que conduce a fallas en el equipo de proceso químico.

A temperatura normal, el hidrógeno es una sustancia poco reactiva, a menos que se haya activado de alguna manera; por ejemplo, mediante un catalizador apropiado. A altas temperaturas es muy reactivo.

Aunque en general es diatómico, el hidrógeno molecular se disocia en átomos libres a altas temperaturas. El hidrógeno atómico es un poderoso agente reductor, incluso a temperatura ambiente. Reacciona con los óxidos y cloruros de muchos metales, como plata, cobre, plomo, bismuto y mercurio, para producir metales libres. Reduce algunas sales a su estado metálico, como nitratos, nitritos y cianuro de sodio y potasio. Reacciona con varios elementos, metales y no metales, para producir hidruros, como NaH, KH, H2S y PH3. El hidrógeno atómico produce peróxido de hidrógeno, H2O2, con oxígeno.

El hidrógeno atómico reacciona con compuestos orgánicos para formar una mezcla compleja de productos; con etileno, C2H4, por ejemplo, los productos son etano, C2H6 y butano, C4H10. El calor liberado cuando los átomos de hidrógeno se recombinan para formar las moléculas de hidrógeno se utiliza para obtener altas temperaturas en la soldadura de hidrógeno atómico.

El hidrógeno reacciona con el oxígeno para formar agua y esta reacción es extraordinariamente lenta a temperatura ambiente; pero si lo acelera un catalizador, como el platino, o una chispa eléctrica, está hecho con violencia explosiva.

Efectos en la salud humana:

Efectos de la exposición al hidrógeno: Fuego: Extremadamente inflamable. Muchas reacciones pueden provocar un incendio o una explosión. Explosión: Las mezclas de gas / aire son explosivas.

Vías de exposición: La sustancia se puede absorber por inhalación.

Inhalación: Las altas concentraciones de este gas pueden causar un ambiente deficiente en oxígeno. Las personas que respiran tal atmósfera pueden experimentar síntomas que incluyen dolores de cabeza, zumbidos en los oídos, mareos, somnolencia, inconsciencia, náuseas, vómitos y depresión de todos los sentidos. La piel de una víctima puede tener un color azul. En algunas circunstancias, puede ocurrir la muerte. No se espera que el hidrógeno cause mutagenicidad, embriotoxicidad, teratogenicidad o toxicidad reproductiva. Las condiciones respiratorias preexistentes pueden agravarse por la sobreexposición al hidrógeno. Riesgo de inhalación: En caso de pérdida de contención, se alcanzará muy rápidamente una concentración nociva de este gas en el aire.

Peligros físicos: El gas se mezcla bien con el aire, se forman fácilmente mezclas explosivas. El gas es más ligero que el aire.

Peligros químicos: El calentamiento puede provocar una combustión violenta o una explosión. Reacciona violentamente con aire, oxígeno, halógenos y oxidantes fuertes originando peligro de incendio y explosión. Los catalizadores metálicos, como el platino y el níquel, mejoran enormemente estas reacciones.

Las altas concentraciones en el aire provocan una deficiencia de oxígeno con riesgo de inconsciencia o muerte. Verifique el contenido de oxígeno antes de ingresar al área. Sin advertencia de olor si hay concentraciones tóxicas. Mida las concentraciones de hidrógeno con un detector de gas adecuado (un detector de gas inflamable normal no es adecuado para este propósito).

Primeros auxilios: Fuego: corte el suministro; si no es posible y no hay riesgo para el entorno, deje que el fuego se apague; en otros casos, apagar con agua pulverizada, polvo, dióxido de carbono. Explosión: En caso de incendio: mantenga el cilindro frío rociándolo con agua. Combata el fuego desde una posición protegida. Inhalación: aire fresco, reposo. Puede que sea necesaria la respiración artificial. Derivar para atención médica. Piel: Remitir atención médica.

Efectos en el ambiente:

Hidrógeno en el medio ambiente: El hidrógeno forma el 0.15% de la corteza terrestre, es el componente principal del agua. 0.5 ppm de hidrógeno H2 y proporciones variables como vapor de agua están presentes en la atmósfera. El hidrógeno también es un componente más importante de la biomasa, constituyendo el 14% en peso.

Estabilidad ambiental: el hidrógeno se encuentra de forma natural en la atmósfera. El gas se disipará rápidamente en áreas bien ventiladas.

Efecto en plantas o animales: cualquier efecto en animales estaría relacionado con ambientes deficientes en oxígeno. No se prevé que se produzcan efectos adversos en la vida de las plantas, a excepción de las heladas producidas en presencia de gases en rápida expansión.

Efecto sobre la vida acuática: Actualmente no se dispone de evidencia sobre el efecto del hidrógeno en la vida acuática.

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