Hay una variedad de usos para el hidrógeno . Es el elemento más ligero y se puede utilizar como agente de elevación en globos. Dado que el gas de hidrógeno es altamente inflamable, puede ser peligroso de usar. Pero esta propiedad y otras hacen que el hidrógeno sea adecuado para su uso como combustible. El uso más común de hidrógeno es en procesos y reacciones químicas.
Las preguntas que puede tener incluyen:
- ¿Cómo se usa el hidrógeno como agente de elevación?
- ¿Cómo se usa el hidrógeno como combustible?
- ¿Qué procesos químicos usan hidrógeno?
Esta lección responderá esas preguntas.
- ¿Qué tan alta debería ser una temperatura para contrarrestar el hidrógeno líquido?
- ¿Cuánto tiempo llevaría convertir todo el hidrógeno del universo en helio?
- Química: ¿por qué brilla el tritio?
- Si quemar hidrógeno produce agua, ¿por qué el Hindenburg fue un desastre?
- Si se demuestra que las afirmaciones de Corea del Norte de detonar una bomba de hidrógeno son ciertas, ¿deberíamos atacar primero?
Agente de elevación
El hidrógeno puede hacer que un globo se eleve o flote hacia arriba en el aire.
El aire consiste en aproximadamente 78% de nitrógeno y 21% de oxígeno. Un átomo de nitrógeno tiene un peso o masa atómica de 14 , el oxígeno tiene una masa atómica de 16 y la masa atómica de hidrógeno es 1 . Las tres son moléculas en su estado natural: N2 , O2 y H2 .
Por lo tanto, un globo lleno de gas hidrógeno pesa mucho menos que el aire que desplaza. Esto crea una fuerza de flotabilidad que empuja el globo hacia arriba. Un globo lleno de gas hidrógeno ( H2 ) flotará fácilmente hacia arriba en el aire. Parece ser un candidato ideal para un dirigible más ligero que el aire, pero también resultó ser demasiado peligroso.
Desastre de Hindenburg
En la década de 1930, Alemania construyó una serie de grandes aeronaves más ligeras que el aire que llamaron zepelines. También se llaman dirigibles y tienen un marco de metal. Los dirigibles que vemos en el cielo hoy no tienen una estructura rígida que mantenga la bolsa de aire en forma.
Los alemanes utilizaron los zepelines para transportar personas y carga en toda Europa. Su mayor zepelín de lujo, el Hindenburg, había cruzado el Océano Atlántico 17 veces, cuando en 1937 aterrizó en Manchester, Nueva Jersey, frente a una gran multitud de espectadores y reporteros. De repente, una chispa eléctrica encendió el hidrógeno dentro del zepelín, haciendo que estallara en llamas. Muchos de los pasajeros fueron asesinados.
Famosa foto de la quema de Hindenburg
Después de ese accidente, los dirigibles usarían gas helio. Aunque era dos veces más pesado que el gas hidrógeno, no se quema y, por lo tanto, es mucho más seguro de usar.
Hoy en día, los globos meteorológicos aún usan gas hidrógeno. Son relativamente pequeños y no representan ningún riesgo para las personas.
Combustible
El hidrógeno se puede usar como combustible.
Cohetes
Dado que el hidrógeno es altamente inflamable, especialmente cuando se mezcla con oxígeno puro, se usa como combustible en cohetes. Por lo general, combinan hidrógeno líquido con oxígeno líquido para formar una mezcla explosiva.
Desafortunadamente, en 1986, el transbordador espacial estadounidense Challenger explotó cuando una llama accidentalmente encendió el hidrógeno líquido en un tanque de combustible externo. Esto demostró nuevamente que el gas puede ser peligroso y causar un desastre en algunas situaciones.
Combustible limpio para automóviles
Pero también, el hidrógeno es uno de los combustibles más limpios porque cuando se quema, el resultado es agua simple. Es por eso que hay esfuerzos para crear motores que puedan impulsar los automóviles con hidrógeno. Esto ayudaría en gran medida a reducir la contaminación del aire y los problemas del calentamiento global.
Aunque el hidrógeno es altamente inflamable, también lo es la gasolina. Aunque se debe tener cuidado, la cantidad de hidrógeno utilizada en un automóvil no presentaría más peligro que la cantidad de gasolina utilizada.
Un problema con el uso de hidrógeno para alimentar directamente un automóvil es que es muy costoso crear hidrógeno puro para este uso. Además, el método más común para crear hidrógeno para su uso en automóviles es con gas metano ( CH4 ). Si bien la quema del hidrógeno no contiene contaminación, el metano es uno de los principales contribuyentes al efecto invernadero del calentamiento global.
Energía termonuclear
Cuando el hidrógeno se calienta a temperaturas extremas, como en el Sol, los núcleos de los átomos de hidrógeno se fusionarán para crear núcleos de helio. Esta fusión da como resultado la liberación de una enorme cantidad de energía, llamada energía termonuclear. Este proceso es lo que crea la energía del sol.
Al usar una bomba atómica para crear una temperatura similar a la del Sol, se creó una fusión termonuclear en la Tierra en forma de una bomba de hidrógeno. Esta bomba fue muchas veces más poderosa que una bomba atómica.
Los científicos están trabajando en aprovechar esta energía para utilizarla con fines pacíficos para crear energía económica, especialmente para generar energía eléctrica. Desafortunadamente, no han podido hacer esto de manera útil.
Procesos quimicos
El hidrógeno es una parte esencial de muchos procesos químicos.
Ácidos y bases
Los átomos de hidrógeno están en cada ácido y base. El gas de hidrógeno a veces se usa directamente para crear un ácido. Por ejemplo, se usa en la creación de ácido clorhídrico:
H2 + Cl2 → 2HCl .
Petróleo
El gas de hidrógeno se usa en el procesamiento de productos derivados del petróleo para descomponer el petróleo crudo en combustible, gasolina y otros.
Fertilizante
El hidrógeno es importante en la creación de amoníaco ( NH3 ) para su uso en la fabricación de fertilizantes.
Comida y grasa
El gas hidrógeno se usa como agente hidrogenante para las grasas poliinsaturadas, como las que se usan en la margarina. Pero también se usa para hacer grasas trans poco saludables que a menudo se usan en cookies y otros productos.
Resumen
El hidrógeno se usó una vez en zepelines y dirigibles, pero resultó ser demasiado peligroso. Dado que el gas de hidrógeno es altamente inflamable, puede ser adecuado para su uso como combustible. El uso más común de hidrógeno es en procesos y reacciones químicas.
