HIDRÓGENO


Hoy voy a hablaros del hidrógeno y de una práctica que realizamos a partir de este elemento. El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro e insípido. Como la mayoría de los elementos gaseosos, el hidrógeno es diatómico, sus moléculas contienen dos átomos, (H2), pero se disocia en átomos libres a altas temperaturas. Se conocen tres isótopos del hidrógeno. El núcleo de cada átomo de hidrógeno ordinario contiene un solo protón. El Deuterio (alrededor del 0,02% en el hidrógeno natural) contiene un protón y un neutrón en el núcleo, siendo su masa atómica de dos. El Tritio (un isótopo radioactivo inestable) contiene un protón y dos neutrones en el núcleo y tiene una masa atómica de tres.A temperaturas ordinarias el hidrógeno es poco reactivo.

No reacciona con el oxígeno a bajas temperaturas, pero lo hace de forma violenta si se eleva la temperatura por encima de 700ºC o se introduce algún catalizador como paladio o platino finamente dividido, obteniéndose agua como producto de esta reacción. Cuando el hidrógeno se mezcla con el aire o el oxígeno y se prende, la mezcla hace explosión para formar agua H2O, según la reacción:

H2 + O2 --> H2O

Esta propiedad la utilizaremos en el proceso práctico para identificar el gas obtenido como hidrógeno. Actúa como un agente reductor sobre óxidos metálicos, tal como óxido de cobre, quitando el oxígeno y dejando el metal en estado libre. El hidrógeno puede combinarse con el oxígeno de los óxidos de otros elementos y este carácter reductor se aprovecha en la industria metalúrgica para obtener metales con un alto grado de pureza como por ejemplo el wolframio de los filamentos para lámparas eléctricas. Reacciona con muchos no metales. Combina con el nitrógeno en presencia de un catalizador para formar amoníaco NH3, con el azufre para formar sulfuro de hidrógeno H2S y con el cloro para formar cloruro de hidrógeno HCl. También combina con los metales más activos, como sodio, litio y calcio, para formar hidruros (NaH, LiH y CaH2). También reacciona con compuestos orgánicos no saturados para formar los compuestos saturados correspondientes.

Existen muchos métodos para obtener el hidrógeno. Industrialmente se suele obtener a partir del agua, por electrólisis, o recuperándolo del gas natural. En los laboratorios, para obtener pequeñas cantidades de hidrógeno, se suele tratar cinc con ácido clorhídrico diluido, proceso en el que se forma cloruro de cinc y se desprende hidrógeno:

2HCl + Zn --> ZnCl2 + H2




Globo de hidrógeno

MATERIAL

Vaso de precipitados, kitasato, tapón, globo, embudo de decantación, hilo fino (1 metro), mechero, varilla de 1 metro, vela.
Productos:
Ácido clorhídrico (HCl), granalla de cinc o cinc en polvo, jabón, glicerina.


PROCEDIMIENTO

Introduce el tubo de decantación en un tapón agujereado. Antes, úntalo con glicerina para que no se quede pegado.
Introduce el tapón en el matraz kitasato.
Llena hasta la mitad el embudo de decantación con ácido clorhídrico.
Mete la granalla de cinc en el kitasato.
Coloca un globo en el tubito del kitasato, atándolo con una goma para evitar fugas. Si la presión no es lo bastante fuerte, no se hinchará.
Bajo la supervisión de tu profesor o profesora, abre la llave del embudo de decantación con cuidado, ya que es peligroso.
Cuando el globo esté lo suficientemente hinchado, átalo con el hilo. Observa que sube hacia arriba.
Ata la vela a la varilla de madera. Enciéndela.
Colócate en un lugar despejado y, bajo la supervisión de tu profesor, acerca la vela encendida al globo y observa lo que ocurre.