Hidrógeno LOS ISOTOPOS DEL HIDRÓGENO.

HIDROGENO

LOS  ISOTOPOS DEL HIDRÓGENO.

Propiedades, abundancia e importancia.

Los Isótopos son átomos de un mismo elemento, que de forma general poseen en sus núcleos además de protones, una cantidad de neutrones que hacen variar su masa pero sin  afectar sus propiedades químicas.

El hidrógeno posee tres isótopos naturales :

Protio (1H) o también conocido como hidrógeno común, es el isótopo más común del hidrógeno con una abundancia natural de más del 99,98%. El núcleo de este isótopo está formado por un solo protón,  no contiene neutrones.  El hidrógeno (en griego, 'creador de agua') es el elemento químico más ligero (14 veces más ligero que el aire) y  mucho menos denso que el agua, tiene número atómico 1,  masa atómica  de 1,007; un peso molecular de 2,01594 y su  símbolo es  H. El átomo de hidrógeno no puede aislarse, siempre se encuentra formando moléculas o compuestos. Es el combustible habitual en las reacciones de fusión nuclear que tienen lugar en las estrellas.

Deuterio (D o 2H) su núcleo contiene un protón y un neutrón. Fue descubierto en la Universidad de California en 1931. Es un isótropo estable,  la proporción de deuterio a hidrogeno es de 1 a 5000, o sea, un 0,02% encontrándose las menores concentraciones en el hidrógeno gaseoso y las mayores concentraciones en aguas oceánicas. El deuterio no es radiactivo. En estado libre, forma molécula D2 y HD y  combinado con el oxígeno forma “Agua Pesada" de formula D2O.

El deuterio y sus compuestos se emplean en marcado no radiactivo en experimentos y también en disolventes usados en espectroscopia. El agua pesada se utiliza como moderador de neutrones y refrigerante en reactores nucleares. El deuterio es también un potencial combustible para la fusión nuclear con fines comerciales.

El deuterio se obtiene por electrólisis del agua

El Tritio (T o 3H)  contiene un protón y dos neutrones en su núcleo. Es  radiactivo, pequeñas cantidades de tritio se encuentran en la naturaleza por efecto de la interacción de los rayos cósmicos con los gases atmosféricos y es tan escaso en la naturaleza que de cada 109 átomos de hidrógeno hay uno de tritio pero que puede producirse artificialmente por medio de varias reacciones nucleares.  También ha sido liberado tritio por la realización de pruebas de armamento nuclear. El tritio es significativamente demandado, pues se aplica en la medicina, siendo usado como rastreador (cuando se desintegra radiactivamente, dicho isótopo emite una serie de electrones los cuales pueden ser rastreados gracias a un contador, sin causar daños prácticamente, a los tejidos humanos). Se usa en reacciones de fusión nuclear, como trazador en Geoquímica Isotópica, y en dispositivos luminosos auto - alimentados. Posee una vida media de unos 12 años. El tritio también es consumido en grandes cantidades por las fuerzas armadas de países con bombas de hidrógeno (que realmente son bombas de tritio).

Otros isótopos altamente inestables (del 4H al 7H) han sido sintetizados en laboratorio, pero nunca observados en la naturaleza.

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EL HIDROGENO GASEOSO.  

Es el más ligero de la tabla de los elementos. Por lo general, se presenta en su forma molecular, formando el gas diatómico (H2) en condiciones normales de presión y temperatura este gas es inflamable, incoloro, inodoro, insípido, no metálico e insoluble en agua. 

El hidrógeno es el elemento más simple del universo: se compone de un protón y un electrón. Bajo condiciones normales de presión y temperatura, el hidrógeno existe como gas diatómico gaseoso

El punto de fusión del hidrógeno es de 14,025 K ( -258,1251°C) y el punto de ebullición del hidrógeno es de 20,268 K (-251,882°C).

La mayor parte del hidrógeno terrestre se encuentra formando parte de compuestos químicos tales como los hidrocarburos o el agua.  El hidrógeno gaseoso es producido por algunas bacterias y algas, y es un componente natural de las flatulencias. El metano es una fuente de enorme importancia para la obtención del hidrógeno.

Desempeña un papel particularmente importante en la química ácido - base, en la que muchas reacciones conllevan el intercambio de protones (iones hidrógeno, H+) entre moléculas solubles.

El empleo más importante del hidrógeno es en la síntesis del amoniaco.

La utilización del hidrógeno está aumentando con rapidez en las operaciones de refinación del petróleo, como el rompimiento por hidrógeno (hydrocracking), y en el tratamiento con hidrógeno para eliminar azufre.

El hidrógeno se utiliza como refrigerante rotor en generadores eléctricos, en la síntesis de productos químicos como el ácido clorhídrico utilizado ampliamente en las industrias químicas. El gas de hidrógeno se utiliza para reducir muchos minerales metálicos. Puede ser utilizado para crear agua, como combustible de cohetes, en combinación con oxígeno o flúor, para soldaduras, etc., y, por ser el gas menos pesado que existe, se ha usado para inflar globos y dirigibles.

Descubrimiento

El hidrógeno diatómico gaseoso, H2, fue formalmente descrito por primera vez por T. Von Hohenheim (más conocido como Paracelso, 1493-1541) que lo obtuvo artificialmente mezclando metales con ácidos fuertes. Paracelso no se dio cuenta que el gas inflamable generado en estas reacciones químicas estaba compuesto por un nuevo elemento químico.

En 1671, Robert Boyle redescubrió y describió la reacción que se producía entre limaduras de hierro y ácidos diluidos, y que generaba hidrógeno gaseoso.

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