O elemento mais abundante no universo, o hidrogênio também é uma fonte promissora de combustível limpo na Terra. O hidrogênio é o elemento químico número 1 na tabela periódica, representado pela letra H.
O hidrogênio é uma substância gasosa incolor, inodora, insípida e inflamável. Também é o membro mais simples da família de elementos químicos. O número do elemento, ou número atômico, é o número de prótons presentes no átomo. Cada átomo de hidrogênio tem um próton, o que significa que possui uma carga nuclear efetiva de +1. É essencial para toda a vida e abundante no universo, por isso é um elemento que você deve conhecer melhor.
Uso do hidrogênio
O hidrogênio é um elemento muito útil. É usado para produzir amônia para fertilizantes, refinar metais e metanol para produzir material artificial como plástico.
Esse elemento químico também é usado como combustível de foguete, onde o hidrogênio líquido é combinado com o oxigênio líquido para produzir uma poderosa explosão. Os cientistas esperam que um dia o hidrogênio possa ser usado como combustível limpo, ou seja, uma alternativa à gasolina.
Papel biológico
Em resumo, o hidrogênio é um elemento essencial para a vida. Está presente na água e em quase todas as moléculas nos seres vivos. No entanto, o próprio hidrogênio não desempenha um papel particularmente ativo. Ele permanece ligado aos átomos de carbono e oxigênio, enquanto a química da vida ocorre nos locais mais ativos, envolvendo, por exemplo, oxigênio, nitrogênio e fósforo.
Abundância natural
O hidrogênio é facilmente o elemento mais abundante no universo. Pode ser encontrado no sol e na maioria das estrelas, assim como o planeta Júpiter é composto principalmente de hidrogênio.
Já na Terra, o hidrogênio é encontrado em grandes quantidades, como na água. Está presente como gás na atmosfera apenas em pequenas quantidades. Seu volume é de menos de 1 parte por milhão. Qualquer hidrogênio que entra na atmosfera escapa rapidamente da gravidade da Terra para o espaço sideral. No entanto, o hidrogênio monoatômico é raro na Terra, devido à sua propensão a formar ligações covalentes com a maioria dos elementos.
A maior parte do hidrogênio é produzida pelo aquecimento de gás natural com vapor para formar o gás de síntese (uma mistura de hidrogênio e monóxido de carbono). O gás de síntese são separados para gerar hidrogênio. O hidrogênio também pode ser produzido pela eletrólise da água.
Dados atômicos
- Número atômico (número de prótons no núcleo): 1;
- Símbolo atômico (na tabela periódica dos elementos): H;
- Peso atômico (massa média do átomo): 1,00794;
- Densidade: 0.00008988 gramas por centímetro cúbico;
- Fase à temperatura ambiente: Gás;
Ponto de fusão: menos 434,7 graus Fahrenheit (menos 259,34 graus Celsius); - Ponto de ebulição: menos 423,2 F (menos 252,87 C);
- Número de isótopos (átomos do mesmo elemento com um número diferente de nêutrons): 3; isótopos comuns, incluindo 2 estáveis;
- Isótopo mais comum: 1H, abundância natural 99,9885%.
História e Descoberta
A produção de hidrogênio já ocorria anos antes de ser realmente descoberto e nomeado como um elemento. Em meados da década de 1600, Paracelso observou que um gás inflamável era liberado quando o ferro era dissolvido em ácido sulfúrico. Entretanto, ele o confundia com outros gases inflamáveis.
Robert Boyle descobriu e descreveu o gás hidrogênio em 1671, enquanto experimentava ferro e ácidos diluídos. Mas somente em 1766 Henry Cavendish o reconheceu como um elemento distinto, nomeando o gás de uma reação ácido-metal como “ar inflamável”.
Ele especulou que o “ar inflamável” era de fato idêntico à substância hipotética chamada “flogisto” e descobriu ainda em 1781 que o gás produz água quando queimado. Por esse motivo, ele geralmente recebe crédito pela descoberta do hidrogênio como um elemento.
Em 1783 o elemento foi nomeado hidrogênio pelo químico francês Antoine Lavoisier. Foi nomeado a partir das palavras gregas hidro e genes, que juntos significam “formação de água”. No mesmo ano, o primeiro balão cheio de hidrogênio foi inventado. Ele levantou voo alimentado por uma sustentação a partir da mistura de hidrogênio e oxigênio.
Hidrogênio como combustível
Em 1806, o primeiro motor de combustão interna foi construído. Visto que Henri Giffard inventou o primeiro dirigível levantado por hidrogênio em 1852. Já em 1900, Ferdinand von Zeppelin promoveu a ideia de aeronaves rígidas levantadas pelo hidrogênio. O primeiro Zeppelin voou naquele ano.
Em 6 de maio de 1937, ocorreu o incidente do dirigível Hindenburg, que foi destruído pelo fogo. Nesse sentido o fogo foi determinado como causador pela ignição do revestimento de tecido aluminizado pela eletricidade estática. Por consequência, danos irreparáveis foram causados pela reputação do hidrogênio como gás de elevação.
Em 1977, a primeira bateria de níquel-hidrogênio foi usada a bordo de satélites. A Mars Odyssey e a Mars Global Surveyor estavam equipadas com baterias de níquel-hidrogênio, assim como a órbita do lado escuro do Telescópio Espacial Hubble.
Fatos sobre o hidrogênio
- O hidrogênio é o menor elemento químico porque consiste em apenas um próton em seu núcleo;
- A NASA usa hidrogênio como combustível de foguete para levar a tripulação ao espaço;
- O hidrogênio liquefeito é extremamente frio e pode causar queimaduras graves ao entrar em contato com a pele;
- O hidrogênio é cerca de 14 vezes mais leve que o ar;
- O hidrogênio se combina com outros elementos para formar inúmeros compostos. Alguns dos mais comuns são: água (H2O), amônia (NH3), metano (CH4), açúcar de mesa (C12 H22 O11), peróxido de hidrogênio (H2O2) e ácido clorídrico (Hcl);
- Cerca de 3 bilhões de metros cúbicos de hidrogênio são produzidos nos Estados Unidos por ano;
- O hidrogênio tem a menor densidade de todos os gases;
- O hidrogênio é o único elemento cujos três isótopos comuns, o protium, deutério e trítio, receberam nomes diferentes;
- Os cientistas estimam que o hidrogênio represente mais de 90% de todos os átomos do universo;
- Cerca de 10% da massa do corpo humano é hidrogênio;
- Por ser extremamente leve, já foi usado em balões mais leves que o ar. No entanto, tornou-se muito perigoso por causa de sua natureza altamente inflamável;
- O gás hidrogênio pode ser produzido em laboratório combinando um ácido diluído com um metal.
