"Além de estar presente em 90% do Universo, o Hidrogênio é considerado
por muitos o combustível do futuro."
História
O primeiro caso registrado de hidrogênio feito pela ação humana aconteceu no primeiro semestre do ano de 1500. Phillipus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim (ou somente, Paracelso), um médico, alquimista, físico e astrólogo, dissolveu ferro em ácido sulfúrico e observou a liberação de um gás. "O ar surge e rompe como um vento", relatou ele ao fazer o experimento. No entanto, Parecelso não descobriu qualquer propriedade do hidrogênio.
Mais tarde, em 1650, Turquet De Mayerne repetiu o experimento de Paracelso e descobriu que o gás era inflamável. Nem Paracelso nem De Mayerne pensaram que o hidrogênio poderia ser um novo elemento. Na verdade, Paracelso acreditava que somente havia três elementos - o sal, o mercúrio e o enxofre - e que todas as outras substâncias eram feitas de diferentes combinações destes três.
Em 1670, o cientista inglês Robert Boyle adicionou ferro ao ácido sulfúrico. Ele mostrou que o gás resultante (hidrogênio) somente queimava se o ar estivesse presente e que a fração de ar (oxigênio) era consumida pela queima.
O hidrogênio foi reconhecido pela primeira vez como um elemento distinto em 1766, pelo cientista inglês Henry Cavendish, que preparou a reação de ácido clorídrico com zinco. Ele descreveu o hidrogênio como "Ar inflamável dos metais" e estabeleceu que era o mesmo material, independentemente de qual metal e qual ácido seria usado para produzi-lo.
Em 1783, veio o cientista francês Antoine Lavoisier e nomeou o elemento hidrogênio. O nome veio do grego "hydro" que significa água e "genes" que significa formação - o hidrogênio é um dos dois elementos que formam a água.
Em 1806, com o hidrogênio já estabelecido como elemento, o químico inglês Humphry Davy aplicou uma forte corrente elétrica através da água purificada. Ele encontrou a formação de hidrogênio e oxigênio. O experimento demonstrou que a eletricidade poderia retirar substâncias independentemente de seus elementos constituintes. Davy percebeu que substâncias estavam ligadas pelo fenômeno elétrico; ele havia descoberto a verdadeira natureza da ligação química.
Aparência e Características
O hidrogênio é altamente inflamável e tem uma chama quase invisível, que pode causar queimaduras acidentais.
O hidrogênio é um elemento mais simples de todos, e o mais leve. Também é o elemento mais comum de todo o Universo, cerca de 90% de todos os átomos do universo são hidrogênio. Na sua forma mais comum, o átomo de hidrogênio é feito de um próton, um elétron e sem neutrons. O hidrogênio é o único elemento que pode existir sem nêutrons.
O hidrogênio é um gás incolor e inodoro que existe à temperatura e pressão normal, que é o caso das moléculas diatômica, H2.
Ele queima e forma misturas explosivas no ar e reage violentamente com oxidantes.
Embora esteja presente em aproximadamente 90% do Universo, há pouco hidrogênio livre na Terra. Isso acontece porque os átomos de hidrogênio são muito leves e possuem uma velocidade média muita alta, fazendo-os escapar da gravidade terrestre facilmente. Para permanecer na Terra, o hidrogênio tem de estar ligado com outros elementos, formando substâncias mais pesadas.
Na Terra, o maior local de hidrogênio está na forma de água, H2O, nos oceanos. Ele é encontrado também em hidrocarbonetos que formam os combustíveis fósseis e também no interior de minerais e argilas.
O gás hidrogênio é formado por moléculas pequenas e não polares, interagindo apenas com forças intermoleculares fracas. Em consequência, se condensa apenas com temperaturas muito baixas ou quando enormes pressões são aplicadas a ele.
Usos
A cada ano, grande quantidade de hidrogênio é utilizada para a síntese de amônia pelo processo de Haber. É utilizado também na hidrogenação de gorduras e óleos e na produção de metanol.
O hidrogênio em sua forma líquido é utilizado como combustível para ônibus espaciais e foguetes, isso devido a uma propriedade bem interessante, a densidade que é muito baixa, menos de um décimo da densidade da água. Isso torna o hidrogênio um combustível leve. Além do mais, o gás hidrogênio tem uma entalpia específica mais alta de todos os outros combustíveis conhecidos e por isso o hidrogênio é usado juntamente com o oxigênio líquido como combustível.
O hidrogênio possuiu dois isótopos, mais pesados, o Deutério e o Trítio, que são utilizados na fusão nuclear.
Provavelmente a ideia mais promissora para o uso do hidrogênio será sua utilização como combustível do futuro, como substituto para os nossos hidrocarbonetos (petróleo, gás e carvão), isso devido as suas propriedades. Sabe-se que para liberar o hidrogênio de compostos é necessário aplicar energia e isso é um desafios para torná-lo combustível. Usar menos menos energia na produção do hidrogênio do que o que pode ser obtida por sua queima, é o objetivo.
Atualmente há alguns modos de se obter o hidrogênio. O primeiro é pelo processo de eletrólise da água, entretanto para ser gerada é necessário eletricidade, o que não compensa. Químicos estão tentando encontrar meios de usar a energia solar para obter a reação de decomposição da água:
2H2O -----luz----> 2H2 + O2
O outro modo de se obter o hidrogênio é a partir do subproduto do refino do petróleo, com duas etapas de reações catalisadas:
(1) CH4(g) + H20(g) ----Ni----> CO(g) + 3H2(g)
(2) CO(g) + H2O(g) ----Fe/Cu----> CO2(g) + H2(g)
Já nos laboratórios, é preparado em pequenas quantidades pela redução dos íons hidrogênio de um ácido forte por metais com potencial padrão negativo, como o zinco:
Zn(s) + 2 H+ (aq) --------> Zn ²+ (aq) + H2(g)
Fontes:
"Hydrogen." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 17 Oct. 2012. Web. 8/15/2014
<http://www.chemicool.com/elements/hydrogen.html>.
Atkins P., Jones L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio
ambiente; tradução técnica: Alencastro, R.B - 5.ed. - Porto Alegre. 2002.
