¿Por qué el hidrógeno se quema con un sonido de estallido? » Cienciahoy

“Los dos elementos más comunes en el universo son el hidrógeno y la estupidez”. ~Harlan Ellison

¿Qué es lo más común entre los fanáticos de Lionel Messi y Cristiano Ronaldo?

No es su amor y afecto enloquecido por sus íconos, sino HIDRÓGENO.

El hidrógeno constituye alrededor del 10% de la masa del cuerpo humano. Está presente en forma de agua y otras moléculas orgánicas en todo el cuerpo.

Entonces, lo que todos tenemos en común es el hidrógeno.

El primer elemento de la tabla periódica y la sustancia química más abundante en el universo, el hidrógeno deriva su nombre del griego, “hidro” que significa “agua” y “genes” que significa “antiguo”, dado por el químico francés Antoine Lavoisier. Se encuentra en el 75% de toda la materia común. Su número atómico (el número de protones presentes en el núcleo) es 1. Normalmente existe en estado gaseoso en condiciones estándar. Es un elemento incoloro, inodoro y altamente combustible.

La forma pura de hidrógeno apenas está presente en la atmósfera terrestre porque escapa rápidamente de la gravedad de la Tierra, como sugieren algunos estudios. Se encuentra principalmente combinado con oxígeno y agua, así como en materia orgánica.

Parece que el hidrógeno es omnipresente meme

Hay tres isótopos naturales (átomos del mismo elemento que tienen el mismo número atómico, pero diferente número de masa), a saber, protio (¹H), deuterio (²H) y tritio (³H). Un hecho divertido es que el hidrógeno es el único elemento cuyos isótopos tienen diferentes nombres que se usan comúnmente. ¡Seguramente, este elemento tiene un estatus especial en el campo de la ciencia!

¿Cómo se descubrió el hidrógeno?

En 1671, Robert Boyle produjo gas hidrógeno mientras estudiaba la reacción del hierro con los ácidos, pero inicialmente no lo reconoció.

Más tarde, en 1766, Henry Cavendish reconoció el hidrógeno como un elemento distinto cuando realizó un experimento con zinc y ácido clorhídrico. Recogió las burbujas del gas y demostró que era de un gas diferente, uno que llegó a conocerse como hidrógeno. Más tarde, también demostró que el hidrógeno se quema en el aire para formar agua. Esto llevó al fin de la creencia de que el agua era un elemento. Por lo tanto, a Henry Cavendish se le atribuye el descubrimiento del hidrógeno.

Experimento de producción de hidrógeno por reacción química de gránulos de zinc en ácido sulfúrico diluido

Experimento que muestra la producción de hidrógeno (Crédito de la foto: udaix/Shutterstock)

¿Por qué el hidrógeno se quema con un sonido de estallido?

El hidrógeno es un elemento altamente reactivo. Este gas no tóxico también es altamente combustible.

Cuando el hidrógeno sufre una reacción química con el oxígeno, es decir, cuando se quema en el aire, produce un chasquido característico.

Exploremos la razón detrás de este sonido inusual.

Cuando dos moléculas de hidrógeno se combinan con una molécula de oxígeno, experimentan una reacción química para producir dos moléculas de agua y también liberan mucha energía. Por lo tanto, esta reacción es de naturaleza exotérmica. El hidrógeno también se llama “formador de agua” debido a esta reacción.

Modelo de reacción química de creación de nuevos compuestos.  El hidrógeno y el oxígeno se combinan para formar moléculas de agua H2O.

Esta reacción es exotérmica, es decir, libera mucha energía (Crédito de la foto: OSweetNature/Shutterstock)

La energía liberada en esta reacción es principalmente en forma de calor. Este calor imparte energía cinética a las moléculas de la mezcla gaseosa y hace que se expandan. El aire que rodea los gases también comienza a expandirse muy rápidamente. Esta repentina y rápida expansión de las moléculas de gas provoca la ruptura de la barrera del sonido. Por lo tanto, escuchamos un sonido pop cuando el hidrógeno se quema debido a la explosión.

El sonido pop también resulta de las impurezas presentes en la mezcla gaseosa que experimenta la reacción química.

Algunas otras reacciones que involucran la emisión de sonido.

1) La quema de petardos emite energía sonora debido a las reacciones químicas explosivas del nitrato de potasio, azufre y carbono en carbonato de potasio, nitrógeno, sulfato de potasio y dióxido de carbono.

2) Por lo general, se escucha un chasquido al encender un soplete de oxiacetileno debido a una obstrucción o fuga de flujo de gas en el soplete.

El futuro del hidrógeno

Estudios recientes sugieren que el hidrógeno es una fuente prometedora de combustible “limpio” para la Tierra. Su gran abundancia en el universo es una ventaja añadida para nosotros. Ya está alimentando el universo a través de procesos de fusión de hidrógeno estelar y reacciones protón-protón, solo por nombrar algunos.

El hidrógeno puede servir muy eficazmente como combustible libre de contaminación, ya que no contiene moléculas de carbono. Produce agua cuando se quema. Se puede aprovechar una gran cantidad de energía a partir de reacciones químicas que involucran hidrógeno que podrían resolver los problemas de deficiencia de energía.

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Las celdas de combustible de hidrógeno son el futuro de la energía (Crédito de la foto: luchschenF/Shutterstock)

Sin embargo, no siempre es fácil lograr una gran hazaña. Lo mismo ocurre con el aprovechamiento del hidrógeno para nuestro beneficio. El combustible de hidrógeno es caro, lo cual es un gran inconveniente, ya que las industrias prefieren combustibles más baratos. Además, el proceso actual para producir hidrógeno en sí mismo no es tan “limpio” o “libre de contaminación”. El hidrógeno para uso industrial se produce principalmente a partir del gas natural, que genera dióxido de carbono (CO2).

Los investigadores han estado trabajando para encontrar formas alternativas y más respetuosas con el medio ambiente para la producción masiva de hidrógeno. Si la humanidad tiene éxito en descubrir e inventar mejores métodos de producción de hidrógeno que sean rentables, además de más limpios y ecológicos, entonces el hidrógeno podría saciar nuestra sed de energía ilimitada durante generaciones y generaciones. ¡Con suerte, este día no está muy lejos!