¿Qué es el hidrógeno?

El hidrógeno es el gas noble de número atómico 1, representado por el símbolo H. Dentro de la tabla periódica, es el elemento más ligero de todos y el más abundante del universo, aunque en nuestro planeta es relativamente raro, con una concentración de 1ppm. Así, en la Tierra se obtiene principalmente de los hidrocarburos, como el metano y el gas natural; aunque también se puede obtener por medio de la electrólisis del agua a un costo mucho mayor. El hidrógeno en la actualidad tiene muchos usos, aunque se le utiliza principalmente para mejorar combustibles fósiles por medio de hidrocraqueo. En la Tierra, este elemento no suele encontrarse en su forma atómica sino molecular H2. Dentro de la tabla se ubica en la parte superior izquierda, grupo 1, periodo 1 y bloque 2. Este gas no posee olor ni olor. El término hidrógeno tiene su origen en el latín hydrogenium, que proviene de los vocablos griegos hydro (ὕδωρ), que se puede traducir como “agua”, y genos (γένος-ου), que se puede traducir como “generador. Así, hidrógeno significaría “formador de agua”, en tanto que es uno de los componentes de este líquido (H2O).

El hidrógeno, como gas noble, se clasifica como un no metal. Su masa atómica es de 1,00797 unidades atómicas y posee 1 electrón por nivel. Este elemento tiene un radio medio de 25 pm, una electronegatividad de 2,2 en la escala de Pauling, un radio atómico de 53 pm según el radio de Bohr, un radio covalente de 37 pm, un radio de van der Waals de 120 pm y una energía de ionización de 1312 kJ/mol. Además, posee como estados de oxidación -1, 1 y 0, y su óxido es una sustancia anfótera, que puede reaccionar como ácido y como base. En estado natural se encuentra usualmente gaseoso. Su densidad es de 0,0899 kg/m3, su punto de fusión es de 14,025 K (equivalente a -259 °C), su punto de ebullición es de 20,268 K (-253 °C), su punto de inflamabilidad es de 255 K (-18 °C), su entalpía de vaporización es de 0,8985 kJ/mol, su entalpía de fusión de 0,1190 kJ/mol, su presión de vapor es de 209 Pa a 23 K, su punto crítico es de 23,97 K (-249 °C) 1,293×106 Pa y su volumen molar es de 22,42×10-3 m3/mol.

La historia del Hidrógeno se remonta a la década de 1500, cuando el alquimista suizo Paracelso descubrió que al agregar limaduras de hierro a un recipiente con ácido sulfúrico salían unas pequeñas burbujas inflamables. Esta misma observación fue confirmada en 1671 por el químico irlandés Robert Boyle. No obstante, ni uno ni otro vieron en este fenómeno la presencia de un nuevo elemento, como sí lo hizo el químico británico Henry Cavendish. Este capturó las burbujas en 1766 y las comparó con las burbujas de otros gases, descubriendo que eran totalmente diferentes. Después de esto, observó que, al incendiarlas, obtenía agua como residuo. Fue por esta razón que Antoine Lavoisier nombró este elemento como «hidrógeno», que quiere decir «formador de agua». Para 1931, Harold Urey y sus compañeros de la Universidad de Columbia de los Estados Unidos descubrieron un hidrógeno que tenía el doble de masa, el isótopo ²H, al que llamaron deuterio.

El hidrógeno es utilizado como parte de combustibles limpios, es por ello que puede encontrarse en los sistemas de algunos autos y buses. Este elemento también se emplea para producir amoniaco, útil para la creación de fertilizantes agrícolas; y metanol y ciclohexano, útiles para la producción de plástico y medicamentos. Además, el hidrógeno también se utiliza en los procesos de refinamiento de petróleo, para la eliminación de azufre; en la fabricación de vidrios; en la fabricación de chips de silicio; en la hidrogenación de aceites y grasas para formar otros productos, como la margarina; en el inflado de globos; en la industria aeronáutica; y en la producción de energía nuclear y fabricación de bombas nucleares a través de la fusión de dos de sus isótopos, el deuterio (2H) y el tritio (3H). Anteriormente, se utilizaba para llenar y elevar los dirigibles, aunque estos cayeron en desuso luego del desastre de Hindenburg en 1937.