«Los dos elementos más comunes en el universo son el hidrógeno y la estupidez.» ~ Harlan Ellison
¿Cuál es lo más común entre los fanáticos de Lionel Messi y Cristiano Ronaldo?
No es su adoración y obsesión por sus ídolos, sino más bien el HIDRÓGENO.
El hidrógeno constituye aproximadamente el 10% del peso del cuerpo humano. Está presente en forma de agua y otras moléculas orgánicas en todo el cuerpo.
Entonces, lo que todos compartimos es el hidrógeno.
El primer elemento de la tabla periódica y la sustancia química más abundante en el universo, el hidrógeno obtiene su nombre del griego: «hydro» que significa «agua» y «genes» que significa «formador», 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 inflamable.
La forma pura de hidrógeno rara vez está presente en la atmósfera de la Tierra porque escapa rápidamente de la gravedad de la Tierra, según indican algunos estudios. Se encuentra principalmente combinado con oxígeno y agua, así como en materia orgánica.
Hay tres isótopos naturales (átomos del mismo elemento que tienen el mismo número atómico, pero diferentes números de masa), a saber, Protio (¹H), Deuterio (²H) y Tritio (³H). Un dato curioso es que el hidrógeno es el único elemento cuyos isótopos tienen diferentes nombres que se usan comúnmente. ¡Sin duda, este elemento tiene un estatus especial en el campo de la Ciencia!
¿Cómo se descubrió el hidrógeno?
En 1671, Robert Boyle generó gas de hidrógeno mientras estudiaba la reacción del hierro con los ácidos, pero inicialmente no se dio cuenta de ello.
Más tarde, en 1766, Henry Cavendish identificó el hidrógeno como un elemento distinto cuando realizó un experimento con zinc y ácido clorhídrico. Recolectó las burbujas de gas y demostró que era un gas diferente, que se conoció como hidrógeno. Más tarde, también demostró que el hidrógeno arde en el aire para formar agua. Esto refutó la creencia de que el agua era un elemento. Por lo tanto, se le atribuye a Henry Cavendish el descubrimiento del hidrógeno.
Experimento que muestra la producción de hidrógeno (Crédito de la foto: udaix/Shutterstock)
¿Por qué el hidrógeno arde con un sonido estallido?
El hidrógeno es un elemento que reacciona fácilmente. Este gas, que no es venenoso, también es altamente inflamable.
Cuando el hidrógeno reacciona químicamente con el oxígeno, o cuando arde en el aire, crea un sonido estallido distintivo.
Investiguemos la razón detrás de este sonido único.
Cuando dos moléculas de hidrógeno se combinan con una molécula de oxígeno, experimentan una reacción química que produce dos moléculas de agua y libera una cantidad significativa de energía. Esta reacción es exotérmica, lo que significa que libera calor. El hidrógeno a veces se conoce como un «formador de agua» debido a esta reacción.
Esta reacción es exotérmica, lo que significa que libera mucha energía (Crédito de la foto: OSweetNature/Shutterstock)
La energía liberada durante esta reacción es principalmente en forma de calor. Este calor da energía cinética a las moléculas de la mezcla de gas, lo que hace que se expandan. El aire circundante también se expande rápidamente. La rápida y repentina expansión de las moléculas de gas rompe la barrera del sonido. Como resultado, escuchamos un sonido estallido cuando el hidrógeno arde debido a la explosión.
El sonido estallido también ocurre porque las impurezas en la mezcla de gas experimentan la reacción química.
Otras reacciones que producen emisión de sonido
1) La quema de petardos produce energía sonora debido a las reacciones químicas explosivas del nitrato de potasio, el azufre y el carbono, que se transforman en carbonato de potasio, nitrógeno, sulfato de potasio y dióxido de carbono.
2) Al encender una antorcha de oxígeno-acetileno, a menudo se escucha un sonido estallido debido al bloqueo o la fuga del flujo de gas en la antorcha.
El futuro del hidrógeno
Estudios recientes indican que el hidrógeno es una fuente prometedora de combustible «limpio» para la Tierra. Su abundancia en el universo es una ventaja. Ya alimenta el universo a través de procesos de fusión de hidrógeno estelar y reacciones de protón-protón, entre otros.
El hidrógeno puede funcionar eficazmente como un combustible libre de contaminación ya que no contiene moléculas de carbono. La quema de hidrógeno produce agua. Las reacciones químicas que involucran hidrógeno pueden generar una tremenda cantidad de energía, lo que podría resolver problemas de deficiencia energética.
Las celdas de combustible de hidrógeno son el futuro de la energía (Crédito de la foto: luchschenF/Shutterstock)
Sin embargo, lograr tal hazaña no siempre es fácil. Lo mismo se aplica al aprovechamiento del hidrógeno en nuestro beneficio. El combustible de hidrógeno es costoso, lo cual es una desventaja significativa ya que las industrias prefieren combustibles más baratos. Además, el proceso actual de producción de hidrógeno no es «limpio» ni «libre de contaminación». El hidrógeno industrial se produce principalmente a partir de gas natural, lo que genera dióxido de carbono (CO2).
Los investigadores han estado trabajando para descubrir métodos alternativos y más respetuosos con el medio ambiente para la producción masiva de hidrógeno. Si la humanidad logra encontrar e inventar métodos de producción de hidrógeno mejores, rentables, más limpios y más verdes, el hidrógeno podría satisfacer nuestra sed de energía ilimitada para las generaciones venideras. ¡Esperemos que ese día no esté muy lejano!