Hidrógeno y Oxígeno: Propiedades, Usos y Formas Alotrópicas
español con un tamaño de 3,94 KBHidrógeno
El hidrógeno es el elemento más abundante en el Sol y forma más compuestos que el carbono (C). En condiciones normales de presión y temperatura (CNPT), es un gas incoloro, inodoro e insípido, compuesto de moléculas diatómicas (H2). El átomo de hidrógeno consta de un núcleo con una unidad de carga positiva y un solo electrón. Su número atómico es 1, al igual que su peso atómico. Es uno de los constituyentes principales del agua y de toda la materia orgánica.
Usos del Hidrógeno
El empleo más importante del hidrógeno es en la síntesis del amoníaco. Se consumen grandes cantidades de hidrógeno en la hidrogenación catalítica de aceites vegetales líquidos insaturados para obtener grasas sólidas. La hidrogenación se utiliza en la manufactura de productos químicos orgánicos. Grandes cantidades de hidrógeno se emplean como combustible de cohetes, en combinación con oxígeno (O) y flúor (F), y como propulsor de cohetes impulsados por energía nuclear.
El hidrógeno atómico es un agente reductor poderoso a temperatura ambiente. Reacciona con los óxidos y cloruros de muchos metales, entre ellos plata (Ag), cobre (Cu), plomo (Pb) y magnesio (Mg), para producir los metales libres. Reduce a algunas sales, como los nitratos y nitritos a amoniaco y amonio. Reacciona con cierto número de elementos, tanto metales como no metales, para producir hidruros, como el hidruro de sodio (NaH), el hidruro de potasio (KH) y el sulfuro de hidrógeno (H2S).
Oxígeno
El oxígeno es el elemento más abundante de la corteza terrestre; constituye el 49,5% de su masa. Se encuentra en la atmósfera formando moléculas de O2. El oxígeno es un gas incoloro, insípido e inodoro. Está formado por moléculas biatómicas (O2) y se condensa en un líquido azul pálido a -183 ºC. Si bien el oxígeno tiene un número par de electrones, dos de ellos no están apareados y la molécula resulta paramagnética (es atraída por un campo magnético). Las moléculas de oxígeno son lineales, no polares y poco solubles en agua.
El oxígeno elemental también existe bajo la forma alotrópica de ozono (O3), que constituye la “capa de ozono” de la alta atmósfera, donde se forma por efecto de la radiación solar.
El ozono puede ser preparado en el laboratorio haciendo circular una descarga eléctrica a través de oxígeno:
3 O2 (g) + Eeléctrica → 2 O3 (g)
Es un gas de color azul que condensa a -112 ºC, transformándose en un líquido explosivo de color azul oscuro. Su olor acre puede detectarse cerca de un equipo eléctrico o después de un relámpago. La molécula de ozono es angular y diamagnética.
El ozono es más denso, más soluble en agua (H2O) y más activo que el oxígeno (O2). Se usa como agente de blanqueo, desinfectante y purificador de ambientes.
Alotropía
El O2 y el O3 son variedades alotrópicas del oxígeno. La alotropía es un fenómeno característico de ciertas sustancias simples que poseen propiedades desiguales a pesar de provenir del mismo elemento.
Obtención de Oxígeno
- Por electrólisis del agua (H2O) acidulada con ácido sulfúrico (H2SO4) diluido. En este proceso, se desprende hidrógeno (H2) en el cátodo.
- Calentando óxido de mercurio (HgO) seco, el cual se descompone en mercurio (Hg) y oxígeno (O2).
- Haciendo pasar vapor de agua por un tubo lleno de limaduras de hierro (Fe) calentado al rojo vivo. El oxígeno del agua se combina con el hierro, mientras que el hidrógeno se libera en forma gaseosa.