COLEGIO CARLOS VICENTE REY

Trabajo sobre: Los bioelementos, el Hidrogeno

Presentado por: Holman Mauricio Jaimes Ortiz

Lireth Shirley Acosta Sánchez

Edith Carolina Monsalve Vega

Grado: 10-2

IntroducciónEl hidrógeno es el elemento químico más abundante,

constituyendo aproximadamente el 75% de la materia visible del universo. En su secuencia principal, las estrellas están compuestas principalmente por hidrógeno en estado de plasma. El hidrógeno elemental es relativamente raro en la Tierra y es producido industrialmente a partir de hidrocarburos como, por ejemplo, el metano. La mayor parte del hidrógeno elemental se obtiene "in situ", es decir, en el lugar y en el momento en el que se necesita. Los mayores mercados en el mundo disfrutan de la utilización del hidrógeno para el mejoramiento de combustibles fósiles (en el proceso de hidrocraqueo) y en la producción de amoníaco (principalmente para el mercado de fertilizantes). El hidrógeno puede obtenerse a partir del agua por un proceso de electrólisis, pero resulta un método mucho más complejo que la obtención a partir del gas natural.

¿Qué es?El Hidrogeno es el elemento químico

representado por el símbolo H y con un numero atómico de 1.

Tiene dos isotopos naturales, protio y deuterio. Y uno artificial el tritio

Es el mas abundante de la corteza del universo.

CaracterísticasEs uno de los constituyentes principales del

agua y de toda la materia orgánica, y está distribuido de manera amplia no sólo en la Tierra sino en todo el universo. Existen 3 isótopos del hidrógeno: el protio, de masa 1, que se encuentra en más del 99.98% del elemento natural; el deuterio, de masa 2, que se encuentra en la naturaleza aproximadamente en un 0.02%, y el tritio, de masa 3, que aparece en pequeñas cantidades en la naturaleza, pero que puede producirse artificialmente por medio de varias reacciones nucleares. 

Peligros físicos: El gas se mezcla bien con el aire, se forman fácilmente mezclas explosivas. El gas es más ligero que el aire. 

Peligros químicos: El calentamiento puede provocar combustión violenta o explosión. Reacciona violentamente con el aire, oxígeno, halógenos y oxidantes fuertes provocando riesgo de incendio y explosión. Los catalizadores metálicos, tales como platino y níquel, aumentan enormemente estas reacciones. 

¿Quién lo descubrió y lo aisló?

El Hidrogeno fue descubierto en 1766 por Henry Cavendish el fue el primero en reconocer el hidrogeno gaseoso como una sustancia discreta, identificando el gas producido en la reacción metal – acido descubriendo que la combustión del gas generaba agua.

Tradicionalmente se considera a Cavendish como el descubridor de este elemento.

¿Cómo podemos obtener el Hidrogeno?

Mediante la electrolisis del agua.

Mediante la descomposición de Hidrocarburos.

Mezclando ácidos con metales, tales como el zinc.

¿Cuál es la importancia del Hidrogeno para el futuro?

El hidrogeno tiene una gran importancia para el futuro pues puede llegar a convertirse en una forma de energía limpia que no será muy difícil de obtener pero que sin embargo todavía la ciencia no ha solucionado ciertos aspectos como la obtención y el almacenamiento.

Aplicaciones del HidrogenoBomba de Hidrogeno:

La bomba de hidrógeno (bomba H), bomba térmica de fusión o bomba termonuclear se basa en la obtención de la energía desprendida al fusionarse dos núcleos atómicos, en lugar de la fisión de los mismos.

La energía se desprende al fusionarse los núcleos de deuterio (2H) y de tritio (3H), dos isótopos del hidrógeno, para dar un núcleo de helio. La reacción en cadena se propaga por los neutrones de alta energía desprendidos en la reacción.

Para iniciar este tipo de reacción en cadena es necesario un gran aporte de energía, por lo que todas las bombas de fusión contienen un elemento llamado iniciador o primario, que no es sino una bomba de fisión. A los elementos que componen la parte fusionable (deuterio, tritio, litio, etc) se les conoce como secundarios.

Pilas de CombustibleEn el lado del ánodo, el hidrógeno que

llega se disocia en protones y electrones. Los protones son conducidos a través de la membrana al cátodo, pero los electrones están forzados a viajar por un circuito externo (produciendo energía) ya que la membrana está aislada eléctricamente. En el catalizador del cátodo, las moléculas del oxígeno reaccionan con los electrones (conducidos a través del circuito externo) y protones para formar el agua. En este caso, el único residuo es vapor de agua o agua líquida.

Vehículo de hidrógenoUn vehículo de hidrógeno o vehículo impulsado

por hidrógeno es un vehículo de combustible alternativo que utiliza hidrógeno diatómico como su fuente primaria de energía para propulsarse.

Estos vehículos utilizan generalmente el hidrógeno en uno de estos dos métodos: combustión o conversión de pila de combustible. En la combustión, el hidrógeno se quema en un motor de explosión, de la misma forma que la gasolina. En la conversión de pila de combustible, el hidrógeno se oxida y los electrones que este pierde es la corriente electrica que circulara a través de pilas de combustible que mueven motores eléctricos - de esta manera, la pila de combustible funciona como una especie de batería.

Efectos negativos del Hidrogeno

El Hidrogeno es extremadamente inflamable, por eso muchas reacciones pueden causar una gran explosión o fuego. También inhalar grandes cantidades de este gas pueden provocar una deficiencia de oxigeno.

Todo esto hace que el hidrogeno de igualmente hace al Hidrogeno sea peligroso.

CICLO DEL HIDROGENO

El uso de energía solar para nuestras necesidades eléctricas cotidianas tiene distintas ventajas: evitamos el consumo de recursos naturales y la degradación del medio ambiente que resulta de las emisiones contaminantes, derrames de petróleo, y los productos tóxicos secundarios. El uso de recursos renovables permite que los E.U.A. se independicen de los países política y socialmente inestables, que actualmente son los que proveen el 50% de nuestro petróleo. Además, una economía basada en el hidrógeno solar podría proteger a nuestro país contra los efectos negativos de los cambios dramáticos en el abastecimiento y el precio de la energía. 

Sin embargo, hay una desventaja en la energía solar: el sol no brilla constantemente. Necesitamos, pues, un método para almacenar la energía solar para utilizarla cuando no haya sol. El hidrógeno provee un método seguro, eficiente y sano para hacerlo. 

El ciclo del hidrógeno solar funciona así: la electricidad producida por los módulos solares opera un equipo de electrólisis que divide el agua (H2O) en sus componentes elementales, hidrógeno (H2) y oxígeno (O2). El oxígeno se libera al aire y el hidrógeno se bombea a los tanques, donde es almacenado en el lugar de producción o se envía a las regiones donde el sol escasea. 

En la noche, cuando no se dispone de energía solar, el hidrógeno se combina nuevamente con el oxígeno del aire en una celda de combustible, una planta de energía electroquímica que convierte en electricidad la energía química contenida en el hidrógeno. El único subproducto que resulta de este proceso es agua pura. 

La electricidad producida por las celdas de combustible se puede usar exactamente como utilizamos la energía ya generada por las compañías de electricidad para operar los electrodomésticos y las luces, incluso para impulsar los carros. El hidrógeno solar nos permite utilizar la energía solar las 24 horas del día, y nos provee de un recurso energético abundante, sano, eficiente y producido localmente. 

Importancia del Hidrogeno para la vida humana.

El Hidrógeno está en todas partes, de lo que podemos deducir que éste es el atributo donde reside su importancia originaria.

El hidrógeno es importante porque cumple una función substancial en la formación de casi toda la materia que compone nuestro mundo y parte del Universo que conocemos. Podemos encontrarlo en compuesto de dos partes con oxígeno en el agua (H2O), que es el estado en el que se muestra especialmente, pero sobretodo, es el recurso básico que nos sirve a los seres vivos de manera más significativa. Sin embargo, no sólo, el hidrógeno se halla en el agua, ya que podemos atribuir a este elemento la formación de la mayoría de la materia viva del Planeta, además de que muchos minerales están formados en parte de Hidrógeno.

Por eso, podemos afirmar que el Hidrógeno es muy importante, pues forma parte de todos los organismos vivos, así como de las sustancias que se derivan de éstos. Por lo que, encontraremos partes de Hidrógeno en las proteínas, en los azúcares, almidones e incluso en las grasas. Aunque también podemos localizarlo mezclado con carbono en los recursos energéticos más comunes, como son el petróleo o el gas natural.

En este sentido, se deduce que no sólo la importancia del Hidrógeno se basa en lo esencial de su propia existencia en el mundo, pues además debemos destacar su utilidad como fuente de energía limpia para un futuro no muy lejano.