L'idrogeno è il primo elemento della tavola periodica con un protone e un elettrone. Questo lo rende anche l'elemento più leggero della tavola periodica con un peso di appena 1,0079 amu (unità di massa atomica). È anche l'elemento più abbondante nell'universo.
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L'idrogeno è anche altamente infiammabile e può facilmente bruciare o esplodere anche a basse concentrazioni.
Proprietà dell'idrogeno
L'idrogeno ha un protone e un elettrone nel suo nucleo. L'isotopo più comune dell'idrogeno non ha neutroni.
Questo rende l'idrogeno uno dei migliori elementi per la formazione legami covalenti con altre molecole ed elementi. In effetti, può formare un legame covalente con quasi tutti gli elementi della tavola periodica a causa del suo singolo protone ed elettrone.
Ciò significa anche che i singoli atomi di idrogeno sono estremamente rari. Si forma comunemente gas idrogeno, che è una forma biatomica dell'idrogeno (H2).
In condizioni normali di temperatura e pressione della Terra, l'idrogeno non ha odore, non è tossico, insapore, incolore e non metallico. L'idrogeno ha una densità di 0,89 g/L (meno denso dell'aria) e ha un punto di fusione di circa -259 °C e un punto di ebollizione di circa -252,9 °C.
L'idrogeno è infiammabile?
Quindi, la grande domanda: l'idrogeno è infiammabile? La risposta breve è sì è altamente infiammabile, ma ci sono alcune cose da chiarire con questa risposta.
Quando si dice che l'idrogeno è infiammabile, non si intende la forma elementare dell'idrogeno. È il gas idrogeno biatomico che è estremamente infiammabile. Molte sostanze infiammabili devono essere ad alta concentrazione per poter effettivamente bruciare o prendere fuoco, ma questo non è il caso dell'idrogeno. L'idrogeno brucerà a concentrazioni comprese tra il 4% e il 75%.
La reazione per questa combustione è:
2H2(Gas) + O2 (Gas) = 2H2O (liquido) + 572 kJ energia (286 kJ/mol H2)
Esplosioni e combustione di idrogeno possono verificarsi con una semplice scintilla e un aumento del calore. Tuttavia, è stato anche visto bruciare quando esposto alla luce solare e anche a piccoli aumenti di temperatura a causa della sua natura altamente reattiva.
Combustibile a idrogeno
Nonostante la qualità altamente esplosiva e infiammabile dell'idrogeno, le persone hanno trovato molti usi dell'idrogeno direttamente correlati alla sua infiammabilità.
Forse il più comune è combustibile a idrogeno e celle a combustibile. Il carburante a idrogeno combina idrogeno e ossigeno per creare elettricità e energia a idrogeno.
Il combustibile a idrogeno è eccitante poiché è una fonte di energia "pulita" che produce acqua ed energia solo quando reagisce (come puoi vedere nell'equazione di combustione sopra). Altre fonti di carburante come gas e petrolio producono gas ed emissioni nocivi per l'ambiente. Le persone hanno trovato usi per portare l'energia dell'idrogeno a case, automobili, fonti di energia portatili e altro ancora.
Maggiori informazioni sul combustibile a idrogeno rispetto ai combustibili fossili.
Altri usi per l'idrogeno
L'idrogeno è anche utilizzato in molti processi industriali e produttivi, specialmente quelli che utilizzano petrolio e quelli che richiedono l'idrogenazione di prodotti come gli oli idrogenati.
Altri usi comuni per l'idrogeno includono:
- Utilizzare come refrigerante
- Applicazioni di saldatura
- Utilizzo precedente in mongolfiere e dirigibili
Gli scienziati hanno scoperto il potere della combustione dell'idrogeno e le altre proprietà dell'idrogeno e hanno utilizzato tali informazioni per creare bombe all'idrogeno, chiamate anche bombe a fusione. Queste bombe costringono più nuclei di idrogeno a combinarsi in atomi di elio in un processo chiamato fusione.
Ciò si verifica ad alte temperature e si traduce in una massiccia produzione di energia, nota come esplosione. L'idrogeno è usato in queste bombe a fusione poiché sono molto leggere e hanno la minor quantità di resistenza dei nuclei di unione (questo non diminuisce la potenza della bomba all'idrogeno, però).
