¿Qué es el hidrógeno?

Desde el siglo XVI algunos alquimistas habían observado que cuando se trataban limaduras de hierro con ácido sulfúrico, se generaba un gas combustible de naturaleza desconocida. En el siglo XVIII, el científico inglés Henry Cavendish estudió sistemáticamente las propiedades de ese gas y lo nominó, en un artículo publicado en 1766, comoinflammable air (aire inflamable). […]

Desde el siglo XVI algunos alquimistas habían observado que cuando se trataban limaduras de hierro con ácido sulfúrico, se generaba un gas combustible de naturaleza desconocida. En el siglo XVIII, el científico inglés Henry Cavendish estudió sistemáticamente las propiedades de ese gas y lo nominó, en un artículo publicado en 1766, comoinflammable air (aire inflamable). Luego, en 1781, demostró que cuando ese gas ardía en presencia de aire se producía agua. Posteriormente, Lavoisier (considerado el padre de la química moderna), en 1787, en el libro Méthode de nomenclature chimique, bautizó a ese elemento con el nombre de hidrogène (generador de agua). Ya en ese tiempo se conocía que el gas hidrógeno era más liviano que el aire y por ese motivo fue utilizado en 1783 por Jacques Charles, un físico francés, para llenar y poner en marcha el primer vuelo no tripulado, de un globo con hidrógeno. Posteriormente, esa sustancia se utilizó para llenar los compartimientos de dirigibles, como el famoso “Hindenburg”, destruido en un accidente en 1937, en Nueva Jersey, mostrando a los cuatro vientos una de las propiedades más destacadas del hidrógeno: ¡La inflamabilidad!

El hidrógeno es el elemento más abundante del universo (algunas fuentes indican que en proporciones superiores al 75%) y en nuestro planeta, principalmente, es un gas en forma de molécula diatómica (dihidrógeno = H2) que no tiene color, olor ni sabor. Un elemento químico es un tipo de materia constituida por una misma clase de átomos, que se caracterizan por contener en su núcleo un número definido de protones. Ese número de protones hace que tenga propiedades físicas y químicas únicas y que se clasifique dentro de una categoría específica incluida en la “Tabla Periódica de los Elementos”. Los elementos son los materiales fundamentales que constituyen la realidad primaria de la que están hechas las cosas. Son sustancias que no pueden ser descompuestas en otras más simples, mediante la utilización de procesos químicos comunes o habituales.

En la Tierra, la gran mayoría del hidrógeno se encuentra formando parte de la estructura molecular de numerosísimos compuestos ─sustancias formadas por dos o más elementos─ como por ejemplo, el agua (constituida por átomos de hidrógeno y oxígeno, H2O) o los hidrocarburos (constituidos por átomos de hidrógeno y carbono).

A pesar de su abundancia, con la tecnología actual no es posible obtener hidrógeno en grandes cantidades. El hidrógeno se puede producir industrialmente por reacción del metano con agua, en presencia de catalizadores, lo que da una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono, conocida como ‘gas de síntesis’. Este gas también se puede obtener de otras fuentes, como por ejemplo gas natural, gases de refinería, algunas fracciones obtenidas de la refinación del petróleo, carbón y biomasa. El procedimiento industrial más utilizado para su formación es el conocido como ‘reformación con vapor’ (steam reforming). Otra forma de generarlo es a partir de la electrólisis del agua.

El hidrógeno es una materia prima de gran importancia para la industria química y petroquímica. A nivel mundial, poco más del 60% del hidrógeno producido se utiliza en la fabricación de amoníaco (compuesto químico fundamental en la elaboración de abonos para la agricultura), cerca del 25% para efectuar transformaciones químicas en las refinerías de petróleo y un 9% en la producción de metanol.

Es necesario indicar que la generación de hidrógeno está unida de forma inseparable a varias transformaciones químicas que ocurren en las refinerías para el tratamiento de algunas fracciones de hidrocarburos, por lo que es considerado como un valioso ‘producto intermedio’ o ‘subproducto’, que se obtiene de procesos como el de ‘reformación catalítica’, que fabrica insumos necesarios para elevar el octanaje de las gasolinas.

No se debe olvidar que la Química es considerada como la “ciencia de la transformación de los materiales” y, ejemplo de ello, es la transmutación de hidrocarburos en la refinación del petróleo, proceso que genera nuevos hidrocarburos con mayor valor agregado e hidrógeno molecular como un subproducto valioso. El hidrógeno es un elemento inherente a la naturaleza  estructural de las moléculas de hidrocarburos, ya que en ellos los átomos de hidrógeno están unidos a los átomos de carbono.

Pero, en el hidrógeno, ¡sólo existen átomos de hidrógeno con identidad propia!

ESCRITO POR JOSÉ F. CICCIÓ (PROFESOR UCR)

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