Hidrógeno H

Descubrimiento

Mucho antes de que alguien lo comprendiera, ya se había observado un gas inflamable. En 1671 Robert Boyle describió que las limaduras de hierro echadas en ácido diluido desprendían un gas que ardía con facilidad, aunque no lo consideró una sustancia aparte.

El paso decisivo llegó en 1766, cuando el científico inglés Henry Cavendish preparó el gas con cuidado a partir de metales y ácidos, midió lo ligero que era y lo describió como una clase distinta de aire, al que llamó «aire inflamable». Hacia 1781 demostró que al quemarlo se producía agua, un resultado que ayudó a derribar la antigua idea de que el agua era un elemento.

Antoine Lavoisier repitió los experimentos con el agua y en 1783 le dio al gas su nombre moderno. Ese mismo año Jacques Charles hizo volar en París el primer globo de hidrógeno. En 1931 Harold Urey detectó una forma más pesada de hidrógeno, el deuterio, trabajo que le valió el Premio Nobel de Química de 1934.

Origen del nombre

El nombre procede del griego hydro (agua) y genes (que genera), de modo que hidrógeno significa literalmente «generador de agua», un guiño al descubrimiento de Cavendish y Lavoisier de que al arder produce agua. El símbolo H es sencillamente la primera letra del nombre.

Usos principales

• Producción de amoniaco: el proceso Haber-Bosch, que combina hidrógeno con nitrógeno para fabricar fertilizantes, es su mayor uso individual.
• Refino de petróleo: el hidrógeno elimina el azufre de los combustibles y rompe el petróleo pesado en productos más ligeros.
• Química y alimentación: es materia prima del metanol y se usa para endurecer aceites vegetales.
• Energía: las pilas de combustible convierten hidrógeno y oxígeno en electricidad con agua como único residuo, y el hidrógeno líquido es desde hace mucho un propelente de cohetes.
• Industria: sirve como refrigerante en grandes generadores eléctricos y como atmósfera reductora en metalurgia.

Hoy la mayor parte del hidrógeno se obtiene del gas natural; producirlo separando el agua con electricidad renovable, el llamado hidrógeno verde, es uno de los grandes objetivos de la transición energética.

Isótopos

El hidrógeno es el único elemento cuyos isótopos tienen nombre propio. El hidrógeno ordinario, el protio (1H), no tiene neutrones y constituye más del 99,98 % del hidrógeno natural. El deuterio (2H o D) lleva un neutrón y también es estable; aproximadamente uno de cada 6.400 átomos de hidrógeno es deuterio. El agua pesada (D2O) modera los neutrones en algunos reactores nucleares, y los disolventes deuterados son estándar en la espectroscopia de RMN.

El tritio (3H) es radiactivo, con una semivida de unos 12,3 años. Ilumina las señales de salida autónomas y las esferas de reloj, sirve como trazador para datar aguas subterráneas y está previsto como combustible, junto con el deuterio, para los reactores de fusión.

En la vida cotidiana

Cada molécula de agua contiene dos átomos de hidrógeno, y el hidrógeno supone aproximadamente una décima parte de la masa del cuerpo humano. Está presente en las grasas, los azúcares, las proteínas y el ADN, y los puentes de hidrógeno mantienen unidas las dos hebras del ADN.

El gas en sí es incoloro, inodoro y mucho más ligero que el aire. Arde en un intervalo muy amplio de concentraciones en el aire, aproximadamente del 4 al 75 %, y su llama es casi invisible a la luz del día, por lo que las fugas exigen un manejo cuidadoso. El desastre del Hindenburg en 1937 puso fin a la era de los dirigibles de pasajeros llenos de hidrógeno.