Hidrogênio H

Descoberta

As pessoas notaram um gás inflamável muito antes de alguém entendê-lo. Em 1671, Robert Boyle relatou que limalha de ferro jogada em ácido diluído liberava um gás que queimava com facilidade, mas não o tratou como uma substância à parte.

O passo decisivo veio em 1766, quando o cientista inglês Henry Cavendish preparou o gás com cuidado a partir de metais e ácidos, mediu sua leveza e o descreveu como um tipo distinto de ar, que chamou de “ar inflamável”. Por volta de 1781, mostrou que sua queima produzia água, resultado que ajudou a derrubar a velha ideia de que a água era um elemento.

Antoine Lavoisier repetiu os experimentos com a água e, em 1783, deu ao gás seu nome moderno. No mesmo ano, Jacques Charles fez voar em Paris o primeiro balão de hidrogênio. Em 1931, Harold Urey detectou uma forma mais pesada de hidrogênio, o deutério, trabalho que lhe rendeu o Prêmio Nobel de Química de 1934.

Origem do nome

O nome vem do grego hydro (água) e genes (que gera), de modo que hidrogênio significa literalmente “gerador de água”, uma referência à descoberta de Cavendish e Lavoisier de que ele queima produzindo água. O símbolo H é simplesmente a primeira letra do nome.

Principais usos

• Produção de amônia: o processo Haber-Bosch, que combina hidrogênio com nitrogênio para fabricar fertilizantes, é o maior uso isolado.
• Refino de petróleo: o hidrogênio remove enxofre dos combustíveis e quebra frações pesadas do petróleo em produtos mais leves.
• Química e alimentos: é matéria-prima do metanol e é usado para hidrogenar (endurecer) óleos vegetais.
• Energia: células a combustível transformam hidrogênio e oxigênio em eletricidade tendo água como único resíduo, e o hidrogênio líquido é há muito tempo um propelente de foguetes.
• Indústria: serve como refrigerante em grandes geradores elétricos e como atmosfera redutora na metalurgia.

A maior parte do hidrogênio atual é produzida a partir do gás natural; obtê-lo pela quebra da água com eletricidade renovável, o chamado hidrogênio verde, é uma das grandes metas da transição energética.

Isótopos

O hidrogênio é o único elemento cujos isótopos têm nomes próprios. O hidrogênio comum, o prótio (1H), não tem nêutron e constitui mais de 99,98% do hidrogênio natural. O deutério (2H ou D) tem um nêutron e também é estável; cerca de um em cada 6.400 átomos de hidrogênio é deutério. A água pesada (D2O) modera nêutrons em alguns reatores nucleares, e solventes deuterados são padrão na espectroscopia de RMN.

O trítio (3H) é radioativo, com meia-vida de cerca de 12,3 anos. Ele ilumina placas de saída autônomas e mostradores de relógio, serve como traçador para datar águas subterrâneas e é um combustível previsto, junto com o deutério, para reatores de fusão.

No dia a dia

Toda molécula de água contém dois átomos de hidrogênio, e o hidrogênio corresponde a cerca de um décimo da massa do corpo humano. Ele está presente em gorduras, açúcares, proteínas e no DNA, e as ligações de hidrogênio mantêm unidas as duas fitas do DNA.

O gás em si é incolor, inodoro e muito mais leve que o ar. Ele queima numa faixa muito ampla de concentrações no ar, de cerca de 4 a 75 por cento, e sua chama é quase invisível à luz do dia, por isso vazamentos exigem manuseio cuidadoso. O desastre do Hindenburg, em 1937, encerrou a era dos dirigíveis de passageiros cheios de hidrogênio.