Oxigeno e hidrogeno

Usos y aplicaciones del hidrógeno y oxigeno

1. OXÍGENO E HIDRÓGENO






KAROL GERALDINE DIAZ GUERRA






DIANA FRENANDA JARAMILLO CARDENAS









INSTITUCION EDUCATIVA EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN
QUÍMICA
10-1
IBAGUÉ

2. INTRODUCCIÓN.

En este trabajo se hablará del oxígeno e hidrogeno.
El oxígeno es el elemento más abundante en la naturaleza. Se encuentra en estado
libre en el aire en una proporción en volumen del 21%. La mayor parte del Oxígeno
se encuentra en forma de compuestos, sobre todo agua, óxidos, silicatos y
carbonatos. De los compuestos en los que se encuentra de manera natural la
mayoría son muy estables químicamente, por lo que no es posible utilizarlos todos
para su preparación. Finalmente tenemos la descomposición por el calentamiento
de sus compuestos, el resto de sus compuestos son tan estables que aún por
encima de su punto de fusión no se observa descomposición.
El hidrógeno es el elemento más ligero, básico y ubicuo del universo. Cuando se
utiliza como fuente de energía, se convierte en el combustible eterno. Nunca se
termina y, como no contiene un solo átomo de carbono, no emite dióxido de
carbono.
El hidrógeno se encuentra repartido por todo el planeta: en el agua, en los
combustibles fósiles y en los seres vivos. Sin embargo, raramente aparece en
estado libre en la naturaleza, sino que tiene que ser extraído de fuentes naturales.
Se han realizado estudios a fondo y demostrar los beneficios que trae al ambiente
el uso del hidrógeno como sustituyente de los hidrocarburos en el proceso de
combustión. Los estudios realizados para demostrar los beneficios que trae el
hidrógeno como fuente de energía datan de pocos años, ya que aunque es un
elemento abundante, su obtención y transformación al producto final capaz de
realizar el proceso de combustión no es un proceso sencillo y no todos estos son
anticontaminantes.

3. OBJETIVOS

- Identificar propiedades físicas y químicas del hidrogeno y oxígeno.

- Conocer la importancia de estos elementos en la aplicación en varios ámbitos
cotidianos.

- Saber cómo se lleva a cabo cada proceso de combustión. Para entender
cómo se puede hacer su aplicación

- Comprender la formación de las llamas de dichos elementos sabiendo su
estructura.

- Darse cuenta del estado natural de ambos componentes que están presentes
en nuestra vida cotidiana

- Descubrir cómo se puede hacer el debido aprovechamiento de estos
elementos

4. MARCO TEÓRICO.
OXÍGENO.
¿QUÉ ES?
Elemento químico de numero atómico 8, masa atómica 15,99 y símbolo O; es un
gas incoloro e inodoro que se encuentra en el aire, en el agua, en los seres vivos y
en la mayor parte de los compuestos orgánicos e inorgánicos; es esencial en la
respiración y en la combustión, se usa en soldaduras y se administra a pacientes
con problemas respiratorios o a personas que vuelan a altitudes elevadas.

ESTADO NATURAL.
En estado libre, el oxígeno se encuentra en la atmósfera en forma de moléculas
diatónicas (O2), constituyendo un 23% por peso y un 21% por volumen. En
combinación, entra en la formación de una gran cantidad de compuestos orgánicos
y minerales, haciendo parte de todos los organismos animales y vegetales. De los
minerales que contienen oxígeno, los más importantes son los que contienen silicio,
siendo el más simple de toda la sílice (SiO2), que es el principal constituyente de la
arena. Otros compuestos que contienen oxígeno son sulfatos, carbonatos, fosfatos,
nitratos y óxidos, principalmente.
El Oxígeno es el elemento más abundante de la superficie terrestre, de la cual forma
casi el 50%; constituye un 89% del agua y un 23% del aire (porcentajes por pesos).

5. PROPIEDADES FÍSICAS .
El oxígeno es más soluble en agua que el nitrógeno; esta contiene
aproximadamente una molécula de O2 por cada dos moléculas de N2, comparado
con la proporción en la atmósfera, que viene a ser de 1:4. La solubilidad del oxígeno
en el agua depende de la temperatura, disolviéndose alrededor del doble (14,6
mg•L−1) a 0 °C que a 20 °C (7,6 mg•L−1). A 25 °C y 1 atmósfera de presión, el agua
dulce contiene alrededor de 6,04 mililitros (ml) de oxígeno por litro, mientras que el
agua marina contiene alrededor de 4,95 ml por litro.29 A 5 °C la solubilidad se
incrementa hasta 9,0 ml (un 50 % más que a 25 °C) por litro en el agua y 7,2 ml (45
% más) en el agua de mar.
El oxígeno se condensa a 90,20 K (−182,95 °C, −297,31 °F) y se congela a 54,36
K (−218,79 °C, −361,82 °F).3Tanto el O2 líquido como el sólido son sustancias con
un suave color azul cielo causado por la absorción en el rojo, en contraste con el
color azul del cielo, que se debe a la dispersión de Rayleigh de la luz azul. El O2
líquido de gran pureza se suele obtener a través de la destilación fraccionada de
aire licuado. El oxígeno líquido también puede producirse por condensación del aire,
usando nitrógeno líquido como refrigerante. Es una sustancia altamente reactiva y
debe separarse de materiales inflamables.

PROPIEDADES QUÍMICAS.
Son características que se pueden conocer al cambiar la naturaleza o composición
de la materia. Están asociadas con la reactividad química.
Entre estas propiedades están:
- Combustibilidad
- Oxidación
- Reducción
- Estabilidad química
- Estados de oxidación
- Tiene tendencia a formar moléculas diatómicas.
- Es el principal reactivo en las reacciones de combustión, ya que de él
depende que se lleven a cabo
- Es un fuerte agente oxidante.
- Tiene facilidad de combinarse con otros elementos para formar óxidos.
- Su electronegatividad es alta, 3.5.

6. COMBUSTIÓN.
En la combustión una sustancia química reacciona rápidamente con oxígeno
produciendo calor y luz. Los productos típicos de una reacción de combustión son
CO2, H2O, N2 y óxidos de cualquier otro elemento presente en la muestra original.
Un ejemplo típico de combustión es la oxidación del metano según el proceso
Las reacciones de combustión a menudo transcurren mediante la formación de
radicales libres, moléculas o iones electrónicamente excitados que emiten
fluorescencia dando color a la llama, o también formando pequeñas partículas de
sólido (ejem. carbón) cuya incandescencia puede observarse.
La combustión es un proceso muy importante en nuestras vidas pues los
combustibles se usan como fuente de energía, gasolina, gas, etc., en los medios de
transportes, coches, aviones o en los hogares o industrias. Aunque hoy en día el
proceso de la combustión esta bien entendido este proceso ha sido uno de los
grandes enigmas desde los tiempos antiguos hasta finales del siglo XVIII en que
Lavoisier (1743–-1794) consiguió dilucidar su naturaleza química

7. LA LLAMA.
Cuando se produce la combustión de un elemento inflamable en una atmósfera rica
en oxígeno, se observa una emisión de luz, que puede llegar a ser intensa,
denominada llama.
Todas las reacciones de combustión son muy exotérmicas y desprenden gran
cantidad de energía en forma de calor. La llama es provocada por la emisión de
energía de los átomos de algunas partículas que se encuentran en los gases de la
combustión, al ser excitados por el intenso calor generado en este tipo de
reacciones.

8. OBTENCIÓN.
El oxígeno industrialmente se puedo obtener a partir de la destilación fraccionada
del aire líquido. En este procedimiento llamado método de Georges Claude se
desprende primero ázoe a -193° y luego el oxígeno a -181°.
Un método químico es el llamado método de Lavoisier el que consiste en el
calentamiento de mercurio se oxida a 360° y luego se descompone el óxido.
Hg + O HgO

En la industria se emplea el método de Boussingault, el cual consiste en el
calentamiento de barita u óxido de bario (BaO) que se calienta al aire, al rojo
naciente (400° aprox.), combinándose con el Oxigeno para formar bióxido de bario.
BaO + O BaO2

Calentando en seguida el bióxido de bario hacia 800°; se disocia en barita y oxígeno
por la reacción inversa.
BaO2 BaO + O

Teóricamente la barita puede servir indefinidamente pero en la práctica esto no
sucede ya que el gas carbónico contenido en el aire produce carbonato de bario y
por esto se debe renovar la barita periódicamente.

Se puede obtener oxígeno a partir de la electrólisis de agua alcalinizada con un 10
o 15% de NaOH. Los electrodos son de hierro. Todo se produce como si el agua
estuviese descompuesta, y se recoge el oxígeno en el electrodo positivo y el
hidrogeno en el electrodo negativo.

Métodos de laboratorio: Se descompone el agua oxigenada en presencia de un
catalizador; se utiliza generalmente el bióxido de manganeso: MnO2.
H2O2 H2 O + O

En lugar de utilizar H2O2, se puede utilizar el compuesto metálico correspondiente:
Na2O2 ó K2O

9. Estos compuestos son destruidos por el agua:
H2O + K2O2 flecha 2KOH + O

Se puede obtener oxígeno por calcinación de bióxido de manganeso y Clorato de
potasio.
3MnO2 flecha Mn3O4 + O2
ClO3K flecha KCl + 3O

Realmente no se descompone el clorato de potasio completamente sino hasta una
temperatura mucho mas elevada a una temperatura moderada la ecuación
correspondiente es la siguiente:
2ClO3K flecha ClO4K + KCl + O2

Para evitar este inconveniente generalmente se mezcla el clorato de potasio con
bióxido de manganeso, en el cual el oxígeno se fija primero y luego inmediatamente
lo abandona según las reacciones inversas:
2MnO2 + 3O flecha Mn2O7

Mn2O7 flecha 2MnO2 + 3º

APLICACIÓN.
El 55 % de la producción mundial de oxígeno se consume en la producción de acero.
Otro 25 % se dedica a la industria química. Del 20 % restante la mayor parte se usa
para aplicaciones medicinales, oxicorte, como oxidante en combustible de cohetes
y en tratamiento de aguas.
Medicina
El propósito esencial de la respiración es tomar el O2 del aire y, en medicina, se
usan suplementos de oxígeno. El tratamiento no solo incrementa los niveles de
oxígeno en la sangre del paciente, sino que tiene el efecto secundario de disminuir
la resistencia al flujo de la sangre en muchos tipos de pulmones enfermos, lo que
facilita el trabajo de bombeo del corazón. La oxigenoterapia se usa para tratar el
enfisema, la neumonía, algunas insuficiencias cardíacas, algunos desórdenes que
causan una elevada presión arterial pulmonar y cualquier enfermedad que afecte a
la capacidad del cuerpo para tomar y usar el oxígeno.

10. Los tratamientos son lo suficientemente flexibles como para ser usados en
hospitales, la vivienda del paciente o, cada vez más, con instrumentos móviles. Así,
las tiendas de oxígeno se solían usar como suplementos de oxígeno, pero han ido
sustituyéndose por las máscaras de oxígeno y las cánulas nasales.
La medicina hiperbárica (de alta presión) usa cámaras especiales de oxígeno para
aumentar la presión parcial del O2 en el paciente y, cuando son necesarias, en el
personal médico. La intoxicación por monóxido de carbono, la mionecrosis
(gangrena gaseosa) y el síndrome de descompresión a veces se tratan con estos
aparatos. El aumento de la concentración del O2 en los pulmones ayuda a desplazar
el monóxido de carbono del hemogrupo de hemoglobina.El oxígeno es tóxico para
la bacteria anaerobia que causa la gangrena gaseosa, de manera que aumentar su
presión parcial ayuda a acabar con ellas.El síndrome de descompresión les sucede
a los buzos que salen demasiado rápido del mar, lo que resulta en la formación de
burbujas de gas inerte, sobre todo nitrógeno, en su sangre.

También se usa oxígeno para pacientes que necesitan ventilación mecánica,
normalmente a concentraciones superiores al 21 % encontrado en el aire ambiental.
Por otra parte, el isótopo 15O se usó de forma experimental en la tomografía por
emisión de positrones.


Apoyo vital y uso recreativo.
En los trajes espaciales se usa O2 a baja presión.
Una aplicación notable del O2 como gas respirable de baja presión se encuentra en
los trajes espaciales modernos, que envuelven el cuerpo de sus ocupantes con aire
presurizado. Estos dispositivos usan oxígeno casi puro a una presión de alrededor
de un tercio de la común, lo que da como resultado una presión parcial normal en

11. el O2 de la sangre. Este intercambio de oxígeno de alta concentración para una baja
presión es necesario para mantener la flexibilidad de los trajes espaciales.
Los buceadores y los tripulantes de submarinos también usan O2 artificialmente
proporcionado, pero la mayoría usan una presión normal o una mezcla de oxígeno
y aire. El uso de O2 puro o casi puro en buceo a presiones por encima del nivel del
mar se limita generalmente a los descansos, descompresiones y tratamientos de
emergencia a relativamente poca profundidad (~6 metros o menos). El buceo a
mayor profundidad requiere una dilución significativa de O2 con otros gases, como
nitrógeno o helio, para ayudar a prevenir el efecto de Paul Bert (toxicidad del
oxígeno).
Los escaladores de montaña y los que viajan en aviones no presurizados a veces
tienen un suplemento de O2.nota 12 Los pasajeros de aviones comerciales
(presurizados) tienen un suministro de O2 para emergencias, que les es puesto
automáticamente a su disposición en caso de despresurización de la cabina. Una
pérdida repentina de presión en la cabina activa generadores químicos de oxígeno
sobre cada asiento y hace caer máscaras de oxígeno. Al tirar de la máscara para
comenzar el flujo de oxígeno, tal y como indican las instrucciones de seguridad, se
fuerzan las limaduras de hierro en el clorato de sodio dentro del recipiente. Se
produce, entonces, un chorro constante de oxígeno debido a la reacción exotérmica.
El oxígeno, como un supuesto eufórico suave, tiene una historia de uso recreativo
en deportes y bares de oxígeno. Estos son establecimientos que aparecieron en
Japón, California y Las Vegas a finales de los años 1990 que ofertan exposiciones
a niveles de O2 superiores a lo normal a cambio de una determinada tarifa. Los
atletas profesionales, especialmente en fútbol americano, también salen del campo
en ocasiones, durante los descansos, para ponerse máscaras de oxígeno y obtener
una estimulación en su juego. El efecto farmacológico es dudoso y el efecto placebo
es la explicación más factible. Existen estudios que respaldan esa estimulación con
mezclas de O2 enriquecido, pero solo si se inhalan durante el ejercicio aeróbico.

12. Industria
La fundición de mena de hierro en acero consume el 55 % del oxígeno producido
comercialmente. En este proceso, el O2 es inyectado mediante una lanza de alta
presión en el molde de hierro, que expulsa las impurezas de Azufre y el exceso de
Carbono, en forma de sus respectivos óxidos, SO2 y CO2. Las reacciones son
exotérmicas y la temperatura asciende hasta los 1700 Cº.
Otro 25 % de este oxígeno se dedica a la industria química. El etileno reacciona con
el O2 para crear óxido de etileno, que, a su vez, se convierte en etilenglicol, el
material usado como base para fabricar una gran variedad de productos, entre otros
los anticongelantes y los polímeros de poliéster (los precursores de muchos
plásticos y textiles).
El oxígeno se usa en el oxicorte quemando acetileno con O2 para producir una llama
muy caliente. En este proceso, el metal de hasta 60 centímetros de grosor se
calienta primero con una pequeña llama de oxiacetileno para después ser
rápidamente cortado por un gran chorro de O2.

Ciencia
500 millones de años de cambio climático comparados con el nivel de 18O.
Los paleoclimatólogos miden la relación entre el oxígeno-18 y el oxígeno-16 en los
esqueletos y exoesqueletos de los organismos marinos para determinar cómo era
el clima hace millones de años. Las moléculas de agua de mar que contienen el
isótopo más ligero, el oxígeno-16, se evaporan a un ritmo ligeramente mayor que
las moléculas que contienen oxígeno-18 (un 12 % más pesado); esta disparidad se
incrementa a bajas temperaturas. En periodos con una temperatura global más
baja, la nieve y la lluvia procedentes de esa agua evaporada tienden a ser más ricas
en oxígeno-16, mientras que el agua marina que queda tiende a serlo en oxígeno-
18. Los organismos marinos, por tanto, incorporan más oxígeno-18 en sus
esqueletos y exoesqueletos de lo que harían en un medio más cálido. Los
paleoclimatólogos también miden directamente esta relación en las moléculas de
agua de muestras de núcleo de hielo que se han conservado durante varios cientos
de miles de años.
Los geólogos planetarios han medido las diferencias en la abundancia de isótopos
de oxígeno en muestras de la Tierra, la Luna, Marte y meteoritos, pero no han
estado lejos de poder obtener valores de referencia para las relaciones entre
isótopos del Sol, que se creen iguales a aquellas de la nebulosa protosolar. Sin
embargo, el análisis de una oblea de Silicio expuesta al viento solar en el espacio y
devuelta a la Tierra por la sonda Génesis desveló que el Sol tiene una proporción
de oxígeno-16 mayor que nuestro planeta. La medición implica que un proceso

13. desconocido agotó el oxígeno-16 del disco protoplanetario del Sol antes de la fusión
de los granos de polvo que formaron la Tierra.
El oxígeno presenta dos bandas de absorción espectrofotométrica con máximos en
longitudes de onda de 687 y 760 nanómetros. Algunos científicos de detección
remota han propuesto usar la medición del resplandor procedente de los doseles de
vegetación en aquellas bandas para caracterizar la salud de las plantas desde una
plataforma satelital. Esta aproximación explota el hecho de que en esas bandas es
posible distinguir la reflectividad de la vegetación de su fluorescencia, que es mucho
más débil. La medición tiene una alta dificultad técnica, debido a la baja relación
señal/ruido y la estructura física de la vegetación, pero se ha propuesto como un
posible método de monitoreo del ciclo del carbono desde satélites a escala global.

14. HIDRÓGENO.
¿QUÉ ES?
Elemento químico de número atómico 1, masa atómica 1,007 y símbolo H ; es un
gas incoloro, inodoro y muy reactivo que se halla en todos los componentes de la
materia viva y en muchos minerales, siendo el elemento más abundante en el
universo; se utiliza para soldaduras, en la síntesis de productos químicos, etc., y,
por ser el gas menos pesado que existe, se ha usado para inflar globos y dirigibles,
aunque arde fácilmente, por lo que se suele sustituir por helio.


ESTADO NATURAL.
El hidrógeno es el elemento más abundante del Universo. En efecto, la mayoría de
las estrellas son predominantemente de hidrógeno (el Sol tiene aproximadamente
un 90% de hidrógeno). En cuanto a la Tierra, su abundancia es menor. En estado
libre, se encuentra en pequeñas cantidades en la atmósfera, así como en los gases
que se desprenden de los volcanes y de los yacimientos de petróleo. En
combinación, por el contrario, el hidrógeno es bastante común: en el agua constituye
en 11,2% de su peso total; el cuerpo humano, que es aproximadamente dos
terceras partes de agua, tiene un 10% de hidrogeno por peso; forma parte esencial
de todos los organismos animales y vegetales, en los cuales entra en combinación
con oxígeno, nitrógeno, carbono, etc. Finalmente, es un constituyente importante
del petróleo y de los gases de combustibles naturales.

15. PROPIEDADES FÍSICAS.
 Tiene un peso atómico de 100974 uma.
 Posee un estado de oxidación de +1, -1.
 Completa su nivel de valencia con un electrón capturada, para así poder
producir el anión H^-.
 Se combina con los metales alcalinos y alcalinotérreos (menos con el berilio
y magnesio), a través de enlaces iónicos
 Forma enlaces tipo covalentes, con los no metales.
 Forma enlaces metálicos con los elementos de transición.
 El hidrógeno, H^+, siempre se encuentra asociado a otro elemento, menos
en el estado gaseoso.
 Posee una estructura cristalina hexagonal.
 Reacciona con la gran mayoría de los elementos de la tabla periódica.
El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro e insípido a temperatura ambiente. Es el
elemento más liviano que existe, siendo aproximadamente 14 veces menos pesado
que el aire. Su molécula consiste de dos átomos de hidrógeno (H2) unidos por un
enlace covalente. Posee tres isótopos, de los cuales el más abundante es el Protio
(99.985%); el Deuterio tiene una abundancia de 0,02% y el tritio es tan escaso que
de cada 109 átomos de hidrógeno hay uno de tritio.
El hidrogeno es fácilmente absorbido por ciertos metales finamente divididos,
siendo los principales paladio, platino y oro. Por ejemplo, uno volumen de paladio
finamente dividido puede adsorber aproximadamente 850 volumen es de Hidrógeno
a temperatura ambiente. El hidrógeno absorbido es muy activo químicamente

PRIOPIEDADES QUÍMICAS.
Químicamente, el hidrogeno es capaz de combinarse con la mayoría de los
elementos cuando se tienen las condiciones adecuadas. El hidrogeno tiene gran
afinidad con el oxígeno, con el cual se combina en frío muy lentamente, pero en
presencia de una llama o de una chispa eléctrica lo hace casi instantáneamente con
explosión. Por esto, las mezclas de hidrógeno y aire deben manejarse con mucha
precaución. La reacción es:


La ecuación anterior nos indica la gran cantidad de energía desprendida por la
reacción.

16. Una propiedad muy importante del hidrógeno es su poder reductor. En efecto, a
altas temperatura el hidrógeno reacciona con algunos óxidos reduciéndolos.

Este poder reductor, que se base en la tendencia del hidrógeno a oxidarse al estado
de oxidación +1, tiene además aplicación en muchos procesos químicos.



COMBUSTIÓN.
El gas hidrógeno (dihidrógeno) es altamente inflamable y se quema en
concentraciones de 4 % o más H2 en el aire.La entalpía de combustión de hidrógeno
es −285.8 kJ/mol;se quema de acuerdo con la siguiente ecuación balanceada.
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 572 kJ (285.8 kJ/mol)27
Cuando se mezcla con oxígeno en una variedad de proporciones, de hidrógeno
explota por ignición. El hidrógeno se quema violentamente en el aire; se produce la
ignición automáticamente a una temperatura de 560 °C.Llamas de hidrógeno-

17. oxígeno puros se queman en la gama del color ultravioleta y son casi invisibles a
simple vista, como lo demuestra la debilidad de la llama de los motores principales
del transbordador espacial (a diferencia de las llamas fácilmente visibles del cohete
acelerador del sólido). Así que se necesita un detector de llama para detectar si una
fuga de hidrógeno está ardiendo. La explosión del dirigible Hindenburg fue un caso
infame de combustión de hidrógeno. La causa fue debatida, pero los materiales
combustibles en la cubierta de la aeronave fueron los responsables del color de las
llamas. Otra característica de los fuegos de hidrógeno es que las llamas tienden a
ascender rápidamente con el gas en el aire, como ilustraron las llamas del
Hindenburg, causando menos daño que los fuegos de hidrocarburos. Dos terceras
partes de los pasajeros del Hindenburg sobrevivieron al incendio, y muchas de las
muertes que se produjeron fueron por caída o fuego del combustible diésel.

H2 reacciona directamente con otros elementos oxidantes. Una reacción
espontánea y violenta puede ocurrir a temperatura ambiente con cloro y flúor,
formando los haluros de hidrógeno correspondientes: cloruro de hidrógeno y
fluoruro de hidrógeno.

A diferencia la de los hidrocarburos, la combustión del hidrógeno no genera óxidos
de carbono (monóxido y dióxido) sino simplemente agua en forma de vapor, por lo
que se considera un combustible amigable con el medio ambiente y ayuda a mitigar
el calentamiento global.

18. LA LLAMA.
Inflamabilidad y características de la llama: El hidrógeno es inflamable en el aire
en un amplio rango de concentraciones y arde, en ausencia de impurezas, con una
llama casi invisible.
Velocidad de la llama: El hidrógeno, para concentraciones medias, tiene una
velocidad de llama mayor que otros combustibles.


OBTENCIÓN.
- Electrolisis: El proceso de la electrólisis consiste en la descomposición del
agua utilizando la electricidad. Es un proceso que está disponible
comercialmente con una tecnología comprobada. Es un proceso industrial
conocido desde hace tiempo y por ello perfectamente entendido; tiene la
ventaja de que es modular y puede adaptarse fácilmente para pequeñas o
grandes cantidades de gas; el hidrógeno que se obtiene mediante este
procedimiento tiene una gran pureza. Otra ventaja de la electrólisis es su
posible combinación con las energías renovables para producir H2 a partir
de fuentes renovables, compensando la naturaleza intermitente de algunas
de estas fuentes. Plantea una competencia directa con el uso directo de la
electricidad renovable: la energía generada se vierte a la red o se emplea
en la electrólisis.

19. - Reformado (aplicaciones estacionarias y en vehículos): Consiste en la
reacción de hidrocarburos con calor y vapor de agua. También es un
proceso generalizado a gran escala y permite obtener un hidrógeno de bajo
coste a partir de gas natural. Plantea oportunidades para combinarse con la
fijación de CO2 a gran escala (“almacenamiento del carbono”). Como
contrapartida las unidades a pequeña escala no son comerciales y el
hidrógeno contiene algunas impurezas (en algunas aplicaciones puede
resultar necesaria una limpieza del gas o reacciones secundarias para la
eliminación del CO). Las emisiones de CO2 junto al proceso de fijación del
CO2, que genera costes adicionales, son los inconvenientes que se le
pueden encontrar a este proceso.

- Gasificación: Partiendo de hidrocarburos pesados y biomasa se forma
hidrógeno y gases para reformado mediante la reacción con vapor de agua
y oxígeno. Perfectamente adecuado para hidrocarburos pesados a gran
escala, puede utilizarse para combustibles sólidos, como el carbón, y
líquidos. Presenta algunas similitudes con combustibles sintéticos derivados
de la biomasa –la gasificación de biomasa en fase de demostración-. Las
unidades pequeñas son muy escasas, ya que el hidrógeno suele exigir una
limpieza sustancial antes de su uso. La gasificación de biomasa aún es
objeto de investigación y tiene implicaciones debido a la utilización de
grandes extensiones de tierra. El hidrógeno que se obtendría mediante este
proceso entra en competencia con los combustibles sintéticos derivados de
la biomasa.

- Ciclos termoquímicos que utilizan el calor barato de alta temperatura
procedente de la energía nuclear o solar concentrada. Este proceso sería
potencialmente atractivo para su aplicación a gran escala, con bajo coste, y
sin emisión de gases de invernadero, para la industria pesada o el
transporte. Para ello existen diferentes proyectos de colaboración
internacional (Estados Unidos, Europa y Japón) sobre investigación,
desarrollo y puesta en operación de plantas que operen con este proceso.
Actualmente hace falta una mayor investigación y desarrollos no
comerciales sobre el proceso que pueden alargarse durante los próximos
diez años: los temas que se estudia desarrollar son materiales, tecnología
química, y la implantación del reactor nuclear de alta temperatura (HTR).

- Producción biológica: Las algas y las bacterias producen directamente
hidrógeno en determinadas condiciones. Durante los últimos años se
estudia este recurso de gran envergadura potencial aunque con un ritmo de

20. producción de hidrógeno bastante lento. Se necesitan grandes superficies y
la mayor parte de los organismos apropiados no se han encontrado todavía.
Hoy día está siendo objeto de estudio en distintos centros investigación.


APLICACIONES.
El hidrógeno es uno de los elementos con mayor importancia en nuestro día a día.
Existen átomos de hidrógeno en cada molécula de agua y una muy buena parte
de los átomos que constituyen las moléculas que soportan la vida son de
hidrógeno.

El hidrógeno es el elemento más liviano, siendo el núcleo de su isótopo más
abundante constituido únicamente por un protón. El hidrógeno es el elemento con
mayor abundancia en el Universo conocido y es uno de los más abundantes en la
Tierra.

Pero más allá de su importancia en el mundo natural, es también reconocida su
enorme importancia industrial y su obtención y disponibilidad son factores
limitantes en la industria asociada a este elemento.
Elevadas cantidades de hidrógeno son necesarias en industrias químicas y
petrolíferas, en el bien conocido proceso de “Harber” para la producción de
amoníaco, el quinto compuesto que presenta la mayor producción industrial actual.

21. Además del amoníaco, el hidrógeno también es utilizado en la hidrogenación de la
grasa y aceites, hidroalquilaciones, hidrosulfuración, hidrockacking, así como en la
producción de metanol entre otras.

El hidrógeno actualmente está siendo testeado como fuente de energía “limpia”
para la utilización en transportes. La reacción del hidrógeno con el oxígeno, para
producir agua realizada en células de combustibles es una de las formas más
promisoras para generar energía para automóviles, evitando la liberación de gases
con efecto invernadero, al contrario de lo que sucede con los motores actuales
que utilizan la combustión de hidrocarburos de origen fósil.

Otra buena promesa que nos reservaba el hidrógeno a nivel de energía es la
fusión nuclear. Este proceso que alimenta la mayor parte de las estrellas que
brillan en el firmamento, produce Helio (He) a partir de núcleos de hidrógeno,
liberando enormes cantidades de energía.
Esta reacción, que ya fue utilizada en su forma “descontrolada” en las bombas de
hidrógeno, si fuera llevada delante de una forma controlada y responsable, podrá
permitir tener una fuente de energía casi inagotable.

Otras aplicaciones relevantes del hidrógeno son:
- Producción de ácido clorhídrico (HCl)
- Combustible para cohetes
- Enfriamiento de rotores en generadores eléctricos en usinas de energía,
visto que el hidrógeno posee una elevada conductividad térmica.
- En estado líquido, es utilizado en investigaciones “criogénicas” incluyendo
estudios de superconductividad.
- Como es 14,5 veces más liviano que el aire y por eso es utilizado muchas
veces como agente de elevación en balones y zeppelines, más alla que su
utilización sea reducida debido al riesgo de trabajar con grandes cantidades
de hidrógeno, que fue bien patente en el accidente que destruyó el zeppelín
“Hindenburg» en 1937.
- El deuterio, un isótopo de hidrógeno en que el núcleo es constituido por un
protón y un neutrón, es utilizado en la forma de la llamada “agua pesada”
en fisión nuclear como moderador de neutrones.
- Compuestos de deuterio poseen aplicaciones en la química y en la biología,
en estudio de reacciones utilizando el efecto isotópico.

23. CONCLUSIONES.

- El Hidrógeno está en todas partes, de lo que podemos deducir que éste es
el atributo donde reside su importancia originaria.
- Podemos encontrarlo de manera libre en la atmósfera, y a pesar de que se
halla en pequeñas cantidades, también podemos localizarlo combinado con
otros elementos en muchos otros lugares del Universo.
- 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.
- El oxígeno es de vital importancia para nosotros, ya que gracias a él
demostramos salud, energía y debido a la gran contaminación que
generamos en el medio ambiente y a la calidad de vida muy baja que
tenemos, no lo podemos aprovechar como deberíamos.
- El hidrógeno es que es un medio de almacenaje de energía y no una fuente
de ésta, lo anterior hace referencia a que en nuestro planeta no se encuentra
como hidrogeno elemental propiamente tal, sino que, su búsqueda y
obtención como materia prima para aprovechar su energía, implica un gasto
de esta misma.
- Se puede concluir que el uso del hidrógeno está todavía en una fase
experimental en cuanto a investigación y tecnología para lograr la máxima
eficiencia de este recurso tanto en términos energéticos como económicos.
- El oxígeno es un elemento indispensable para la vida, ya que sin él no
podríamos respirar y por lo tanto, moriríamos. Su descubrimiento gracias a
químicos que hicieron procesos para descubrirlo, marco historia en esa
época. Nos hemos dado cuenta que no solo los humanos dependemos de
él, sino que también los animales, las plantas, entre otras cosas, así como
procesos para hacer ciertos objetos y las industrias.

24. WEBGRAFÍA
https://prezi.com/rgskfpqp6cwg/caracteristica-y-estado-natural-del-oxigeno/
https://es.wikipedia.org/wiki/Oxígeno
https://www.caracteristicass.de/oxigeno/
https://www.investigacionyciencia.es/blogs/fisica-y-quimica/10/posts/la-combustin-y-el-oxigeno-
10170
http://j.orellana.free.fr/textos/oxigeno.htm
http://petionnaturaleza.blogspot.com/2016/04/el-oxigeno-y-la-combustion_16.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Llama_(química)
https://www.textoscientificos.com/quimica/oxigeno
https://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno#Usos_y_aplicaciones
https://www.enciclopediadetareas.net/2010/09/estado-natural-del-hidrogeno.html
https://www.enciclopediadetareas.net/2010/09/propiedades-fisicas-y-quimicas-del.html
https://es.slideshare.net/LeoelCaspian/propiedades-fisicas-y-quimicas-del-hidrogeno
https://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno#Combusti%C3%B3n
http://www.energiasostenible.net/fundamentos_hidrogeno.htm
https://desenchufados.net/metodos-de-obtencion-del-hidrogeno/
https://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/aplicaciones-del-hidrogeno-en-el-uso-diario