Hidrogeno. Alejandro Aguilar Ruiz Pedro Kuhlmann Latapi

Transcripción

1 Hidrogeno Alejandro Aguilar Ruiz Pedro Kuhlmann Latapi

2 Hidrógeno 1. Breve historia 2. Estructura e isótopos 3. Compuestos de hidrógeno 4. Reacciones químicas del hidrógeno 5. Experimento: síntesis deh 2 6. Aplicaciones y usos convencionales del hidrógeno

3 1. Breve historia Inicio

4 Tierra El hidrógeno es el decimoquinto elemento más abundante en la superficie terrestre 8 La mayor parte del hidrógeno terrestre se encuentra formando parte de compuestos químicos tales como los hidrocarburos o el agua. 9 El hidrógeno gaseoso es producido por algunas bacterias y algas, y es un componente natural de las flatulencias. El metano es una fuente de enorme importancia para la obtención del hidrógeno.

5 Paracelso 10 de Noviembre de 1493 Zurich

6 Robert Boyle

7 Henry Cavendish Descubridor del Hidrogeno

8 Antoine Lavoisier Nombro al Hidrogeno

9 Estructura e isótopos

10 Propiedades Electronegatividad : 2.1 Radio covalente (Å) : 0,37 Radio iónico (Å) : 2,08 Configuración electrónica : 1s 1 Primer potencial de ionización (ev): 13,65

11 Propiedades Densidad (g/ml): 0,071 Punto de ebullición (ºC): -252,7 Punto de fusión (ºC): -259,2

12 Isotopos

13 Compuestos Principales Constituyente de un numero muy grande de compuestos.

14 Radioactividad del Tritio

15 Compuestos de hidrógeno HCl BH3 B2H6 LiH

16 Hidruros moleculares (H+) En lace covalente con no metales: B2H6, CH4, NH3, H2O, HF, HCl Clasificación: HCl Precisos en electrones: CH4, SiH4, CH3CH3 BH3 Deficientes en electrones: B2H6 Ricos en electrones: NH3, H2O, HF, HCl B2H6

17 Hidruros salinos (H-) Enlace iónico con metales electropositivos NaH, CaH2, LiH Características de los compuestos iónicos NaH LiH

18 Hidruros metálicos Conducen la electricidad eléctrica y son menos densos que el metal de origen. Ejemplos: Hidruro de circonio: ZrH1.3, ZrH1.75 Grupos: 3,4,5 d y f ZrH2

19 Tabla de hidruros

20 Puente de hidrógeno

21 Reacciones químicas

22 Producción

23 Síntesis

24 Combinación directa de los elementos

25 Reacciones

26 Ruptura heterolítica por transferencia de hidruro

27 Reducción de óxidos metálicos MO + H 2 M + H 2 O

28 Reducción de monóxido de carbono CO + H 2 metanal, metanol

29 Experimento

30 Experimento 1. Cuál es la reacción completa (y balanceada) que se llevó a cabo?

31 Experimento 1. 6HCl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2

32 Experimento 2. Qué tipo de reacción es y qué cambios sufrió el hidrógeno?

33 Experimento 2. Es una reacción de óxido reducción el la que el hidrógeno se reduce.

34 Experimento 3. Por qué se explica el que esta reacción sea espontánea?

35 Experimento 3. 2H + (aq) + 2e H 2 (g) E= 0 Al 3+ (aq) + 3e Al(s) E= Al3+ Al

36 Aplicaciones y usos convencionales: 1.Industria química 2.Industria metalúrgica 3.Otros usos 4.Usos energéticos

37 Industria química:

38 Proceso Haber Börsch N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) (recuperado el 13/10/13)

39 Proceso de refinería: Reducción de halogenuros R- X Zn ¾ H ¾ + R- H Craqueo catalítico

40 Síntesis inorgánicas Peróxido de hidrógeno O 2 (g)+ H 2 (g) ¾ Pd/C ¾¾ H O (l) 2 2

41 Otros usos Tratamiento de agua

42 Aplicaciones energéticas 1. Combustible aeronáutico (combustión directa) 2. Pilas de hidrógeno

43 Combustible aeronáutico

44 Pilas de hidrógeno Pilas: G = n F V

45 Breve historia de las pilas de hidrógeno Primer intento: sir William Groove (1939)

46 Esquema

47 Muchas gracias

48 Preguntas: 1. Qué tipo de enlace se manifiesta en los hidruros salinos? a) Covalente b) Covalente polar c) Iónico d) Complejo E) puente de hidrógeno

49 Respuesta 1. c) iónico. Porque manifiesta enlaces entre un no metal (hidrógeno) y un metal electropositivo.

50 Preguntas: El proceso Haber-Bösch es un proceso muy utilizado en la industria química cuya principal función es la producción de: A) amonio B) hidrógeno molecular C)amoniaco gaseoso D) amoniaco líquido E)Tritio

51 Respuesta 2. D) amoniaco líquido

52 Preguntas 3. Cuál es el isótopo de hidrógeno con mayor masa? A) hidrógeno común B)Deuterio C)Tritio D) hidrógeno molecular

53 Respuesta 3. C) tritio

54 Preguntas 4. Qué reacción describe correctamente la combustión del hidrógeno molecular?

55 Respuesta A)

56 Referencias Schriver & Atkins. Química Inorgánica. Mc Graw Hill. (pg ) ull tos/la_economia_hidrogeno_2.pdf m

57 Referencias