Hidrogênio (H)

Principais propriedades

O hidrogênio é um gás incolor, inodoro e insípido, formado por moléculas diatômicas em condições ambientes. Com um único próton e um elétron, é o átomo mais simples que existe e serve de modelo para o estudo da estrutura atômica.

Sua posição na tabela periódica é peculiar: encabeça o grupo 1 por ter um elétron na camada externa, mas não é um metal alcalino e forma compostos covalentes com a maioria dos elementos. Tem a menor densidade entre todas as substâncias conhecidas e a maior condutividade térmica entre os gases.

Ocorrência na natureza

Na Terra, o hidrogênio praticamente não é encontrado livre: está combinado na água, nos hidrocarbonetos e em quase todos os compostos orgânicos. No universo, porém, responde por cerca de 90% de todos os átomos e é o combustível das reações de fusão que mantêm as estrelas.

Processo de obtenção

Em escala industrial, o hidrogênio é obtido sobretudo pela reforma do gás natural com vapor e pela eletrólise da água. A rota eletrolítica, quando alimentada por fontes renováveis, é a base do chamado hidrogênio verde, tema central das pesquisas brasileiras em energia.

Aplicações

O maior consumo está na produção de amônia para fertilizantes e no refino de petróleo. O elemento também é usado na hidrogenação de óleos vegetais, na fabricação de metanol, como agente redutor em metalurgia e como combustível em células a combustível que geram eletricidade tendo a água como único produto.

Importância biológica

Nenhum organismo vive sem hidrogênio: ele compõe a água, as proteínas, os açúcares e o material genético. O equilíbrio de íons hidrogênio determina o pH do sangue e do interior das células, controlado de forma muito estreita pelo organismo.

Riscos e precauções

O hidrogênio é altamente inflamável e forma misturas explosivas com o ar em uma faixa ampla de concentrações. Por ser incolor e queimar com chama quase invisível, exige detectores próprios e instalações com ventilação e aterramento adequados. Todo manuseio é restrito a ambientes industriais ou laboratoriais, seguindo a ficha de informações de segurança do produto e a orientação de profissionais habilitados.

História da descoberta

Henry Cavendish descreveu em 1766 um "ar inflamável" liberado na reação entre metais e ácidos, reconhecendo que se tratava de uma substância distinta. Antoine Lavoisier confirmou o resultado e mostrou que a queima desse gás produzia água, o que ajudou a derrubar a teoria dos quatro elementos e a estabelecer a química moderna.

Origem do nome

Do grego hydro, água, e genes, que gera: literalmente "gerador de água", nome cunhado por Lavoisier em referência ao produto de sua combustão.

Isótopos relevantes

¹H (prótio, cerca de 99,98%), ²H (deutério, cerca de 0,02%) e ³H (trítio, radioativo, presente apenas em quantidades ínfimas).

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• O deutério, isótopo com um nêutron, forma a chamada água pesada, usada em alguns tipos de reator nuclear.
• Como o hidrogênio metálico só se forma sob pressões enormes, acredita-se que exista no interior de Júpiter e Saturno.
• A quantidade de hidrogênio no Sol diminui a cada segundo: milhões de toneladas se convertem em hélio na fusão nuclear.