El documento describe las propiedades y usos del oxígeno y el hidrógeno. Explica que el oxígeno es el elemento más abundante en la Tierra y se encuentra naturalmente en estado gaseoso. Tiene importantes aplicaciones en procesos de combustión, industria del acero, medicina y respiración. El hidrógeno es un gas inflamable que se usa como combustible y en la fabricación de amoníaco. Ambos elementos juegan un papel fundamental en procesos químicos y de la vida.

1. GASES
LINA DANIELA GONZALEZ ROBAYO
10-1
EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN
IBAGUE- TOLIMA
2019

2. INTRODUCCIÓN
En este trabajo se dará a conocer distintos aspectos de lo que son los gases de
oxígeno e hidrógeno respectivamente, definiéndolos más a detalle para tener
más conocimiento acerca de ellas que son tan fundamentales.
OBEJTIVOS
 Identificar las principales características y propiedades del oxígeno e
hidrógeno.
 Comprender más a detalles el proceso de combustión de estos
elementos.
 Obtener información de manera más recursiva el tema.
 Tener en cuenta la importancia de estos en la cotidianidad y comprender
mejor las aplicaciones que tienen en distintas áreas.

3. GASES
OXÍGENO
 ESTADO NATURAL
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).
En condiciones normales de presión y temperatura, el
oxígeno se encuentra en estado gaseoso, dos átomos del
elemento se enlazan para formar el dioxígeno, incoloro,
inodoro e insípido formado moléculas diatómicas (O2), en
combinación, entra en la formación de una gran cantidad
de compuestos orgánicos y minerales, haciendo parte de
todos los organismos animales y vegetales, a pesar de ser inestables se generan durante la
fotosíntesis de las plantas y son posteriormente utilizadas por los animales, en la
respiración. También se puede encontrar de forma líquida.
Se conocen tres formas estructurales del oxígeno: el oxígeno ordinario, que contiene dos
átomos por molécula y cuya fórmula es O2; el ozono, que contiene tres átomos por
molécula y cuya fórmula es O3, y una forma no magnética azul pálida, el O4, que contiene
cuatro átomos por molécula, y se descompone fácilmente en oxígeno ordinario.
 PROPIEDADES FÍSICAS
o Debido a su fragilidad, los no metales como el oxígeno, no se pueden aplanar para
formar láminas ni estirados para convertirse en hilos.
o Se convierte en líquido, se condensa a -183°C en líquido azul pálido.
o Se convierte en sólido, se solidifica a -219°C en sólido blanco azulado.
o 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. 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.
o 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.

4.  PROPIEDADES QUÍMICAS
El oxígeno es un no metal moderadamente activo, cuya electronegatividad ocupa el
segundo lugar entre todos los elementos. Se combina directamente con todos los elementos,
excepto con los metales nobles, como Plata, Oro, y Platino. Entre los no metales, no se
combinan directamente con el oxígeno los gases nobles del grupo VIIIA y
los Halógenos del grupo VIIA, altamente electronegativo, reacciona con facilidad con el
carbono, azufre y fósforo.
-Número atómico: 8
-Número de protones/electrones: 8
-Número de neutrones: 8
-Valencia: 2
-Estado de oxidación: - 2
-Electronegatividad: 3,5
-Radio covalente (Å): 0,73
-Radio iónico (Å): 1,40
-Configuración electrónica: 1s 22s 22p4
-Primer potencial de ionización (eV): 13,70
-Masa atómica (g/mol): 15,9994
-Densidad (kg/m3): 1.429
-Punto de ebullición (ºC): -183
-Punto de fusión (ºC): -218,8
 COMBUSTIÓN
El oxígeno tiene la capacidad de combinarse con diversos elementos para producir óxidos.
Por ende, oxidación es la combinación del oxígeno con otra sustancia. Existen oxidaciones
que son sumamente lentas, como por ejemplo la del hierro. Cuando la oxidación es rápida
se llama 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

5. a la llama, o también formando pequeñas partículas de sólido (ejem. carbón) cuya
incandescencia puede observarse.
Son el carbono y el hidrógeno (hidrocarburos) elementos que entran en combustión más
fácilmente. El heptano, propano y el metano -entre otros- son sustancias que se utilizan
como combustibles, es decir, como fuentes de calor proporcionados por la combustión.
En síntesis, la combustión se produce cuando convergen los siguientes factores:
-El combustible, es decir, el material que arde (gas, alcohol, carbón, madera, plástico).
-El comburente, el material que hacer arder (oxígeno).
-La temperatura de inflamación, la temperatura más baja a la cual el material inicia la
combustión para seguir ardiendo.
 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.
El color de la llama dependerá del medio en que se produzca y se utilice el quemador, lo
que se logra con el combustible y el comburente. Dependiendo de la combustión la llama
puede ser más intensa, oscura u opaca, donde la calentura de la misma dependerá de la
composición de los elementos antes mencionados (comburente y la combustión).
Dependiendo de la incorporación que tiene el oxígeno en la llama, se distinguen las
siguientes partes. También, el elemento utilizado para que ésta emerja dependerá de la
cantidad de llama, la fuerza de la misma, la altura, proporción y colores.
a) Llamas de Premezcla
Sucede cuando el comburente y el combustible se mezclan antes
de que se realice la combustión. La combustión de estaciones es
más completa y llegan a tener temperaturas más grandes,
caracterizándose por su tono azul. Dependiendo de las fórmulas
se pueden mencionar tres zonas como son precalentamiento,
reacción y zona de post reacción.
*Zona de precalentamiento
Surge cuando se tiene la mezcla del combustible y el comburente cuando todavía no existe
la temperatura requerida para entrar en acción, esta aumenta según la proximidad de la zona
siguiente.

6. *Zona de reacción
Se da porque cuando se llega a la temperatura de ignición, en la que se produce una
reacción de la mezcla, dejando escapar el calor y estableciendo productos que funcionan
como reactivos ante los procesos químicos utilizados para formar la llama.
*Zona de post reacción
En esta zona los gases resultados de la reacción de la zona anterior se enfrían y no emiten
luz. Se puede decir que en esta zona los componentes descansan hasta que pasan a otro
nivel en el que si se podrá emitir la luz de la llama.
b) Llamas de difusión
Son llamas producidas naturalmente, reacción que se da al encontrarse el
aire y el combustible sin haberse mezclado en el mismo lugar. La difusión
permite que el gas inflamable se produzca y se combine de forma natural
con el oxígeno que posee el aire. Esta parte de la llama sucede en la zona de
reacción y se caracteriza por tener una corta prolongación. Esta parte tiene
tres modelos de zonas:
*Zona interna
En esta zona la cera de la vela se vaporiza rodeando de esta manera a la mecha y creando
una zona donde solamente hay gases combustibles que no combustionan. Esta parte de la
zona también se llama zona oscura o zona fría debido a que no hay emisión de luz.
*Zona intermedia
Al borde de la zona interna el combustible se mezcla con el oxígeno circundante efectuando
la combustión. Aquí la temperatura es bastante elevada, lo que permite que se produzca
emisión de luz.
*Zona externa
Aquí abunda el oxígeno circundante y los radicales libres que han sido creados en las zonas
de más alta temperatura, es decir la zona intermedia, donde se combina con el oxígeno,
haciendo real la oxidación de la llama y logrando que salga en forma de hollín.
 OBTENCIÓN
El oxígeno es mucho más reactivo que el Nitrógeno, lo que refleja tanto su mayor
electronegatividad (3.0 contra 2.5 del Nitrógeno) como el hecho de que enlace en las
moléculas de O2 es considerablemente más débil que el de N2. El oxígeno un gas con
características propias tales como la atracción del oxígeno por un imán, es comburente, etc.
Para obtenerlo se utilizan diferentes métodos como la electrolisis, descomposición del
KCLO3 o H2O2, por destilación del aire líquido, entre otras formas.

7.  APLICACIONES Y USOS
-La mayor aplicación comercial del gas oxígeno es en la industria del acero. Grandes
cantidades de este elemento se usan en la fabricación de una amplia gama de productos
químicos, incluyendo el ácido nítrico y el peróxido de hidrógeno.
-Es también utilizado para producir óxido de etileno, que se usa como anticongelante.
-Se lo utiliza en el tratamiento de aguas residuales y efluentes de la industria.
-El dioxígeno tiene un buen número de aplicaciones en el mundo moderno. Se utiliza por
ejemplo en Medicina en la Respiración asistida de los pacientes.
-Es esencial en el proceso de combustión de azúcares mediante el cual la mayor parte de los
seres vivos obtienen energía:
6CO2(g) + 6H2O(l) + energía → C6H12O6(s) + 6O2(g)
-La mayor parte del oxígeno (80% de la producción mundial) se destina a la industria del
hierro y del Acero.
-El oxígeno es importante para la respiración humana.
-El envenenamiento por monóxido de carbono se trata con gas oxígeno.
-En los trajes espaciales se utiliza oxígeno de un alto grado de pureza para que los
astronautas puedan respirar.
-Los tanques de buceo también contienen oxígeno, aunque por lo general se mezcla con
aire normal.
-Los aviones y los submarinos también cuentan con bombonas de oxígeno (para
emergencias).
-El oxígeno se utiliza en la producción de polímeros de poliéster y los anticongelantes. Los
polímeros se utilizan para hacer plástico y telas.
-Los cohetes usan el oxígeno para quemar el combustible líquido y generar sustentación.

8. -Los científicos usan la proporción de dos isótopos de oxígeno (oxígeno-18 y oxígeno-16)
en los esqueletos para investigar el clima de hace miles de años.
-El oxígeno puro se utiliza para asegurar la combustión completa de los productos
químicos.
-El oxígeno se utiliza para tratar el agua, y también para cortar y soldar metales.
-Otros usos:
 preparación de TiO2 a partir de TiCl4
 oxidación del NH3 en la fabricación de HNO3
 combustible (oxidante) en cohetes espaciales
 producción gas de síntesis (CO + H2O)
 oxidación directa de etileno a óxido de etileno
 fabricación de explosivos.

9. HIDRÓGENO
 ESTADO NATURAL
En su forma natural es gaseoso, es un elemento
químico que pertenece al grupo de los no
metales 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.
 PROPIEDADES FÍSICAS
-El Hidrógeno es un gas incoloro e insípido.
-Se combina con metales alcalinos y alcalinotérreos (menos el berilio y magnesio) a través
de enlaces iónicos.
-Forman enlaces tipo covalentes con los no metales.
-Forman enlaces metálicos con los elementos de transición.
-El Hidrógeno siempre se encuentra asociado a otro elemento, menos en el estado gaseoso.
-Posee una estructura cristalina hexagonal.
 PROPIEDADES QUÍMICAS
Es capaz de combinarse con la mayoría de elementos en las condicione adecuadas, tiene
una gran afinidad con el oxígeno en una temperatura muy baja, u mezcla se produce muy
lentamente mientras que en presencia de una chispa es casi inmediata generando una
explosión.
También es un gas reductor, a altas temperaturas reacciona con algunos gases
reduciéndolos.
-Número atómico: 1
-Grupo: 1
-Periodo: 1

10. -Densidad: 0.0899 kg/m3
-Radio medio: 25 pm
-Radio atómico: 53
-Radio covalente: 37 pm
-Configuración electrónica: 1s 1
-Electrones: 1
-Número de oxidación: 1, -1
-Punto de fusión: 14.025 K
-Punto de ebullición: 20.268 K
-Punto de inflamabilidad: 255 K
-Calor de fusión: 0.05868 Kj/mol
-Presión de vapor: 209 Pa a 23 K
-Electronegatividad: 2, 2
-Calor específico: 1,4304·104J/ (K·kg)
-Conductividad térmica: 0.1815 W/ (K·m)
 COMBUSTIÓN
El Hidrógeno es un combustible de emisión cero que usa celdas electroquímicas o
la combustión en motores internos, para propulsar vehículos y dispositivos eléctricos.
También es usado en la propulsión de naves espaciales y potencialmente puede
ser producido en masa y comercializado para su uso en vehículos terrestres de pasajeros y
aeronaves. El hidrógeno no es ni un metal ni un no metal pero aún es considerado un no
metal. Actúa como un metal cuando es comprimido a altas densidades.
Dado que el gas de hidrógeno es tan ligero, se eleva en la atmósfera y por lo tanto
raramente es encontrado en su forma pura, H2.1 En una llama de gas de hidrógeno puro,
quemándose en el aire, el hidrógeno (H2) reacciona con el oxígeno (O2) para
formar agua (H2O) y liberar calor.
2H2 (g) + O2(g) → 2H2O(g)
Si se produce en el aire atmosférico en vez de oxígeno puro (como normalmente es el
caso), la combustión del hidrógeno puede producir pequeñas cantidades de óxido de
nitrógeno, junto con el vapor de agua.
El calor de la combustión le permite al hidrógeno actuar como combustible. Sin embargo,
el hidrógeno es un vector energético, como la electricidad, no un recurso de energía.2 Las
empresas de energía primero deben producir el gas de hidrógeno y esa producción induce
impactos ambientales. La producción de hidrógeno siempre requiere más energía que la que
puede ser recuperada del gas como un combustible en forma posterior. Esta es una
limitación de la ley física de la conservación de la energía.
 OBTENCIÓN
Se encuentra el Gas Hidrógeno que consiste en una molécula formada por dos átomos de
Hidrógeno (H2). Éste se puede obtener mediantes diverosos procesos:

11. *Electrólisis
Proceso que consiste en la descomposición del agua a través de la utilización de la
electricidad. Este proceso industrial tiene sus ventajas, pues es fácilmente adaptable ya sea
para grandes o pequeñas cantidades de gas, consiguiéndose un hidrógeno de gran pureza.
La electrolisis también posee la ventaja de poder combinarse y relacionarse de manera
óptima con las energías renovables con el fin de producir H2.
*Reformado
Consiste en la reacción de los hidrocarburos con la presencia de calor y vapor de agua.
Dicho método permite producir grandes cantidades de este con un bajo coste, partiendo del
gas natural
*Gasificación
Se obtiene a partir de hidrocarburos pesados y la biomasa, obteniéndose además del
hidrogeno, gases para reformado, a partir de las reacciones del vapor de agua y el oxígeno.
Este método es muy adecuado cuando se trata de hidrocarburos a gran escala, pudiendo ser
usados el carbón, los combustibles sólidos, y líquidos.
El hidrógeno obtenido por gasificación, presenta semejanzas con otros derivados sintéticos
de la biomasa, produciendo competencia entre ellos. La gasificación de la biomasa es aún
hoy en día objeto de estudio, y posee implicaciones y limitaciones pues necesita grandes
extensiones de terreno.
*Ciclos termoquímicos
Este proceso utiliza el calor de bajo coste producido de la alta temperatura que procede de
la energía nuclear o también de la energía solar concentrada.
Es un proceso bastante utilizable y atractivo cuando se habla de gran escala, al tener bajo
coste económico, y no emitiendo gases de carácter invernadero, pudiendo ser usado en la
industria pesada o incluso en el transporte. Existen distintos proyectos de colaboraciones
internacionales para investigar y desarrollar este método. Hoy en día, aún falta mayor
investigación sin fines comerciales.
 APLICACIONES
-Se utiliza para el procesar combustibles fósiles.
-Se utiliza para producir amoníaco utilizado en los productos comunes de limpieza del
hogar.
-El hidrógeno se utiliza como un agente hidrogenante para producir metanol y convertir
aceites y grasas no saturada insalubres en aceites y grasas saturadas.
-El punto triple del hidrógeno (la temperatura a la que los 3 estados, sólido, líquido y
gaseoso están en equilibrio) puede utilizarse para calibrar algunos termómetros.

12. -El tritio, un isótopo radioactivo de hidrógeno, se produce en las reacciones nucleares. Se
puede utilizar para fabricar bombas de hidrógeno y actúa como una fuente de radiación en
pinturas luminosas. En las ciencias biológicas, el tritio se utiliza a veces como un marcador
isotópico.
-El hidrógeno (ya sea utilizado por sí solo o combinado con nitrógeno) se utiliza en plantas
de fabricación de muchos para determinar si hay fugas. También se utiliza para detectar
fugas en los envases de alimentos.
-El hidrógeno se utiliza como refrigerante rotor en generadores eléctricos.
-El hidrógeno en estado gaseoso se usa como un gas de protección en la soldadura de
hidrógeno atómico.
-También se usa en la producción de ácido clorhídrico, utilizado ampliamente en las
industrias químicas.
-El gas de hidrógeno se utiliza para reducir muchos minerales metálicos.
-Puede ser utilizado para crear agua.