Hidrógeno, pH, Electrones, Protones
Distinguir entre estas diferentes formas de Hidrógeno puede ser confuso para aquellos que suspendimos la química en el instituto. A continuación, un intento de aclaración.
H = Hidrógeno atómico
El hidrógeno atómico es el elemento más simple. Consiste en un protón y un electrón no apareado, lo que significa que es un radical libre.
Sin embargo, un átomo de hidrógeno rara vez existe por sí solo porque su electrón no apareado busca ávidamente unirse a otro electrón.
La forma molecular del hidrógeno es más común.
H2= Hidrógeno molecular
H2 es un gas que se forma cuando dos átomos de hidrógeno se unen y se convierten en una molécula de hidrógeno. El H2 también se denomina hidrógeno molecular. Consiste en dos protones y dos electrones. En consecuencia, es la forma más común de hidrógeno porque es estable con una carga neutra. El H2 no es un radical libre. Es el antioxidante en el agua "rica en hidrógeno".
El H2 es la molécula más pequeña del universo. Esto significa que puede ir donde nada más puede... incluso a tus mitocondrias, que son las centrales energéticas de tus células. El gas hidrógeno no se puede guardar en plástico porque traspasará las paredes del recipiente.
H+ = Protón
Cuando el átomo de hidrógeno pierde un electrón, todo lo que queda es un protón. Se convierte en el ion hidrógeno con carga positiva conocido como H+. Esta es la forma de hidrógeno que produce la enzima ATP que alimenta nuestras células y mitocondrias.
El ion hidrógeno H+ es la base de la escala de pH.
H:– = Hidruro
El hidruro es un átomo de hidrógeno que tiene un electrón extra. Esto significa que es un ion cargado negativamente, o anión. Por eso el ion hidruro (H-) tiene el signo menos que lo distingue de un átomo de hidrógeno regular (H). Los dos puntos después de la H significan que este ion tiene dos electrones en lugar de solo uno. El electrón extra significa que H- no es un radical libre, sin embargo, no es estable porque esta forma de hidrógeno es una base muy fuerte (extremadamente alcalina) que reacciona con el agua para producir hidróxido (OH– y hidrógeno molecular (H2).
H:– + H2O –> H2O + OH–
El hidruro (H:– ) también reacciona con metales para formar compuestos químicos que son agentes reductores.
OH– = Ion hidróxido
El hidróxido (OH–) también se conoce como ion hidroxilo. Cuando el agua se disocia o se descompone en sus partes componentes, forma OH– (iones hidróxido) y H3O+ (iones hidronio).
2H2O ⇆ OH– y H3O+
Esta reacción es reversible. El ion hidróxido también reacciona con el ion hidronio (H3O+) para convertirse en dos moléculas de agua.
El ion hidróxido (OH– ) es una base (alcalino). El ion hidróxido no es un radical libre ni un antioxidante. El gas de hidrógeno molecular disuelto (H2) es el antioxidante en el agua "rica en hidrógeno".
OH• = Radical hidroxilo
H3O+ = Ion hidronio
Una molécula de agua (H20) más un ion de hidrógeno (H+) se convierte en un ion hidronio (H3O+). El ion H+ es un protón solitario con una carga potente. No existe por sí solo en una solución acuosa porque es inmediatamente atraído por los electrones no compartidos en el átomo de oxígeno del H2O. El resultado es el hidronio (H3O+). Este proceso es reversible. Dos moléculas de agua pueden disociarse para formar hidronio más hidróxido.
2H2O ⇆ OH– y H3O+
pH = Potencial de hidrógeno
El pH indica si el agua es ácida, neutra o alcalina. Más H+ = más ácida. Menos H+ = más alcalina.
Dado que el H+ se asocia inmediatamente con el H2O para formar H3O+ (hidronio), también se puede decir que el pH es una medida de la concentración de H3O+ en una solución.
La escala de pH es logarítmica. Un aumento de 1 en la escala de pH resulta en una disminución de 10 veces en la concentración de iones hidronio, y un aumento de 3 en la escala de pH resulta en una disminución de 1.000 veces en la concentración de iones hidronio.