Por Clare Jackson | Atualizado em 30 de agosto de 2022

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TL;DR

O hidrogênio e o oxigênio se combinam de forma explosiva para formar água, liberando uma quantidade significativa de calor.

Mistura de Hidrogênio e Oxigênio

À temperatura ambiente, os gases hidrogênio (H₂) e oxigênio (O₂) coexistem sem reagir porque suas moléculas não possuem energia cinética suficiente para quebrar as ligações existentes durante as colisões. A mistura é estável até que uma fonte de energia externa inicie a reação.

Energia de Ativação

A introdução de uma faísca ou calor aumenta a temperatura de algumas moléculas, aumentando a sua energia de colisão. Uma vez que a energia excede o modesto limiar de ativação do hidrogênio (cerca de 0,3eV por ligação), as moléculas de H₂ e O₂ formam novas ligações covalentes, produzindo água.

Reação Exotérmica

O hidrogênio e o oxigênio possuem maior energia interna do que as moléculas de água resultantes. Consequentemente, a reação libera energia na forma de calor, luz e som. A natureza exotérmica conduz uma reação em cadeia, propagando rapidamente a combustão através da mistura restante.

Comportamento do elétron

No nível eletrônico, os átomos de hidrogênio compartilham seus elétrons únicos para preencher a camada interna de dois elétrons, enquanto os átomos de oxigênio compartilham quatro elétrons para completar sua camada externa de oito. O arranjo mais estável é alcançado quando dois átomos de hidrogênio compartilham, cada um, um elétron com um único átomo de oxigênio, formando a molécula de H₂O. Esse realinhamento libera a diferença de energia que alimenta a reação.

Produtos

Os produtos primários são água (H₂O) e calor. O calor liberado pode ser aproveitado para trabalho – como acionar turbinas – embora a reação seja essencialmente irreversível em condições normais.