Kamis, 19 Juli 2012

Hidrogen


Sejarah
(Yunani hydro=air, dan genes=pembentukan) Jadi hydrogen berarti unsur pembentuk air atau yang menghasilkan air. Hidrogen telah digunakan bertahun-tahun sebelum akhirnya dinyatakan sebagai unsur yang unik oleh Cavendish di tahun 1776.
Dinamakan hidrogen oleh Lavoisier, hidrogen adalah unsur yang terbanyak dari semua unsur di alam semesta. Elemen-elemen yang berat pada awalnya dibentuk dari atom-atom hidrogen atau dari elemen-elemen yang mulanya terbuat dari atom-atom hidrogen.
Hidrogen adalah unsur teringan yang terdapat dalam tabel periodik dan merupakan unsur yang paling banyak terdapat di jagat raya dengan prosentase kadar hydrogen di jagat raya adalah 75% berat atau 93% mol. Hidrogen terdapat di bumi  sampai diruang angkasa sebagai penyusun bintang. Hidrogen dalam bentuk unsurnya berupa gas diatomic (H2), gas H2 merupakan gas yang paling ringan, tidak berwarna, dan tidak berbau, dan gas ini bersifat mudah terbakar dengan adanya oksigen. Gas hydrogen dialam terdapat dalam dua bentuk molekular yaitu orthohidrogen dan parahidrogen, kedua bentuk molekular ini berbeda dalam hal spin relative electron dan inti atomnya. Pada ortohidrogen spin dua protonnya adalah parallel sehingga membentuk keadaan olekular yang disebut sebagai “triplet dengan bilangan kuantum spin 1 (1/2+1/2), pada parahidrogen maka spin protonya antiparalel sehingga membentuk keadaan “singlet” dan bilangan kuantum spinnya 0 (1/2-1/2). Pada keadaan STP (Standard Temperature Pressure) gas hydrogen tersusun dari 25% bentuk para dan 75% bentuk ortho. Bentu orto tidak dapat dimurnikan, disebabkan perbedaan kedua bentuk hydrogen tersebut maka sifat fisika keduanya juga berbeda.
 Hidrogen memiliki nomor atom1 dan nomor massa 1,008. Dengan nomor atom ini maka Hidrogen memiliki konfigurasi electron 1s1 dan jumlah electron dalam kulit atomnya 1. Hidrogen diletakkan dibagian atas bersama dengan golongan 1A, tapi perlu diingat bahwa hydrogen bukan merupakan anggota golongan 1A dan hydrogen bukan anggota golongan manapun di dalam tabel periodic. Hidrogen diletakkan dalam periode 1 bersama dengan helium, dan blok tempat hydrogen berada pada sistem periodic adalah pada blok s.
Hidrogen dialam memiliki 3 isotop yaitu 1H, 2H, dan 3H. 1H adalah isotop hydrogen dengan kelimpahan yang melimpah dimana kelimpahannya adalah 99,98%. Disebabkan isotop ini memiliki 1 proton dan 1 elektron maka nama lainnya adalah protium. Isotop stabil yang lain adalah 2H dikenal dengan nama Deuterium dan intinya terdiri dari 1 proton dan 1 neutron. Deuterium bukanlah radioaktif dan tidak berbahaya. Isotop ini dipakai sebagai penanda dalam sintesis senyawa organic. Deuterium dalam bentuk 2H2O sering juga dipakai sebagai pendingin dalam reactor nuklir dan juga dipakai untuk reaksi fusi. Isotop 3H disebut sebagai Tritium mengandung 2 netron dan 1 proton dalam intinya dan bersifat radioaktif dan meluruh menjadi Helium-3 dengan memancarkan sinar beta. Banyak dipakai sebagai pelacak dalam bidang geokimia dan juga sebagai penanda dalam eksperimen kimia maupun biologi.

Senyawa Hidrogen
Walapun  hidrogen adalah benda gas, kita sangat jarang menemukannya di atmosfer bumi. Gas hidrogen yang sangat ringan, jika tidak terkombinasi dengan unsur lain, akan berbenturan dengan unsur lain dan terkeluarkan dari lapisan atmosfer. Di bumi hidrogen banyak ditemukan sebagai senyawa (air) di mana atom-atomnya bertaut dengan atom-atom oksigen. Atom-atom hidrogen juga dapat ditemukan di tetumbuhan, petroleum, arang, dan lain-lain. Sebagai unsur yang independen, konsentrasinya di atmosfer sangat kecil (1 ppm by volume). Sebagai gas yang paling ringan, hidrogen berkombinasi dengan elemen-elemen lain, kadang-kadang secara eksplosif untuk membentuk berbagai senyawa.

Hidrida
Istilah hidrida dipakai untuk menyatakan bahwa bilangan oksidasi hydrogen yang bereaksi dengan unsur yang lain adalah -1 dan dinotasikan sebagai H-. Beberapa contoh senyawa hidrida adalah LiH, NaH,  LiAlH4,  BeH2 dan lainnya. Ikatan dalam senyawa hidrida dapat bersifat kovalen hingga sangat bersifat ionic dan hidrida ini bisa menjadi bagian molekul, oligomer, polimer, padatan ion, layer dalam absorbsi kimia, atau bahkan menjadi bagian dari suatu logam. Hidrida bereaksi sebagai basa lewis dan bersifat sebagai reduktor dan bisa juga bisa bereaksi dengan radikal hydrogen dan proton. Berbagai macam unsur dapat membentuk hidrida dan sekarang menjadi subyek penelitian yang penting untuk menemukan logam yang dapat menyimpan hydrogen untuk pembangkit listrik atau baterai. Hidrida juga memerankan peranan yang penting dalam sintesis senyawa organic disebabkan bersifat sebagai reduktor.

Hidrokarbon
Dalam bidang organic senyawabhidrokarbon didefinisikan sebagai senyawa yang pada dasarnya terdiri dari hydrogen dan karbon, akan tetapi pengertian ini semakin meluas disebabkan beberapa hidrokarbon juga mengandung unsur lain seperti fosfor, nitrogen, belerang dan bahkan logam (organometalik). Golongan hidrokarbon sangat luas diantaranya alkana, alkena, alkuna, alkohol, ester, asam karboksilat, aldehid, keton, amida, senyawa aromatic dan berbabagai macam makromolekul seperti golongan proten, dan karbohidrat.
Umumnya hidrokarbon merupakan sumber energi utama yang ada di bumi akan tetapi dengan pertimbangan kondisi bumi saat ini maka penggunaan energi ini mulai sedikit-demi sedikit dialihkan ke sumber energi yang ramah lingkunga. Hidrokarbon juga merupakan sumber atau bahan dasar untuk membuat berbagai macam senyawa organic yang lain misalnya industru petrokimia menjadi dasar untuk pembuatan senyawa kimia yang lain.

Hidrogen Halida
Hidrogen halide adalah senyawa kimia yang dihasilkan dari reaksi antara hydrogen dengan unsur halide yaitu golongan 7 misalnya HF, HCl, HBr, dan HI. Senyawa HAt jarang ditemukan di alam dan bersifat tidak stabil. Senyawa hidrogen halida (HX) bersifat asam disebabkan kecenderungan mereka melepaskan H+ dalam larutan. Kecuali HF maka hidrogen halida yang lain adalah asam kuat. Dalam larutan sesama molekul halida dapat membentuk ikatan hidrogen dimana ikatan ini menyebabkan beberapa senyawa memiliki titik didih yang lebih tinggi dari yang diperkirakan. Kecenderungan hidrogen bereaksi dengan halide ini disebakan mereka memiliki perbedaan kelektronegatifitas yang cukup besar. Berikut perbandingan ukuran atom dan momen dipole beberapa hidrogen halida.

H2O (Air)
Air merupakan oksida dari hidrogen dengan rumus H2O dan air menjadi molekul yang paling banyak terdapat di bumi. Di alam air terdapat dalam tiga wujud yaitu cair, padat, dan gas, tidak bewarna, dan berbau. Terdapat banyak sekali senyawa kimia yang larut dalam air sehingga tidak dipungkiri air merupakan pelarut yang paling banyak dipakai. Air juga merupakan senyawa yang penting bagi kehidupan manusia dan makhluk lain yang ada dibumi bisa dibayangkan kehidupan makhluk hidup tanpa air bukan?
Molekul air memiliki dua atom hydrogen dan satu atom Oksigen yang terikat secara kovalen. Oksigen mengikat hydrogen dengan kuat disebabkan oksigen memiliki elektronegatifitas yang tinggi sehingga dihasilkan kutub positif dan negative dalam molekul air sehingga hal ini menyumbangkan bahwa molekul air memiliki momen dipole. Sesama molekul air dapat membentuk ikatan hydrogen sehingga meningkatkan titik didih air.

Bentuk
Dalam keadaan yang normal, gas hidrogen merupakan campuran antara dua molekul, yang dinamakan ortho- dan para- hidrogen, yang dibedakan berdasarkan spin elektron-elektron dan nukleus. Hidrogen normal pada suhu ruangan terdiri dari 25% parahidrogen dan 75% ortho-hidrogen. Bentuk ortho tidak dapat dipersiapkan dalam bentuk murni. Karena kedua bentuk tersebut berbeda dalam energi, sifat-sifat kebendaannya pun juga berbeda. Titik-titik lebur dan didih parahidrogen sekitar 0.1 derajat Celcius lebih rendah dari hidrogen normal.

Isotop-isotop

Isotop hidrogen yang normal disebut Protium. Isotop-isotop lainnya adalah Deuterium (satu proton dan satu netron) dan Tritium (satu proton dan dua netron). Hidrogen adalah satu-satunya unsur yang isotop-isotopnya memiliki nama tersendiri. Deuterium dan Tritium keduanya digunakan sebagai bahan bakar reaktor fusi nuklir. Satu atom Deuterium ditemukan di sekitar 6000 atom-atom hidrogen.
Deuterium juga digunakan untuk memperlambat netron. Atom-atom tritium juga ada tapi lebih sedikit jumlahnya. Tritium juga dapat diproduksi dengan mudah di reaktor-reaktor nuklir dan digunakan pada produksi bom hidrogen (fusi). Gas hidrogen juga digunakan sebagai agen radioaktif untuk membuat cat yang bercahaya terang.

Proton dan asam

Oksidasi H2 secara formal menghasilkan proton H+. Spesies ini merupakan topik utama dari pembahasan asam, walaupun istilah proton digunakan secara longgar untuk merujuk pada hidrogen kationik yang positif dan ditandai dengan H+. Proton H+ tidak dapat ditemukan berdiri sendiri dalam laurtan karena ia memiliki kecenderungan mengikat pada atom atau molekul yang memiliki elektron. Untuk menghindari kesalahpahaman akan "proton terlarut" dalam larutan, larutan asam sering dianggap memiliki ion hidronium (H3O+) yang bergerombol membentuk H9O4+. Ion oksonium juga ditemukan ketika air berada dalam pelarut lain.
Walaupun sangat langka di bumi, salah satu ion yang paling melimpah dalam alam semesta ini adalah H3+, dikenal sebagai molekul hidrogen terprotonasi ataupun kation hidrogen triatomik.


Sifat-sifat Hidrogen
Sifat Fisika
  • Titik lebur                     : -259,140C
  • Titik didih                     : -252,87 0C
  • Warna                           : tidak berwarna
  • Bau                               : tidak berbau
  • Densitas                        : 0,08988 g/cm3 pada 293 K
  • Kapasitas panas             : 14,304 J/gK

Sifat Kimia
  • Panas Fusi                    : 0,117 kJ/mol H2
  • Energi ionisasi 1           : 1312 kJmol
  • Afinitas electron           : 72,7711 kJ/mol
  • Panas atomisasi            : 218 kJ/mol
  • Panas penguapan          : 0,904 kJ/mol H2
  • Jumlah kulit                 : 1
  • Biloks minimum           : -1
  • Elektronegatifitas          : 2,18 (skala Pauli)
  • Konfig electron             : 1s1
  • Biloks maksimum         : 1
  • Volume polarisasi          : 0,7 Å3
  • Struktur                        : hcp (hexagonal close packed) (padatan H2)
  • Jari-jari atom                 : 25 pm
  • Konduktifitas termal      : 0,1805 W/mK
  • Berat atom                     : 1,0079
  • Potensial ionisasi           : 13,5984 eV


Pembakaran

Hidrogen sangatlah mudah terbakar di udara bebas. Peristiwa meledaknya pesawat Hindenburg pada tanggal 6 Mei 1937.
Gas hidrogen sangat mudah terbakar dan akan terbakar pada konsentrasi serendah 4% H2 di udara bebas. Entalpi pembakaran hidrogen adalah -286 kJ/mol. Hidrogen terbakar menurut persamaan kimia:
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 572  kJ (286 kJ/mol)
Ketika dicampur dengan oksigen dalam berbagai perbandingan, hidrogen meledak seketika disulut dengan api dan akan meledak sendiri pada temperatur 560 °C. Lidah api hasil pembakaran hidrogen-oksigen murni memancarkan gelombang ultraviolet dan hampir tidak terlihat dengan mata telanjang. Oleh karena itu, sangatlah sulit mendeteksi terjadinya kebocoran hidrogen secara visual. Kasus meledaknya pesawat Hindenburg adalah salah satu contoh terkenal dari pembakaran hidrogen. Karakteristik lainnya dari api hidrogen adalah nyala api cenderung menghilang dengan cepat di udara, sehingga kerusakan akibat ledakan hidrogen lebih ringan dari ledakan hidrokarbon. Dalam kasus kecelakaan Hidenburg, dua pertiga dari penumpang pesawat selamat dan kebanyakan kasus meninggal disebabkan oleh terbakarnya bahan bakar diesel yang bocor.  H2 bereaksi secara langsung dengan unsur-unsur oksidator lainnya. Ia bereaksi dengan spontan dan hebat pada suhu kamar denganklorin dan fluorin, menghasilkan hidrogen halida berupa hidrogen klorida dan hidrogen fluorida.

Arus tenaga keadaan dasar elektron pada atom hidrogen adalah −13.6 eV, yang ekuivalen dengan foton ultraviolet kira-kira 92 nm.  Aras tenaga hidrogen dapat dihitung dengan cukup akurat menggunakan model atom Bohr yang menggambarkan elektron beredar mengelilingi proton dengan analogi Bumi beredar mengelilingi matahari. Oleh karena diskretisasi momentum sudut yang dipostulatkan pada awal mekanika kuantum oleh Bohr, elektron pada model Bohr hanya dapat menempati jarak-jarak tertentu saja dari proton dan oleh karena itu hanya beberapa energi tertentu saja yang diperbolehkan.
Deskripsi atom hidrogen yang lebih akurat didapatkan dengan perlakuan mekanika kuantum murni menggunakan persamaan Schrödinger atau dengan perumusan integral lintasan Feyman untuk menghitung rapat kementakan elektron di sekitar proton.
       
Gas hidrogen adalah gas yang mudah terbakar. Gas hidrogen bersifat eksplosif jika membentuk campuran dengan udara dengan perbandingan volume 4%-75% dan dengan klorin dengan perbandingan volume 5%-95%. Disebabkan gas hydrogen sangat ringan maka api yang disebabkan pembakaran gas hidrogen cenderung bergerak ke atas dengan cepat sehingga mengakibatan kerusakan yang sangat sedikit jika dibandingkan dengan api yang berasal dari pembakaran hidrokarbon. Reaksi spontanitas ini biasanya di picu oleh adanya kilatan api, panas, atau cahaya matahari. Entalpi pembakaran gas hydrogen adalah -256 kJ/mol dengan reaksi:
2 H2(g)  + O(g)        à            2H2O(l) + 572 kJ
Hidrogen sangat reaktif dan bereaksi dengan setiap unsur yang bersifat oksidator dan bersifat lebih elektronegatif dibandingkan hydrogen seperti golongan halide. Hidrogen dapat bereaksi secara spontan dengan klorin dan florin pada temperature kamar membentuk hydrogen halide. Hidrogen juga dapat membentuk senyawa dengan unsur yang kurang bersifat elektronegatif misalnya logam dengan membentuk hidrida. Kelarutan hydrogen dalam pelarut organic sangat kecil jika dibandingkan dengan kelarutannya dalam air.
Hidrogen dapat terserap dalam metal seperti baja. Penyerapan hydrogen oleh baja ini menyebabkan baja bersifat mudah patah sehingga menyebabkan kerusakan dalam pembuatan peralatan. Dengan sifat ini maka ilmuwan dapat menyimpan ga hydrogen dalam logam platinum.
Pada suhu normal hidrogen terdapat dalam bentuk diatomiknya akan tetapi pada suhu yang sangat tinggi hidrogen terdisosiasi menjadi atom-ataomnya. Atom hydrogen sangat reaktif dan dapat bereaksi dengan oksida logam seperti perak, tembaga, timbale, bismuth, dan raksa untuk menghasilkan logam bebasnya. Atom hydrogen juga dapat bereaksi dengan senyawa organic untuk membentuk kompleks seperti dengan C2H4 membentuk C2H6 dan C4H10. Pada tekanan yang sangat tinggi hydrogen bisa memiliki sifat seperti logam.

Beberapa Contoh Reaksi Kimia :
Dengan Halogen
H2 (g) + Cl2 (g)               à          2 HCl (g)
HCl (g) + H2O(l)            à          H+ (aq) + Cl- (aq)
Dengan Logam Golongan Alkali
2 Na (s) + H2 (g)                à          2 Na+H- (s) + energi
Na+H- (s) + H2O(l)         à          NaOH (aq) + H2 (g)

Keberadaan di alam

Hidrogen adalah unsur yang paling melimpah di alam semesta ini dengan persentase 75% dari barion berdasarkan massa dan lebih dari 90% berdasarkan jumlah atom. Unsur ini ditemukan dalam kelimpahan yang besar di bintang-bintang dan planet-planet gas raksasa. Awan molekul dari H2 diasosiasikan dengan pembentukan bintang. Hidrogen memainkan peran penting dalam pemberian energi bintangmelalui reaksi proton-proton dan fusi nuklir daur CNO.
Di seluruh alam semesta ini, hidrogen kebanyakan ditemukan dalam keadaan atomik dan plasma yang sifatnya berbeda dengan molekul hidrogen. Sebagai plasma, elektron hidrogen dan proton terikat bersama, dan menghasilkan konduktivitas elektrik yang sangat tinggi dan daya pancar yang tinggi (menghasilkan cahaya dari matahari dan bintang lain). Partikel yang bermuatan dipengaruhi oleh medan magnet dan medan listrik. Sebagai contoh, dalam angin surya, partikel-partikel ini berinteraksi dengan magnetosfer bumi dan mengakibatkan arus Birkeland dan fenomena Aurora. Hidrogen ditemukan dalam keadaan atom netral di medium antarbintang. Sejumlah besar atom hidrogen netral yang ditemukan di sistem Lyman-alpha teredam diperkirakan mendominasi rapatan barionik alam semesta sampai denganpergeseran merah z=4.
Dalam keadaan normal di bumi, unsur hidrogen berada dalam keadaan gas diatomik, H2 (silakan lihat tabel data). Namun, gas hidrogen sangatlah langka di atmosfer bumi (1 ppm berdasarkan volume) oleh karena beratnya yang ringan yang menyebabkan gas hidrogen lepas dari gravitasi bumi. Walaupun demikian, hidrogen masih merupakan unsur paling melimpah di permukaan bumi ini. Kebanyakan hidrogen bumi berada dalam keadaan bersenyawa dengan unsur lain seperti hidrokarbon dan air. Gas hidrogen dihasilkan oleh beberapa jenis bakteri dan ganggang dan merupakan komponen alami dari kentut. Penggunaan metana sebagai sumber hidrogen akhir-akhir ini juga menjadi semakin penting.

Cara Memperoleh
Sejumlah kecil hydrogen dapat juga diperoleh dengan mereaksikan kalsium hidrida dengan air. Reaksi ini sangat efisien dimana 50% gas hydrogen yang dihasilkan diperoleh dari air.
CaH2(s)  + 2 H2O(l)   à  Ca(OH)2(aq)  + 2 H2(g)
Elektrolisis air juga sering dipakai untuk menghasilkan hydrogen dalam skala laboratorium, arus dengan voltase rendah dialirkan dalam air kemudian gas oksigen akan terbentuk di anoda dan gas hydrogen akan terbentuk di katoda.
2 H2O(l)   à  2 H2(g)    +  O2(g)
Elektrolisis garam alkali, contohnya NaCl, dengan reaksi :
2NaCl (g) + 2H2O (g)    à       2NaOH (aq) + Cl2 (g) + H2 (g)
Hidrogen dalam jumlah kecil dapat dibuat di laboratorium dengan mereaksikan logam dengan asam encer, contohnya:
Zn (s) + H2SO4 (aq)   à   ZnSO4 (aq) + H2 (g)
Menarik oksigen dari molekul air dengan karbon pada suhu 10000C :
C (s) + H2O (g)   à  CO (g) + H2 (g)
CO (g) + H2O (g)   à  CO2 (g) + H2 (g)

Steam Reforming
Dalam proses ini, gas alam seperti metana, propana atau etana direaksikan dengan steam (uap air) pada suhu tinggi (700-10000C) dengan bantuan katalis, untuk menghasilkan hidrogen, karbon dioksida (CO2) dan karbon monoksida (CO). Sebuah reaksi samping juga terjadi antara karbon monoksida dengan steam, yang menghasilkan hidrogen dan karbon dioksida. Persamaan reaksi yang terjadi pada proses ini adalah:

CH4(g)  +  H2O(l)          
à        CO  +  3H2(g)
CO (g)  +   H2O(l)         
à        CO2 +  H2(g)

Gas hidrogen yang dihasilkan kemudian dimurnikan, dengan memisahkan karbon dioksida dengan cara penyerapan. Saat ini, steam reforming banyak digunakan untuk memproduksi gas hidrogen secara komersil di berbagai sektor industri, diantaranya industri pupuk dan hidrogen peroksida (H2O2). Akan tetapi metode produksi seperti ini sangat tergantung dari ketersediaan gas alam yang terbatas, serta menghasilkan gas CO2, sebagai gas efek rumah kaca.

Pembuatan Hidrogen dari Air Melalui Elektrolisis

Hidrogen dapat dibuat dari proses elektrolisis air dengan menggunakan suplai energi yang dapat diperbaharuhi misalnya angina, hydropower, atau turbin. Dengan cara elektrolisis maka produksi yang dijalankan tidak akan menghasilkan polusi. Proses elektrolisis menjadi salah satu proses yang memiliki nilai ekonomi yang urah dibandingkan dengan menggunakan bahan baku hidrokarbon. Salah satu teknik elektrolisis yang mendapatkan perhatian cukup tinggi adalah “elektrolisis dengan menggunakan tekanan tinggi” dalam teknik ini elektrolisis dijalankan untuk menghasilkan gas hydrogen dan oksigen dengan tekanan sekitar 120-200 Bar. Teknik lain adalah dengan dengan menggunakan “elektrolisis temperature tinggi” dengan teknik ini konsumsi energi untuk proses elektrolisis sangat rendah sehingga bisa meningkatkan efisiensi hingga 50%. Proses elektrolisis dengan menggunakan metode ini biasanya digabungkan dengan instalasi reactor nulklir disebabkan karena bila menggunakan sumber panas yang lain maka tidak akan bisa menutup biaya peralatan yang tergolong cukup mahal.

Pembuatan Hidrogen Melalui Proses Biologi
Beberapa macam alga dapat menghasilkan gas hidrogen sebagai akibat proses metabolismenya. Produksi secara biologi ini dapat dilakukan dalam bioreactor yang mensuplay kebutuhan alga seperti hidrokarbon dan dari hasil reaksi menghasilkan H2 dan CO2 , dengan menggunakan metode tertentu CO2 dapat dipisahkan sehingga didapatkan gas H2 nya saja.

Dekomposisi air dengan gelombang radio
Dengan menggunakan gelombang radio maka kita dapat menghasilkan hidrogen dari air laut dengan dasar proses dekomposisi. Jika air ini diekspos dengan sinar terpolarisasi dengan frekuensi 13,56 MHz pada suhu kamar maka air laut dengan konsentrasi NaCl antara 1-30% dapat terdekomposisi menjdi hydrogen dan oksigen.

Termokimia
Terdapat lebih dari 352 proses termokimia yang dapat dipakai untuk proses splitting atau termolisis dengan cara ini kita tidak membutuhkan arus listrik akan tetapi hanya sumber panas. Beberapa proses termokimia ini adalah CeO2/Ce2O3, Fe3O4/FeO, S-I, Ce-Cl, Fe,Cl dan lainnya. Reaski yang terjdi pada proses ini adalah:
2H2O(l)   à  2H2(g) + O2(g)
Dan semua bahan yang dipergunakan dapat didaur ulang kembali menuju proses yang baru.

Di Laboratorium
Reaksi antara logam alumunium dengan basa
2Al(s) + 2OH- + 6H2O à 2Al(OH)4- + 3H2(g)
Reaksi antara CaH2 dengan air
CaH2 + 2H2O à Ca2+ +2OH- + 2H2
Reduksi ion hidrogen dengan logam seng
Zn(s) + 2H+ à Zn2+ + H2

Secara Komersial
1. Mengalirkan uap air melalui karbon panas
            C + H2à  CO(g) + H2(g)
            H2 yang dihasilkan tidak murni sebab sukar memisahkan CO
2. Mengalirkan uap air melalui besi panas
            3Fe(s) + 4H2O à Fe3O4(s) + 4H2(g)
3. Pada kilang minyak bumi prosesnya dikenal “CRACKING HIDROKARBON”
            CH4(g) + H2O(g)  à  CO(g) + 3H2(g)
4. Hasil murni (99,9%) diperoleh dari reaksi elektrolisa air
            2H2O   à   2H2(g) + O2(g)


Manfaat Hidrogen
Dalam kimia organik
            Hidrogen sering dipakai untuk reaksi hidrogenasi senyawa alkena atau alkuna untuk sintesis senyawa organic. Senyawa hidrida misalnya MgH2, NaH, LiH sering dipakai untuk reagen pereduksi senyawa organic dan hal ini sering dipakai dalam proses sistesis senyawa organic misalnya untuk reduksi senyawa aldehid atau keton.

Dibidang Industri.
Hidrogen banyak digunakan dalam industri kimia maupun industri petrokimia. Penggunaan terbesar hydrogen adalah untuk proses peng-upgrading-an bahan bakar fosil dan untuk pembuatan gas NH3 sebagai bahan dasar untuk industri pupuk. Dalam industri makanan hidrogen banyak dipakai untuk meningkatkan kejenuhan minyak menjadi lemak seperti banyak dipergunakan dalam industri margarine. Untuk industri petrokimia maka hydrogen banyak dipakai untuk proses hidrodealkilasi, hidrodesulfurasi, dan hidrocracking. Hidrogen juga dipakai sebagai bahan dasar untuk industri penghasil methanol dan industri penghasil HCl. Di industri pertambangan hidrogen dipakai untuk agen pereduksi biji logam.

Dalam bidang fisika dan teknik.
 Hidrogen dipakai sebagai “shielding gas” untuk pengelasan. Hidrogen juga dipakai sebagai zat pendingin rotor dalam generator listrik di stasiun penghasil listrik. Disebabkan hydrogen memiliki konduktifitas termal yang tingga maka hidrogen cair dipakai dalam studi-studi kriyogenik meliputi penelitian superkonduktor. Karena hydrogen sangat ringan maka banyak dipakai sebagai “gas pengangkat” dalam balon dan pesawat udara kecil untuk tujuan penelitian.
Hidrogen di campur dengan nitrogen dipakai sebagai gas pelaca kebocoran yang dapat diaplikasikan dalam bidang otomotif, kimia, stasiun pembangkit listrik, aerospace, dan telekomonikasi.Isotop hydrogen seperti Deuterium dipakai dalam aplikasi reaksi nuklir sebagai medium yang dapat memperlambat laju netron yang dihasilkan dari reaksi fisi dan fusi. Deuterium juga dipakai untuk penanda reagen yang akan direaksikan untuk proses sintesis. Tritium dihasilkan dari reactor nuklir dipakai untuk produksi bom hydrogen dan sebagai label dalam cat luminasi.

Bidang Pangan 
Beberapa bahan kimia hanya terdiri dari karbon dan hidrogen (hidrokarbon). Hidrokarbon digunakan dalam industri, khususnya pada industri petroleum dan aspal cair. Energi kimia tersimpan dalam hidrokarbon, unsur-unsur penyusunnya adalah karbon dan hidrogen. Hidrokarbon memperoleh energi dari matahari saat tumbuh-tumbuhan menggunakan sinar matahari selama proses fotosintesis untuk menghasilkan glukosa (makanan).  

Glukosa, karbohidrat yang paling sederhana mengalir dalam aliran darah sehingga tersedia bagi seluruh sel tubuh. Sel-sel tubuh tersebut menyerap glukosa. Gula ini kemudian oleh sel dioksidasi (dibakar) dengan bantuan oksigen yang kita hirup menjadi energi dan gas CO2 dalam bentuk respirasi (pernapasan). Energi yang dihasilkan dan tidak digunakan akan disimpan di bawah jaringan kulit dalam bentuk lemak.  

Bidang Sandang 
Senyawa-senyawa turunan hi-drokarbon yang berperan di bidang pakaian, antara lain kapas, wol (merupakan suatu protein), sutra (protein), nilon (polimer), dan serat sintetis.  

Bidang Seni dan Estetika 
Di bidang seni, senyawa hidrokarbon yang sering dipakai, antara lain lilin (wax) untuk melapisi suatu karya pahat agar tampak lebih mengkilat. Bahkan ada seniman yang membuat patung dari lilin dengan cara memadatkan lilin dalam ukuran besar kemudian dipahat atau diukir sesuai keinginan sang seniman.  
Selain itu juga ada seni pewarnaan, baik pada kain maupun benda-benda lain menggunakan senyawa-senyawa kimia. Bahan-bahan yang dilapisi dengan lilin akan tampak lebih menarik dan di samping itu juga akan terhindar dari air karena air tidak dapat bereaksi dengan lilin karena perbedaan kepolaran.
Seperti pembahasan di awal bab bahwa hidrokarbon merupakan senyawa karbon yang hanya tersusun atas unsur karbon dan unsur hidrogen dan dikelompokkan dalam dua golongan, yaitu hidrokarbon alifatik yang mencakup alkana, alkena, dan alkuna dan hidrokarbon aromatik yang mencakup benzena dan senyawa turunannya (Carey, F., 2001: 53). Semua bahan bakar fosil (batu bara, minyak bumi, dan gas) merupakan sumber utama hidrokarbon (Olah, George A and ´Arp´ad Moln´ar, 2003 : 3).
Hidrokarbon (minyak dan gas) mayoritas digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan energi dan untuk memanaskan ruangan. Penyulingan minyak bumi menghasilkan bensin, bahan bakar diesel, minyak pemanasan, minyak pelumas, lilin, dan aspal. Relatif kecil (4%) penggunaan minyak bumi untuk bahan baku industri kimia yang menghasilkan bahan-bahan penting untuk kehidupan seharihari, seperti plastik, tekstil, dan farmasi (Olah and ´Arp´ad Moln´ar, 2003 : 23). Penjelasan lebih lengkap tentang minyak bumi dan senyawa-senyawa yang dihasilkannya lewat distilasi fraksinasi akan dibahas pada bab Minyak bumi dan gas alam. Hidrokarbon rantai tak jenuh mempunyai kegunaan penting sebagai bahan dasar industri kimia dan polimer (Olah, George A and ´Arp´ad Moln´ar, 2003 : 43). Hidrokarbon mempunyai turunan senyawa yang sangat banyak sekali, dan boleh dikatakan semua senyawa karbon atau senyawa organik merupakan senyawa turunan hidrokarbon karena unsur utama penyusunnya adalah hidrogen dan karbon. Senyawa turunan hidrokarbon mempunyai kegunaan yang sangat banyak dan mencakup semua bidang kehidupan.

Bidang Perdagangan 
Minyak bumi merupakan senyawa hidrokarbon yang menjadi komoditi perdagangan yang sangat penting bagi dunia karena minyak bumi merupakan salah satu sumber energi yang paling utama saat ini. Negara-negara di dunia penghasil minyak bumi membentuk organisasi antarnegara penghasil minyak bumi yang diberi nama OPEC (Organization of Petrolleum Exporting Country).     
Hasil penyulingan minyak bumi banyak menghasilkan senyawa-senyawa hidrokarbon yang sangat penting bagi kehidupan manusia, seperti bensin, petroleum eter (minyak tanah), gas elpiji, minyak pelumas, lilin, dan aspal.  

Bahan Pembuat Amoniak melalui reaksi katalis
                                                    N2(g) + 3H2(g)  à  2NH3(aq)                              

Bahan Pembuat Metanol pada suhu 300-4000C
CO2(g) + 2H2(aq)  à CH3OH (aq)

Peranan dalam teori kuantum
Oleh karena struktur atomnya yang relatif sederhana, atom hidrogen bersama dengan spektrum emisinya menjadi pusat perkembangan teori sturktur atom.  Lebih jauh lagi, kesederhanaan molekul hidrogen dan kationnya H2+ membantu pemahaman yang lebih jauh mengenai ikatan kimia.
Salah satu dari efek kuantum yang secara eksplisit disadari (namun masih belum sepenuhnya dimengerti saat itu) adalah pengamatan Maxwell yang melibatkan hidrogen setengah abad sebelum teori mekanika kuantum bener-benar berkembang. Maxwell mengamati bahwa kapasitas bahang spesifik dari H2 tidak sesuai dengan tren gas diatomik lainnya di bawah suhu kamar dan mulai menyerupai tren gas monoatomik di temperatur kriogenik. Menurut teori kuantum, sifat-sifat ini disebabkan oleh jarak antara aras tenaga rotasi hidrogen yang lebar oleh karena massanya yang ringan. Aras yang lebar ini menghambat partisi energi bahang secara merata menjadi gerak berputar hidrogen pada temperatur yang rendah. Gas diatomik yang terdiri dari atom-atom yang lebih berat tidak mempunyai aras tenaga yang cukup lebar untuk menyebabkan efek yang sama