lovesouthernsocial.com

Ang hydrogen ay ang pinakamagaan na elemento ng kemikal sa uniberso at may kakayahang mag-bonding sa iba pang mga atomo ng hydrogen, na bumubuo ng isang gas na maraming gamit.

Larawan ni Florencia Viadana sa Unsplash

Ang hydrogen ay ang kemikal na elemento na may pinakamaliit na atomic mass (1 u) at pinakamaliit na atomic number (Z=1) sa lahat ng elementong kilala hanggang sa kasalukuyan. Sa kabila ng pagkakaposisyon sa unang yugto ng pamilya ng IA (alkali metal) ng Periodic Table, ang hydrogen ay walang pisikal at kemikal na katangian na katulad ng mga elemento ng pamilyang ito at, samakatuwid, ay hindi bahagi nito. Sa pangkalahatan, ang hydrogen ang pinakamaraming elemento sa buong uniberso at ang pang-apat na pinakamaraming elemento sa planetang Earth.

Ang hydrogen ay may mga natatanging katangian, iyon ay, hindi ito katulad ng anumang iba pang elemento ng kemikal na kilala sa mga tao. Karaniwang nakikilahok ang hydrogen sa komposisyon ng ilang uri ng organic at inorganic na substance, tulad ng methane at tubig. Kapag hindi ito bahagi ng mga kemikal na substance, ito ay makikita lamang sa gaseous form, na ang formula ay H2.

Sa natural na estado nito at sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang hydrogen ay isang walang kulay, walang amoy at walang lasa na gas. Ito ay isang molekula na may malaking kapasidad na mag-imbak ng enerhiya at sa kadahilanang ito ang paggamit nito bilang isang renewable na mapagkukunan ng elektrikal at thermal energy ay malawakang sinaliksik.

Pagtuklas ng hydrogen

Sa kalagitnaan ng ika-16 na siglo, nagpasya ang Pareselsvs na i-react ang ilang mga metal na may mga acid, at nauwi sa pagkuha ng hydrogen. Bagama't nasubukan na noon, nagawa ni Henry Cavendish na ihiwalay ang hydrogen mula sa mga nasusunog na gas at itinuturing itong isang kemikal na elemento noong 1766.

Hindi bilang isang metal, mas hindi isang non-metal ang bumubuo ng kakaiba nito sa Periodic Table. Noong 1773, binigyan ni Antoine Lavoisier ang kemikal ng pangalang hydrogen, na nagmula sa Griyego. hydro at mga gene, at nangangahulugan ng water generator.

haydrodyen sa kalikasan

• Ang hydrogen ay bahagi ng kemikal na komposisyon ng ilang mga organikong sangkap (protina, carbohydrates, bitamina at lipid) at inorganic (mga acid, base, asin at hydride);
• Sa hangin sa atmospera, ito ay naroroon sa isang gas na anyo, na kinakatawan ng molecular form na H2, na bumubuo sa pamamagitan ng covalent bond sa pagitan ng dalawang hydrogen atoms;
• Ang hydrogen ay bumubuo rin ng mga molekula ng tubig, isang mahalagang mapagkukunan para sa buhay.

pinagmumulan ng hydrogen

Sa Earth, ang hydrogen ay hindi matatagpuan sa purong anyo nito, ngunit sa pinagsamang anyo nito (hydrocarbons at derivatives). Para sa kadahilanang ito, ang hydrogen ay dapat makuha mula sa iba't ibang mga mapagkukunan. Ang mga pangunahing mapagkukunan ng hydrogen ay:

1. Likas na gas;
2. Ethanol;
3. Methanol;
4. Tubig;
5. Biomass;
6. mitein;
7. Algae at Bakterya;
8. Gasolina at Diesel.

Mga Katangian ng Atomic Hydrogen

• Mayroon itong tatlong isotopes (mga atom na may parehong atomic number at magkaibang mga mass number), katulad ng protium (1H1), deuterium (1H2) at tritium (1H3);
• Nagtatampok lamang ng isang elektronikong antas;
• Mayroon itong nag-iisang proton sa core nito;
• Mayroon lamang itong isang elektron sa antas ng elektroniko nito;
• Ang bilang ng mga neutron ay nakasalalay sa isotope - protium (0 neutrons), deuterium (1 neutron) at tritium (2 neutrons);
• Ito ay may isa sa pinakamaliit na atomic radii sa Periodic Table;
• Ito ay may higit na electronegativity kaysa sa anumang metal na elemento;
• Ito ay may mas malaking potensyal na ionization kaysa sa anumang metal na elemento;
• Ito ay isang atom na may kakayahang mag-transform sa isang cation (H+) o isang anion (H-).

Ang katatagan ng hydrogen atom ay nakakamit kapag nakatanggap ito ng electron sa valence shell (ang pinakalabas na shell ng isang atom). Sa mga ionic bond, ang hydrogen ay eksklusibong nakikipag-ugnayan sa isang metal, na nakakakuha ng isang elektron mula dito. Sa mga covalent bond, ibinabahagi ng hydrogen ang elektron nito sa isang ametal o sa sarili nito, na bumubuo ng mga solong bono.

Mga katangian ng molecular hydrogen (H2)

• Sa temperatura ng silid ito ay palaging matatagpuan sa isang gas na estado;
• Ito ay isang nasusunog na gas;
• Ang punto ng pagkatunaw nito ay -259.2°C;
• Ang boiling point nito ay -252.9°C;
• Mayroon itong molar mass na katumbas ng 2 g/mol, bilang ang pinakamagaan na gas;
• Mayroon itong sigma covalent bond, type s-s, sa pagitan ng dalawang hydrogen atoms na kasangkot;
• Sa pagitan ng mga atomo, mayroong pagbabahagi ng dalawang electron;
• Mayroon itong linear type molecular geometry;
• Ang mga molekula nito ay non-polar;
• Ang mga molekula nito ay nakikipag-ugnayan sa pamamagitan ng sapilitan na mga puwersa ng dipole.

Ang molecular hydrogen ay may mahusay na chemical affinity na may ilang mga compound. Ang pag-aari na ito ay may kinalaman sa kakayahan ng isang substansiya na mag-react sa isa pa, dahil kahit na dalawa o higit pang mga sangkap ang magdikit, ngunit walang pagkakaugnay sa pagitan ng mga ito, ang reaksyon ay hindi magaganap. Sa ganitong paraan, nakikilahok ito sa mga reaksyon tulad ng hydrogenation, combustion at simpleng palitan.

Mga paraan ng pagkuha ng molecular hydrogen (H2)

pisikal na pamamaraan

Ang molekular na hydrogen ay maaaring makuha mula sa hangin sa atmospera, dahil isa ito sa mga gas na naroroon sa pinaghalong ito. Para dito, kinakailangang isumite ang atmospheric air sa fractional liquefaction method at pagkatapos ay sa fractional distillation.

pamamaraan ng kemikal

Ang molekular na hydrogen ay maaaring makuha sa pamamagitan ng mga partikular na reaksiyong kemikal, tulad ng:

• Simpleng palitan: reaksyon kung saan pinapalitan ng isang non-noble metal (Me) ang hydrogen na nasa isang inorganic acid (HX), na bumubuo ng anumang asin (MeX) at molecular hydrogen (H2):
• Ako + HX → MeX + H2
• Hydration ng coking coal (coal by-product): sa reaksyong ito ang carbon (C) ng coal ay nakikipag-ugnayan sa oxygen sa tubig (H2O), na bumubuo ng carbon monoxide at hydrogen gas:
• C + H2O → CO + H2
• Electrolysis ng tubig: kapag ang tubig ay sumasailalim sa proseso ng electrolysis, ang pagbuo ng oxygen at hydrogen gas ay nangyayari:
• H2O(1) → H2(g) + O2(g)

Mga Utility ng Hydrogen

• Panggatong para sa mga rocket o kotse;
• Arc-flash torches (gumamit ng elektrikal na enerhiya) sa pagputol ng mga metal;
• Welds;
• Mga organikong synthese, mas tiyak sa mga reaksyon ng hydrocarbon hydrogenation;
• Mga organikong reaksyon na nagbabago ng taba sa mga langis ng gulay;
• Produksyon ng hydrogen halides o hydrogenated acids;
• Produksyon ng mga metal hydride tulad ng sodium hydride (NaH).

Bomba ng hydrogen

Ang hydrogen bomb, H-bomb, o thermonuclear bomb ay ang atomic bomb na may pinakamalaking potensyal para sa pagkawasak. Ang operasyon nito ay nagmumula sa isang nuclear fusion process, kaya naman maaari din itong tawaging fusion bomb.

Ang pagsabog ng isang hydrogen bomb ay nagreresulta mula sa proseso ng pagsasanib, na nagaganap sa napakataas na temperatura, humigit-kumulang 10 milyong degrees Celsius. Ang proseso ng paggawa ng bombang ito ay nagsisimula sa pagsasama ng hydrogen isotopes, na tinatawag na protium, deuterium at tritium. Ang junction ng hydrogen isotopes ay gumagawa ng nucleus ng atom na bumuo ng mas maraming enerhiya, dahil ang helium nuclei ay nabuo, na ang atomic mass ay 4 na beses na mas malaki kaysa sa hydrogen.

Kaya, ang core na magaan ay nagiging mabigat. Samakatuwid, ang proseso ng nuclear fusion ay libu-libong beses na mas marahas kaysa sa fission. Ang lakas ng isang hydrogen bomb ay maaaring umabot sa 10 milyong tonelada ng dinamita, na naglalabas ng radioactive material at electromagnetic radiation sa isang antas na higit na nakahihigit kaysa sa atomic bomb.

Ang unang pagsubok ng isang bomba ng hydrogen, noong 1952, ay naglabas ng isang halaga ng enerhiya na katumbas ng humigit-kumulang 10 milyong tonelada ng TNT. Kapansin-pansin na ang ganitong uri ng reaksyon ay ang pinagmumulan ng enerhiya ng mga bituin tulad ng Araw. Binubuo ito ng 73% hydrogen, 26% helium at 1% iba pang elemento. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga reaksyon ng pagsasanib ay nagaganap sa nucleus nito, kung saan ang mga atomo ng hydrogen ay nagsasama upang bumuo ng mga atomo ng helium.

Nakakatuwang Katotohanan Tungkol sa Hydrogen

• Ang molekular na hydrogen ay mas magaan kaysa hangin at ginamit sa matibay na airship ng German Count Ferdinand von Zeppelin, kaya ang pangalan ng mga airship;
• Ang molecular hydrogen ay maaaring synthesize ng ilang bacteria at algae;
• Maaaring gamitin ang hydrogen sa paggawa ng malinis na enerhiyang panggatong;
• Ang methane gas (CH4) ay isang lalong mahalagang pinagmumulan ng hydrogen.