ሃይድሮጅን - ምንድን ነው? ንብረቶች እና ትርጉም. ኮቫልት እና ኦርጋኒክ ውህዶች

እ.ኤ.አ. በ 1766 እንግሊዛዊው ኬሚስት ጂ ካቨንዲሽ በብረታቶች ከአሲድ የተፈናቀሉ "የሚቀጣጠል አየር" ሰብስቦ ንብረቶቹን አጥንቷል. ነገር ግን ከ 15 ዓመታት በኋላ ይህ "አየር" የውሃ አካል መሆኑን የተረጋገጠ ሲሆን "ሃይድሮጂን" ማለትም "ውሃ መውለድ", "ሃይድሮጅን" የሚል ስም ተሰጥቶታል.

ውሃ እና አየርን ጨምሮ በምድር ላይ ያለው የሃይድሮጅን ድርሻ በጅምላ 1% ያህል ነው። ይህ በጣም የተለመደ እና አስፈላጊ አካል ነው. የሁሉም ተክሎች እና እንስሳት አካል ነው, እንዲሁም በምድር ላይ በጣም የተለመደው ንጥረ ነገር - ውሃ.

ሃይድሮጅን በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ በጣም የተለመደው ንጥረ ነገር ነው. በከዋክብት ውስጥ ያሉ ንጥረ ነገሮችን የማዋሃድ ረጅም እና ውስብስብ ሂደት መጀመሪያ ላይ ይቆማል።

የፀሐይ ኃይል በምድር ላይ የሕይወት ዋነኛ ምንጭ ነው. እና የዚህ ጉልበት መሰረታዊ መርህ ነው ቴርሞኑክሌር ምላሽ, በፀሐይ ላይ በበርካታ ደረጃዎች ይከሰታል. ውጤቱም 4 ሃይድሮጂን ኒውክሊየስ - ፕሮቶኖች - አንድ ሂሊየም ኒውክሊየስ እና ሁለት ፖዚትሮኖች መፈጠር ነው. ይህ ከፍተኛ መጠን ያለው ኃይል ያስወጣል.

የሰው ልጅ ከዋናው የፀሐይ ምላሽ ጋር በጣም ትክክለኛ ያልሆነ መልክ በምድር ላይ ለመራባት ችሏል። ምድራዊ ሁኔታዎች ስር, እኛ ብቻ ከባድ isotopes ሃይድሮጂን 2H - deuterium እና 3H - ትሪቲየም እንዲህ ያለ ምላሽ ውስጥ እንዲገቡ ማስገደድ ይችላሉ. ተራ ሃይድሮጂን ከአቶሚክ ክብደት 1 - ፕሮቲየም - በዚህ መልኩ ከአቅማችን በላይ ነው። ቁጥጥር የሚደረግበት የሙቀት መቆጣጠሪያ ውህደት እንደ ገደብ የለሽ የሰላማዊ ሃይል ምንጭ ለሰው ልጆች ገና አልተገኘም።

ሃይድሮጅን በየወቅቱ የንጥረ ነገሮች ሰንጠረዥ ውስጥ ልዩ ቦታ ይይዛል. ይህ ወቅታዊ ሰንጠረዥ የሚጀምርበት አካል ነው። ብዙውን ጊዜ በቡድን I ከሊቲየም በላይ ይቆማል. ምክንያቱም የሃይድሮጂን አቶም አንድ የቫሌንስ ኤሌክትሮን (እና በአጠቃላይ አንድ ኤሌክትሮን) ብቻ ነው ያለው. ይሁን እንጂ በዘመናዊ የፔሪዲክ ሠንጠረዥ እትሞች ውስጥ ሃይድሮጂን ከፍሎራይን በላይ በ VII ቡድን ውስጥ ተቀምጧል, ምክንያቱም ሃይድሮጂን ከ halogens ጋር የሚያመሳስለው ነገር አለው. በተጨማሪም, ሃይድሮጂን ከብረት - ሃይድሬድ ጋር ውህዶችን መፍጠር ይችላል. በተግባር, ከእነዚህ ውስጥ በጣም አስፈላጊው የሊቲየም ውህድ ከከባድ ሃይድሮጂን, ዲዩተሪየም ጋር ነው.

የሁሉም ንጥረ ነገሮች ኢሶፖፖች ከሞላ ጎደል ተመሳሳይ መሰረታዊ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት አሏቸው። ግን ለሃይድሮጂን አይዞቶፖች - ፕሮቲየም ፣ ዲዩተሪየም እና ትሪቲየም - እነሱ በከፍተኛ ሁኔታ ይለያያሉ። ለምሳሌ, የፕሮቲየም, ዲዩሪየም እና ትሪቲየም የመፍላት ነጥቦች በበርካታ ዲግሪዎች ይለያያሉ. ስለዚህ የሃይድሮጅን አይሶቶፖች ከሌላው ኢሶቶፖች ለመለየት ቀላል ናቸው።

ሃይድሮጂን ቀለም የሌለው ጋዝ, ጣዕም የሌለው እና ሽታ የሌለው ነው. ከሁሉም ጋዞች በጣም ቀላል ነው, ከአየር 14.4 እጥፍ ያነሰ ነው. ሃይድሮጂን በ -252.6 ዲግሪ ሴንቲግሬድ እና በ -259.1 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ውስጥ ፈሳሽ ይሆናል.

በተለመደው ሁኔታ የሃይድሮጅን ኬሚካላዊ እንቅስቃሴ ዝቅተኛ ነው, ከፍሎሪን, አዮዲን እና ክሎሪን ጋር ምላሽ ይሰጣል. ነገር ግን ከፍ ባለ የሙቀት መጠን, ሃይድሮጂን በብሮሚን, በአዮዲን, በሰልፈር, በሴሊኒየም, በቴሉሪየም እና በአስደናቂዎች ፊት, ከናይትሮጅን ጋር, አሞኒያ NH3 ይፈጥራል. የ 2 ጥራዞች H2 እና 1 የድምጽ መጠን O2 ድብልቅ - የሚፈነዳ ጋዝ ይባላል - በሚቀጣጠልበት ጊዜ በኃይል ይፈነዳል. ሃይድሮጅን በኦክሲጅን ውስጥ ብርሃን በሌለው ነበልባል ይቃጠላል, ውሃ ይፈጥራል.

በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ, ሃይድሮጂን ኦክስጅንን ከብዙ ውህዶች ሞለኪውሎች, አብዛኛዎቹን የብረት ኦክሳይድን ጨምሮ "ማስወገድ" ይችላል. ለኬሚስት, ሃይድሮጂን, በመጀመሪያ, በጣም ጥሩ የመቀነስ ወኪል ነው, ምንም እንኳን አሁንም በጣም ውድ ቢሆንም. እና ከእሱ ጋር መስራት ቀላል አይደለም. ስለዚህ, በኢንዱስትሪ ደረጃ, በሃይድሮጂን (ለምሳሌ, ከኦክሳይድ ብረቶች) መቀነስ በጣም ውስን ነው.

በሃይድሮጅን ሂደት ውስጥ ሃይድሮጅን በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል - ፈሳሽ ቅባቶችን ወደ ጠንካራ ሰዎች መለወጥ, ለምሳሌ, ከአትክልት ዘይቶች የሚበላ ማርጋሪን ለማግኘት, እንዲሁም በበርካታ የኬሚካል ውህዶች ውስጥ. በ ውስጥ ትልቁ የሃይድሮጂን ተጠቃሚዎች የኬሚካል ኢንዱስትሪየአሞኒያ እና የሜቲል አልኮሆል ምርት አሁንም ይቀራል.

በአሁኑ ጊዜ በሃይድሮጂን ውስጥ እንደ የሙቀት ኃይል ምንጭ ፍላጎት እየጨመረ ነው። በእርግጥም የንፁህ ሃይድሮጅን ማቃጠል ከማንኛውም ነዳጅ ተመሳሳይ መጠን የበለጠ ሙቀትን ያስወጣል. የሃይድሮጂን ነዳጅ መኪናዎች ንድፎች እንኳን ታይተዋል. በአብዛኛዎቹ ውስጥ, የሃይድሮጂን ምንጭ የተወሰኑ ብረቶች ጠንካራ ሃይድሬድ ናቸው, ይህም በተወሰኑ ሁኔታዎች ውስጥ, ከነሱ ጋር ያለውን ሃይድሮጂን በጥብቅ ይይዛል. ነገር ግን እነዚህ ሁኔታዎች እንደተቀየሩ, ለምሳሌ, የሙቀት መጠኑ ከአንዳንዶች በላይ ይጨምራል, ብዙውን ጊዜ በጣም ዝቅተኛ, ጣራ እና ሃይድሮጂን በእንደዚህ አይነት መኪና ውስጥ ካርቡረተርን በሚተካ መሳሪያ ውስጥ መለቀቅ ይጀምራል. እርግጥ ነው, ብዙዎች አሁንም በጅምላ የሚመረተው ሃይድሮጂን መኪና ለመፍጠር እንቅፋት ሆነዋል. የቴክኒክ ችግሮች. ነገር ግን በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው, እንዲህ ዓይነቱ ነዳጅ በኃይል ጠቃሚ ስለሆነ ብዙም ሳይቆይ ይሸነፋሉ. በተጨማሪም ማቃጠል ሃይድሮጂንን አያመጣም. ጎጂ ቆሻሻዎችከባቢ አየርን መበከል, ነገር ግን ንጹህ ውሃ ብቻ ይገኛል.

ሃይድሮጅን H እና ምልክት ያለው የኬሚካል ንጥረ ነገር ነው የአቶሚክ ቁጥር 1. 1.008 ያህል በሆነ መደበኛ የአቶሚክ ክብደት፣ ሃይድሮጂን በየወቅቱ ጠረጴዛ ላይ በጣም ቀላሉ ንጥረ ነገር ነው። የእሱ ሞናቶሚክ ቅርፅ (H) በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ በጣም የተትረፈረፈ ኬሚካል ነው ፣ ከጠቅላላው የባሪዮን ብዛት በግምት 75% ይይዛል። ኮከቦች በፕላዝማ ሁኔታ ውስጥ በዋነኛነት በሃይድሮጅን የተዋቀሩ ናቸው. በጣም የተለመደው የሃይድሮጂን አይዞቶፕ ፕሮቲየም (ይህ ስም ብዙም ጥቅም ላይ አይውልም ፣ ምልክት 1H) አንድ ፕሮቶን እና ኒውትሮን የለውም። የአቶሚክ ሃይድሮጂን ሰፊ ገጽታ ለመጀመሪያ ጊዜ የተከሰተው በዳግም ውህደት ዘመን ነው። በመደበኛ የሙቀት መጠን እና ግፊቶች ሃይድሮጂን ቀለም የሌለው ፣ ሽታ የሌለው ፣ ጣዕም የሌለው ፣ መርዛማ ያልሆነ ፣ ብረት ያልሆነ ፣ ተቀጣጣይ ዲያቶሚክ ጋዝ ነው ። ሞለኪውላዊ ቀመር H2. ሃይድሮጂን ከአብዛኛዎቹ ሜታሊካል ካልሆኑ ንጥረ ነገሮች ጋር የተዋሃደ ትስስር ስለሚፈጥር፣ በምድር ላይ ያለው አብዛኛው ሃይድሮጂን በሞለኪውላዊ ቅርጾች እንደ ውሃ ወይም ኦርጋኒክ ውህዶች. ሃይድሮጂን በአሲድ-መሰረታዊ ግብረመልሶች ውስጥ በጣም ጠቃሚ ሚና ይጫወታል ምክንያቱም አብዛኛዎቹ አሲድ-ተኮር ግብረመልሶች በሚሟሟ ሞለኪውሎች መካከል ፕሮቶን መለዋወጥን ያካትታሉ። በአዮኒክ ውህዶች ውስጥ ሃይድሮጂን አሉታዊ ክፍያ (ማለትም anion) ፣ ሃይድሬድ ተብሎ በሚታወቅበት ወይም በአዎንታዊ ቻርጅ (ማለትም ፣ cation) ቅርፅ ፣ በምልክት H+ የሚገለጽ ሊሆን ይችላል። የሃይድሮጂን ካቴሽን ቀለል ያለ ፕሮቶንን እንደያዘ ይገለጻል, ነገር ግን በእውነቱ በ ionic ውህዶች ውስጥ የሃይድሮጂን cations ሁልጊዜ የበለጠ ውስብስብ ናቸው. የ Schrödinger እኩልነት በትንታኔ ሊፈታ የሚችል ብቸኛው ገለልተኛ አቶም እንደመሆኑ መጠን ሃይድሮጂን (ይህም የኢነርጂ እና የአቶም ትስስር) በኳንተም ሜካኒክስ እድገት ውስጥ ቁልፍ ሚና ተጫውቷል። የሃይድሮጅን ጋዝ ለመጀመሪያ ጊዜ የተፈጠረው በ16ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ አሲዶችን ከብረታ ብረት ጋር በማገናኘት በሰው ሰራሽ መንገድ ነው። በ1766-81 ዓ.ም. ሄንሪ ካቨንዲሽ ሃይድሮጂን ጋዝ የተለየ ነገር መሆኑን እና ሲቃጠል ውሃ እንደሚያመነጭ የተገነዘበው የመጀመሪያው ሰው ሲሆን ስሙን ሲሰጠው፡ በግሪክ ሃይድሮጂን ማለት "ውሃ አምራች" ማለት ነው። የኢንዱስትሪ ሃይድሮጂን ምርት በዋነኛነት የተፈጥሮ ጋዝን በእንፋሎት መለወጥ እና ብዙም ያልተለመደ እንደ የውሃ ኤሌክትሮላይዜሽን ያሉ የበለጠ ኃይል-ተኮር ዘዴዎችን ያካትታል። አብዛኛውሃይድሮጅን ከተመረተበት ቦታ አጠገብ ጥቅም ላይ ይውላል, ሁለቱ በጣም የተለመዱት አጠቃቀሞች የቅሪተ አካል ነዳጅ ማቀነባበሪያ (ለምሳሌ ሃይድሮክራኪንግ) እና የአሞኒያ ምርት ናቸው, በዋናነት ለማዳበሪያ ገበያ. ሃይድሮጅን በብረታ ብረት ውስጥ አሳሳቢ ነው, ምክንያቱም ብዙ ብረቶች እንዲሰባበሩ ስለሚያደርግ የቧንቧ መስመሮች እና የማከማቻ ታንኮች ዲዛይን አስቸጋሪ ያደርገዋል.

ንብረቶች

ማቃጠል

ሃይድሮጂን ጋዝ (ዲይሃይድሮጂን ወይም ሞለኪውላር ሃይድሮጂን) በአየር ውስጥ የሚቃጠል በጣም ሰፊ በሆነ መጠን ከ 4% እስከ 75% በድምጽ የሚቃጠል ጋዝ ነው። የቃጠሎው ነፍስ 286 ኪጄ/ሞል ነው፡

2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (l) + 572 ኪጁ (286 ኪጁ/ሞል)

ሃይድሮጂን ጋዝ ከ4-74% አየር እና ከክሎሪን ጋር እስከ 5.95% የሚደርስ ፈንጂ ድብልቅ ይፈጥራል። የፍንዳታ ምላሾች በእሳት ብልጭታ, ሙቀት ወይም የፀሐይ ብርሃን ሊከሰቱ ይችላሉ. የሃይድሮጅን ራስ-ሰር የሙቀት መጠን ፣ በአየር ውስጥ በድንገት የሚቀጣጠልበት የሙቀት መጠን 500 ° ሴ (932 °F) ነው። ንፁህ ሃይድሮጂን-ኦክሲጅን ነበልባሎች አልትራቫዮሌት ጨረሮችን ያመነጫሉ እና ከከፍተኛ የኦክስጂን ቅይጥ ጋር ለዓይን የማይታዩ ናቸው ማለት ይቻላል። የአሞኒየም ፐርክሎሬት ድብልቅ. የሚቃጠለውን የሃይድሮጂን ፍሰትን ለመለየት የእሳት ነበልባል መፈለጊያ ሊያስፈልግ ይችላል; እንዲህ ዓይነቱ ፍሳሽ በጣም አደገኛ ሊሆን ይችላል. የሃይድሮጂን ነበልባል በሌሎች ሁኔታዎች ሰማያዊ ነው ፣ እና የተፈጥሮ ጋዝ ሰማያዊ ነበልባል ይመስላል። የአየር መርከብ "ሂንደንበርግ" ሞት አሳዛኝ ነው ታዋቂ ምሳሌሃይድሮጅንን ማቃጠል, እና ጉዳዩ አሁንም በመወያየት ላይ ነው. በዚህ ክስተት ውስጥ የሚታዩት የብርቱካናማ ነበልባሎች የተከሰተው ከአየር መርከብ ቆዳ ከካርቦን ውህዶች ጋር በተቀላቀለ ሃይድሮጂን እና ኦክሲጅን በመጋለጥ ነው። H2 ከእያንዳንዱ ኦክሳይድ ንጥረ ነገር ጋር ምላሽ ይሰጣል። ሃይድሮጅን ሲከሰት ወዲያውኑ ምላሽ ሊሰጥ ይችላል የክፍል ሙቀትተጓዳኝ ሃይድሮጂን halides, ሃይድሮጂን ክሎራይድ እና ለማቋቋም ክሎሪን እና fluorine ጋር ሃይድሮጂን ፍሎራይድ, እነሱም አደገኛ ሊሆኑ የሚችሉ አሲዶች ናቸው.

የኤሌክትሮን የኃይል ደረጃዎች

በሃይድሮጂን አቶም ውስጥ ያለው የኤሌክትሮን የመሬት ሁኔታ የኢነርጂ ደረጃ -13.6 eV ነው፣ እሱም ወደ 91 nm የሞገድ ርዝመት ካለው የአልትራቫዮሌት ፎቶን ጋር እኩል ነው። የኢነርጂ ደረጃዎችሃይድሮጅን ኤሌክትሮንን እንደ “ምህዋር” ፕሮቶን የሚመስለውን የቦህርን አቶም ሞዴል በመጠቀም በትክክል ማስላት ይቻላል። የምድር ምህዋርፀሐይ. ይሁን እንጂ አቶሚክ ኤሌክትሮን እና ፕሮቶን አንድ ላይ ይያዛሉ ኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይል, እና ፕላኔቶች እና የሰማይ አካላት በስበት ኃይል አንድ ላይ ተያይዘዋል. በቦህር ቀደምት የኳንተም መካኒኮች በተለጠፈው የማዕዘን ሞመንተም መገለል ምክንያት፣ በቦህር ሞዴል ውስጥ ያለው ኤሌክትሮን ከፕሮቶን የተወሰኑ የተፈቀደ ርቀቶችን ብቻ ሊይዝ ይችላል እና ስለዚህ የተወሰኑ የሚፈቀዱ ሃይሎች ብቻ። የሃይድሮጂን አቶም የበለጠ ትክክለኛ መግለጫ የሚመጣው በፕሮቶን ዙሪያ ያለውን የኤሌክትሮን እፍጋታ ስርጭት ለማስላት የ Schrödinger እኩልታ፣ የዲራክ እኩልታ ወይም የFeynman የተቀናጀ ወረዳን ከሚጠቀም ንጹህ የኳንተም ሜካኒካል ሕክምና ነው። በጣም የተራቀቁ የማቀነባበሪያ ዘዴዎች ልዩ አንጻራዊነት እና የቫኩም ፖላራይዜሽን ጥቃቅን ተፅእኖዎችን ሊፈጥሩ ይችላሉ. በኳንተም ማሽነሪ፣ በሃይድሮጂን አቶም ውስጥ ያለው ኤሌክትሮን ምንም ዓይነት የመሬት ሁኔታ የለውም ጉልበትእንዴት እንደሆነ ያሳያል" ፕላኔታዊ ምህዋር"ከኤሌክትሮን እንቅስቃሴ የተለየ ነው።

የመጀመሪያ ደረጃ ሞለኪውላዊ ቅርጾች

በኒውክሊዮቻቸው አንጻራዊ እሽክርክሪት የሚለያዩ ሁለት የተለያዩ የዲያቶሚክ ሃይድሮጂን ሞለኪውሎች እሽክርክሪት isomers አሉ። በ orthohydrogen ቅርፅ የሁለቱ ፕሮቶኖች ሽክርክሪቶች ትይዩ ናቸው እና የሶስትዮሽ ሁኔታን ይመሰርታሉ በሞለኪውላር ስፒን ኳንተም ቁጥር 1 (1/2 + 1/2); በ parahydrogen መልክ፣ እሽክርክሮቹ ፀረ-ተመጣጣኝ ናቸው እና አንድ ነጠላ በሞለኪውላር ስፒን ኳንተም ቁጥር 0 (1/2 1/2) ይመሰርታሉ። በመደበኛ የሙቀት መጠን እና ግፊት, ሃይድሮጂን ጋዝ ወደ 25% ገደማ እና 75% ኦርቶ ቅርጽ ይይዛል, እንዲሁም "የተለመደው ቅርጽ" በመባል ይታወቃል. የ orthohydrogen እና parahydrogen ተመጣጣኝ ሬሾ በሙቀት ላይ የተመሰረተ ነው, ነገር ግን ኦርቶ ፎርሙ አስደሳች ሁኔታ ስለሆነ እና ከፓራ ቅርጽ የበለጠ ኃይል ስላለው, ያልተረጋጋ እና ሊጸዳ አይችልም. በጣም ዝቅተኛ የሙቀት መጠኖች፣ የተመጣጠነ ሁኔታ ከሞላ ጎደል የፓራ ፎርሙን ያካትታል። የሙቀት ባህሪያትየንፁህ ፓራሃይድሮጅን ፈሳሽ እና ጋዝ ደረጃዎች ከመደበኛው የቅርጽ ባህሪያት በእጅጉ ይለያያሉ ምክንያቱም በተዘዋዋሪ የሙቀት አቅም ልዩነት ምክንያት በሃይድሮጂን እሽክርክሪት ውስጥ በበለጠ ዝርዝር ውስጥ ተብራርቷል ። ኦርቶ/ጥንድ አቅጣጫ ያለው ልዩነት በሌሎች ሃይድሮጂን ባላቸው ሞለኪውሎች ውስጥም ይገኛል። ተግባራዊ ቡድኖችእንደ ውሃ እና ሜቲሊን ያሉ, ነገር ግን ይህ ለሙቀት ባህሪያቸው ትንሽ ጠቀሜታ የለውም. በፓራ እና ኦርቶ ኤች 2 መካከል ያለው ያልተነካ መስተጋብር እየጨመረ በሚሄድ የሙቀት መጠን ይጨምራል; ስለዚህ, በፍጥነት የተጨመቀ H2 ከፍተኛ መጠን ያለው orthogonal ቅርጽ ይዟል ከፍተኛ ጉልበት, እሱም በጣም ቀስ ብሎ ወደ ፓራ ቅርጽ ይለወጣል. በ condensed H2 ውስጥ ያለው ortho/para coefficient ነው። ጠቃሚ ምክንያትበፈሳሽ ሃይድሮጂን ዝግጅት እና ማከማቻ ውስጥ፡- ከኦርቶ ወደ ትነት የሚደረገው ለውጥ ወጣ ገባ የሆነ እና የተወሰነውን የሃይድሮጅን ፈሳሽ ለመተንፈስ የሚያስችል በቂ ሙቀት ይሰጣል፣ በዚህም ምክንያት ፈሳሽ ነገር ይጠፋል። እንደ ብረት ኦክሳይድ ያሉ ለኦርቶ-ፓራ ለውጥ የሚያነቃቁ የነቃ ካርቦን, ፕላቲኒዝድ አስቤስቶስ, ብርቅዬ የምድር ብረቶች, የዩራኒየም ውህዶች, ክሮምሚየም ኦክሳይድ ወይም አንዳንድ የኒኬል ውህዶች በሃይድሮጂን ማቀዝቀዣ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ.

ደረጃዎች

የሃይድሮጅን ጋዝ

ፈሳሽ ሃይድሮጂን

ዝቃጭ ሃይድሮጂን

ጠንካራ ሃይድሮጂን

የብረታ ብረት ሃይድሮጂን

ግንኙነቶች

ኮቫልት እና ኦርጋኒክ ውህዶች

H2 በመደበኛ ሁኔታዎች ውስጥ በጣም ንቁ ባይሆንም, ከአብዛኛዎቹ ንጥረ ነገሮች ጋር ውህዶችን ይፈጥራል. ሃይድሮጅን እንደ ሃሎጅን (ለምሳሌ F, Cl, Br, I) ወይም ኦክሲጅን የመሳሰሉ ኤሌክትሮኔጌቲቭ ከሆኑ ንጥረ ነገሮች ጋር ውህዶችን ሊፈጥር ይችላል; በእነዚህ ውህዶች ውስጥ ሃይድሮጅን በከፊል አዎንታዊ ክፍያ ይወስዳል. ከፍሎራይን፣ ኦክሲጅን ወይም ናይትሮጅን ጋር በሚገናኝበት ጊዜ፣ ሃይድሮጂን በኮቫለንት ቦንድ መልክ መሳተፍ ይችላል። መካከለኛ ጥንካሬከሌሎች ተመሳሳይ ሞለኪውሎች ሃይድሮጂን ጋር ፣ ሃይድሮጂን ትስስር ተብሎ የሚጠራ ክስተት ፣ እሱም ያለው ወሳኝለብዙ ባዮሎጂካል ሞለኪውሎች መረጋጋት. ሃይድሮጅን እንዲሁ ከፊል አሉታዊ ክፍያ የሚወስድባቸው እንደ ብረት እና ሜታሎይድ ያሉ አነስተኛ ኤሌክትሮኔጅቲቭ ንጥረ ነገሮች ያሏቸው ውህዶችን ይፈጥራል። እነዚህ ውህዶች ብዙውን ጊዜ ሃይድሬድ በመባል ይታወቃሉ. ሃይድሮጂን ከካርቦን ጋር ብዙ አይነት ውህዶችን ይፈጥራል፣ ሃይድሮካርቦን ተብሎ የሚጠራው እና የበለጠ ብዙ አይነት ውህዶች ከሄትሮአተሞች ጋር ፣ ይህም በነሱ ምክንያት። አጠቃላይ ግንኙነትህይወት ያላቸው ነገሮች ኦርጋኒክ ውህዶች ይባላሉ. ንብረቶቻቸውን እያጠና ነው። ኦርጋኒክ ኬሚስትሪ, እና ሕያዋን ፍጥረታት አውድ ውስጥ ያላቸውን ጥናት ባዮኬሚስትሪ በመባል ይታወቃል. በአንዳንድ ትርጓሜዎች "ኦርጋኒክ" ውህዶች ካርቦን ብቻ መያዝ አለባቸው. ይሁን እንጂ ብዙዎቹ ሃይድሮጂንን ይይዛሉ, እና ለዚህ ክፍል ውህዶች አብዛኛዎቹን ልዩ ኬሚካላዊ ባህሪያት የሚሰጠው የካርቦን-ሃይድሮጂን ቦንድ ስለሆነ, በኬሚስትሪ ውስጥ "ኦርጋኒክ" ለሚለው ቃል በአንዳንድ ፍቺዎች ውስጥ የካርቦን-ሃይድሮጂን ቦንዶች ያስፈልጋሉ. በሚሊዮን የሚቆጠሩ ሃይድሮካርቦኖች ይታወቃሉ እና ብዙውን ጊዜ የሚፈጠሩት ኤለመንታል ሃይድሮጂንን ባያካትቱ ውስብስብ በሆነ ሰው ሰራሽ መንገድ ነው።

ሃይድሪድስ

የሃይድሮጂን ውህዶች ብዙውን ጊዜ ሃይድሬድ ይባላሉ. “ሀይድራይድ” የሚለው ቃል ኤች አቶም አሉታዊ ወይም አኒዮኒክ ቁምፊን እንደወሰደ፣ የተሰየመው H- እና ሃይድሮጂን የበለጠ ኤሌክትሮፖዚቲቭ ንጥረ ነገር ያለው ውህድ ሲፈጥር ጥቅም ላይ ይውላል። በ 1916 በጊልበርት ኤን. ሌዊስ ለቡድን 1 እና 2 ጨው-የያዙ ሃይድሮዳይዶች የቀረበው የሃይድራይድ አኒዮን መኖር በ 1920 ሞየር በ 1920 ቀልጦ ሊቲየም ሃይድራይድ (LiH) ኤሌክትሮይዚስ ታይቷል ፣ ይህም ስቶይቺዮሜትሪክ የሃይድሮጂን መጠን በማምረት ታይቷል ። የ anode. ከቡድን 1 እና 2 ብረቶች ውጪ ለሆኑ ሃይድሬዶች፣ የሃይድሮጅን ዝቅተኛ ኤሌክትሮኔጋቲቭነት ሲታይ ቃሉ አሳሳች ነው። ከቡድን 2 ሃይድሬድ በስተቀር BeH2 ነው, እሱም ፖሊሜሪክ ነው. በሊቲየም አልሙኒየም ሃይድሮድ ውስጥ, የ AlH-4 anion ድቦች የሃይድሪድ ማዕከሎች ከአል (III) ጋር በጥብቅ የተያያዙ ናቸው. ምንም እንኳን ሃይድሬድ በሁሉም ዋና ዋና የቡድን ክፍሎች ውስጥ ሊፈጠር ይችላል, ቁጥር እና ጥምር ሊሆኑ የሚችሉ ግንኙነቶችበከፍተኛ ሁኔታ ይለያያሉ; ለምሳሌ, ከ 100 በላይ ሁለትዮሽ ቦራነን ሃይድሬድ እና አንድ ሁለትዮሽ አልሙኒየም ሃይድሬድ ብቻ ይታወቃሉ. ሁለትዮሽ ኢንዲየም ሃይድሬድ ገና አልታወቀም, ምንም እንኳን ቢኖሩም ትላልቅ ውስብስቦች. በኢንኦርጋኒክ ኬሚስትሪ ውስጥ፣ ሃይድሬድስ በቅንጅት ኮምፕሌክስ ውስጥ ሁለት የብረት ማዕከሎችን የሚያገናኙ እንደ ድልድይ ማያያዣዎች ሆነው ሊያገለግሉ ይችላሉ። ይህ ተግባር በተለይ በቡድን 13 ኤለመንቶች በተለይም በቦረኖች (ቦሮን ሃይድሬድ) እና በአሉሚኒየም ውስብስቦች እንዲሁም በተሰበሰቡ ካርቦራኖች ውስጥ ተለይቶ ይታወቃል።

ፕሮቶኖች እና አሲዶች

የሃይድሮጅን ኦክሳይድ ኤሌክትሮኖችን ያስወግዳል እና ኤች + ያመነጫል, ይህም ምንም ኤሌክትሮኖች እና ኒውክሊየስ አብዛኛውን ጊዜ አንድ ፕሮቶን ያካትታል. ለዚህም ነው H+ ብዙ ጊዜ ፕሮቶን ተብሎ የሚጠራው። ይህ ዝርያ በአሲድ ውይይት ውስጥ ማዕከላዊ ነው. በብሮንስተድ-ሎውሪ ቲዎሪ መሰረት፣ አሲዶች ፕሮቶን ለጋሾች ሲሆኑ መሠረቶች ደግሞ ፕሮቶን ተቀባይ ናቸው። እርቃኑ ፕሮቶን H+ በመፍትሔም ሆነ በአዮኒክ ክሪስታሎች ውስጥ ሊኖር አይችልም ምክንያቱም ኤሌክትሮኖች ያላቸው ሌሎች አቶሞች ወይም ሞለኪውሎች ሊቋቋሙት በማይችሉት መስህብ ነው። ከፕላዝማ ጋር ከተያያዘው ከፍተኛ የሙቀት መጠን በስተቀር፣ እነዚህ ፕሮቶኖች ከአቶሞች እና ሞለኪውሎች ኤሌክትሮኖች ደመና ሊወገዱ አይችሉም እና ከእነሱ ጋር ተጣብቀው ይቆያሉ። ነገር ግን “ፕሮቶን” የሚለው ቃል አንዳንድ ጊዜ በዘይቤነት ጥቅም ላይ የሚውለው በዚህ መልኩ ከሌሎች ዝርያዎች ጋር የተቆራኘውን ፖዘቲቭ ወይም cationic ሃይድሮጂንን ለማመልከት ሲሆን ስለዚህ “H+” ተብሎ የሚጠራው ማንኛውም ግለሰብ ፕሮቶኖች እንደ ዝርያ በነፃነት እንደሚኖሩ ነው ። በመፍትሔው ውስጥ እርቃኑን “የተሟሟ ፕሮቶን” እንዳይመስል፣ አሲዳማ የውሃ መፍትሄዎች አንዳንድ ጊዜ “ሃይድሮኒየም ion” (H3O+) የሚባል ብዙም የማይመስል ምናባዊ ምናባዊ ዝርያ አላቸው ተብሎ ይታሰባል። ነገር ግን፣ በዚህ ሁኔታ ውስጥ እንኳን፣ እንዲህ ያሉ የተሟሟት የሃይድሮጂን ካንቴኖች የበለጠ በተጨባጭ የተደራጁ ስብስቦች እንደሆኑ ተደርገው ይወሰዳሉ፣ እነዚህም ከH9O+4 ጋር ቅርበት አላቸው። ሌሎች ኦክሶኒየም ionዎች የሚገኙት ውሃ በአሲድ አሲድ ውስጥ ከሌሎች ፈሳሾች ጋር በሚሆንበት ጊዜ ነው. ምንም እንኳን በምድር ላይ ልዩ ገጽታ ቢኖራትም ፣ በዩኒቨርስ ውስጥ በጣም ከተለመዱት ionዎች አንዱ H+3 ፣ ፕሮቶናዊ ሞለኪውላዊ ሃይድሮጂን ወይም ትራይሃይድሮጂን cation በመባል ይታወቃል።

ኢሶቶፕስ

ሃይድሮጅን 1H፣ 2H እና 3H የተሰየሙ ሶስት በተፈጥሮ የሚገኙ አይሶቶፖች አሉት። ሌሎች በጣም ያልተረጋጉ ኒውክሊየሮች (ከ4H እስከ 7H) በቤተ ሙከራ ውስጥ ተዋህደዋል ነገር ግን በተፈጥሮ ውስጥ አልተስተዋሉም። 1H ከ 99.98% በላይ በብዛት ያለው የሃይድሮጅን አይዞቶፕ ነው. የዚህ አይሶቶፕ አስኳል አንድ ፕሮቶን ብቻ ስላቀፈ፣ ገላጭ የሆነ ነገር ግን ብዙም ጥቅም ላይ ያልዋለ ፕሮቲየም ስም ተሰጥቶታል። 2H፣ ሌላው የተረጋጋ የሃይድሮጅን አይዞቶፕ ዲዩሪየም በመባል የሚታወቅ ሲሆን በኒውክሊየስ ውስጥ አንድ ፕሮቶን እና አንድ ኒውትሮን ይዟል። በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ ያለው ሁሉም ዲዩሪየም የተመረተው በዚህ ጊዜ እንደሆነ ይታመናል ትልቅ ባንግእና ከዚያ ጊዜ ጀምሮ እስከ አሁን ድረስ አለ. ዲዩቴሪየም ራዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገር አይደለም እና ከፍተኛ የመርዝ አደጋን አያስከትልም. ከተለመደው ሃይድሮጂን ይልቅ ዲዩሪየምን ባካተቱ ሞለኪውሎች የበለፀገ ውሃ ከባድ ውሃ ይባላል። Deuterium እና ውህዶቹ በኬሚካላዊ ሙከራዎች እና ለ 1H-NMR spectroscopy በሟሟዎች ውስጥ እንደ ራዲዮአክቲቭ ያልሆነ መከታተያ ያገለግላሉ። ከባድ ውሃ ለኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች እንደ ኒውትሮን አወያይ እና ቀዝቃዛ ሆኖ ያገለግላል። Deuterium ለንግድ የኑክሌር ውህደት እምቅ ነዳጅ ነው። 3H ትሪቲየም በመባል የሚታወቅ ሲሆን በኒውክሊየስ ውስጥ አንድ ፕሮቶን እና ሁለት ኒውትሮን ይዟል። ራዲዮአክቲቭ ነው፣ ወደ ሂሊየም-3 በቅድመ-ይሁንታ መበስበስ በኩል በመበስበስ 12.32 ዓመታት ግማሽ ዕድሜ አለው። በጣም ራዲዮአክቲቭ ከመሆኑ የተነሳ በብርሃን ቀለም ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል, ይህም ሰዓቶችን በብርሃን መደወያዎች ለመሥራት ጠቃሚ ያደርገዋል, ለምሳሌ. መስታወቱ አነስተኛ መጠን ያለው ጨረር እንዳያመልጥ ይከላከላል. የጠፈር ጨረሮች ከከባቢ አየር ጋዞች ጋር ሲገናኙ አነስተኛ መጠን ያለው ትሪቲየም በተፈጥሮ ይፈጠራሉ; ትሪቲየም በኑክሌር ጦር መሳሪያ ሙከራ ወቅት ተለቋል። በኑክሌር ውህደት ምላሾች ውስጥ እንደ isotope ጂኦኬሚስትሪ አመልካች እና ልዩ በራስ-የሚሠሩ የብርሃን መሳሪያዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል። ትሪቲየም በኬሚካላዊ እና ባዮሎጂካል መለያ ሙከራዎች እንደ ራዲዮአክቲቭ መከታተያ ጥቅም ላይ ውሏል። በአሁኑ ጊዜ በሰፊው ጥቅም ላይ ለሚውሉት አይዞቶፖች የተለያዩ ስሞች ያሉት ሃይድሮጂን ብቸኛው አካል ነው። ወቅት የመጀመሪያ ደረጃ ትምህርትራዲዮአክቲቭ, የተለያዩ ከባድ ራዲዮአክቲቭ isotopes የራሳቸው ስም ተሰጥቷቸዋል, ነገር ግን እንደነዚህ ያሉ ስሞች ከዲዩሪየም እና ትሪቲየም በስተቀር ጥቅም ላይ አይውሉም. ምልክቶች D እና T (ከ 2H እና 3H ይልቅ) አንዳንድ ጊዜ ለዲዩሪየም እና ትሪቲየም ጥቅም ላይ ይውላሉ, ነገር ግን የፕሮቲየም ፒ ተዛማጅ ምልክት ለፎስፈረስ ጥቅም ላይ ይውላል እና ስለዚህ ለፕሮቲየም አይገኝም. በስም መመሪያው ውስጥ፣ ኢንተርናሽናል የንፁህ እና አፕላይድ ኬሚስትሪ ማናቸውንም ምልክቶች D፣ T፣ 2H እና 3H መጠቀምን ይፈቅዳል፣ ምንም እንኳን 2H እና 3H ተመራጭ ናቸው። አንቲሙን እና ኤሌክትሮን የያዘው ኤኮቲክ አቶም ሙኦኒየም (ምልክት ሙ) በተጨማሪም አንዳንድ ጊዜ በ1960 በተገኘው አንቲሙን እና ኤሌክትሮን መካከል ባለው የጅምላ ልዩነት የተነሳ እንደ ብርሃን ራዲዮሶቶፕ ሃይድሮጂን ይቆጠራል። በሙኦን የህይወት ዘመን፣ 2.2 μs፣ muonium እንደ muonium chloride (MuCl) ወይም sodium muonide (NaMu) ከሃይድሮጂን ክሎራይድ እና ከሶዲየም ሃይድሮድ ጋር ተመሳሳይ በሆነ ውህዶች ውስጥ በቅደም ተከተል ሊካተት ይችላል።

ታሪክ

መክፈት እና መጠቀም

እ.ኤ.አ. በ 1671 ሮበርት ቦይል በብረት ፋይዳዎች እና በዲሉቲክ አሲድ መካከል ያለውን ምላሽ ገልጿል ። ሃይድሮጂን ጋዝ. በ 1766 ሄንሪ ካቨንዲሽ ሃይድሮጂን ጋዝ እንደ ልዩ ንጥረ ነገር ለመጀመሪያ ጊዜ የተገነዘበ ሲሆን ጋዙን በብረት-አሲድ ምላሽ ምክንያት "የሚቀጣጠል አየር" በማለት ጠርቶታል. “የሚቀጣጠል አየር” “ፍሎጂስተን” ከተባለው መላምታዊ ንጥረ ነገር ጋር ሙሉ በሙሉ ተመሳሳይ እንደሆነ በንድፈ ሀሳብ ገልፆ እና በ1781 ጋዝ ሲቃጠል ውሃ እንደሚያመነጭ በድጋሚ አወቀ። ሃይድሮጅንን እንደ ንጥረ ነገር ያገኘው እሱ እንደሆነ ይታመናል. እ.ኤ.አ. በ 1783 እሱ እና ላፕላስ ሃይድሮጂንን በማቃጠል ውሃ እንደሚያመነጭ የካቨንዲሽ መረጃን ሲያባዙ አንትዋን ላቮይሲየር ለኤለመንቱ ሃይድሮጂን (ከግሪክ ὑδρο-ሃይድሮ ትርጉሙ "ውሃ" እና -γενής ጂኖች "ፈጣሪ" የሚል ስም ሰጡት። ላቮይሲየር ሃይድሮጂንን ያመነጨው በጅምላ ለመቆጠብ ለሙከራው የእንፋሎት ፍሰትን በብረታ ብረት አማካኝነት በእሳት በማሞቅ ነው። በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ባለው የውሃ ፕሮቶን ብረት የአናይሮቢክ ኦክሳይድ በሚከተሉት ምላሾች ስብስብ ሊወከል ይችላል ።

Fe + H2O → FeO + H2

2 Fe + 3 H2O → Fe2O3 + 3 H2

3 Fe + 4 H2O → Fe3O4 + 4 H2

እንደ ዚርኮኒየም ያሉ ብዙ ብረቶች ሃይድሮጅን ለማምረት ከውሃ ጋር ተመሳሳይ ምላሽ ይሰጣሉ. ሃይድሮጅን ለመጀመሪያ ጊዜ በጄምስ ደዋር በ 1898 የተሃድሶ ማቀዝቀዣን እና የፈጠራውን የቫኩም ፍላሽ በመጠቀም ፈሰሰ. ውስጥ የሚመጣው አመትጠንካራ ሃይድሮጂን አመነጨ። ዲዩቴሪየም በታኅሣሥ 1931 በሃሮልድ ኡሬ የተገኘ ሲሆን ትሪቲየም ደግሞ በ1934 በኧርነስት ራዘርፎርድ፣ ማርክ ኦሊፋንት እና ፖል ሃርቴክ ተዘጋጅቷል። ከተራ ሃይድሮጂን ይልቅ ዲዩሪየምን ያቀፈ ከባድ ውሃ በኡሬ ቡድን በ1932 ተገኘ። ፍራንሷ አይዛክ ዴ ሪቫዝ የመጀመሪያውን የሪቫዝ ሞተር ሞተሩን ሠራ ውስጣዊ ማቃጠልበሃይድሮጅን እና ኦክሲጅን የተገፋ፣ በ1806 ዓ.ም. ኤድዋርድ ዳንኤል ክላርክ የሃይድሮጂን ጋዝ ቱቦን በ1819 ፈለሰፈ። የዶቤሬይነር ፍሊንት (የመጀመሪያው ሙሉ ኃይል ያለው መብራት) በ1823 ተፈጠረ። የመጀመሪያው የሃይድሮጂን ፊኛ በ 1783 ዣክ ቻርልስ ፈለሰፈ። ሃይድሮጅን የመጀመሪያውን አስተማማኝ ቅጽ መነሳት ሰጥቷል የአየር ትራፊክበ1852 በሄንሪ ጊፋርድ የመጀመሪያውን ሃይድሮጂን የሚንቀሳቀስ አየር መርከብ ከተፈጠረ በኋላ። የጀርመን ቆጠራ ፈርዲናንድ ቮን ዘፔሊን በሃይድሮጂን ወደ አየር የሚገፋውን ጠንካራ የአየር መርከቦችን ሀሳብ አበረታቷል ፣ እነዚህም በኋላ ዚፔሊንስ ተባሉ ። ከእነዚህ ውስጥ የመጀመሪያው በ1900 በረረ። መደበኛ በረራዎች በ1910 የጀመሩ ሲሆን በነሀሴ 1914 በአንደኛው የአለም ጦርነት ሲፈነዳ 35,000 መንገደኞችን ያለምንም ትልቅ ችግር አሳፍረዋል። በጦርነቱ ወቅት የሃይድሮጂን አየር መርከቦች እንደ ምልከታ መድረኮች እና ቦምቦች ጥቅም ላይ ውለዋል. የመጀመሪያው ያልተቋረጠ የአትላንቲክ በረራ የተደረገው በ1919 በብሪቲሽ አየር መርከብ R34 ነው። መደበኛ የመንገደኞች አገልግሎት በ1920ዎቹ የቀጠለ ሲሆን በዩናይትድ ስቴትስ የሄሊየም ክምችት መገኘቱ የጉዞ ደህንነትን ያሻሽላል ተብሎ ሲጠበቅ የአሜሪካ መንግስት ግን ጋዙን ለዚህ አላማ ለመሸጥ ፈቃደኛ ባለመሆኑ ኤች 2 በሂንደንበርግ አየር መርከብ ወድሟል። በኒውዮርክ ሚላን ውስጥ በደረሰ የእሳት ቃጠሎ -ጀርሲ ግንቦት 6 ቀን 1937 ዓ.ም. ክስተቱ በሬዲዮ በቀጥታ ተላልፎ በፊልም ተቀርጿል። የቃጠሎው መንስኤ የሃይድሮጂን መፍሰስ እንደሆነ በሰፊው ይታሰብ ነበር፣ ነገር ግን ተከታታይ ጥናቶች እንደሚያመለክቱት የአልሙኒየም የጨርቅ ሽፋን በስታቲስቲክ ኤሌክትሪክ ተቀጣጠለ። ነገር ግን በዚህ ጊዜ ሃይድሮጂን እንደ ማንሳት ጋዝ ያለው ስም ቀድሞውኑ ተጎድቷል. በዚያው ዓመት, የመጀመሪያው ሃይድሮጂን-የቀዘቀዘ turbogenerator, ሃይድሮጂን ጋዝ እንደ rotor እና stator ውስጥ coolant ጋር, 1937 ዳይተን ውስጥ አገልግሎት ገባ, ኦሃዮ, በዴይተን ኃይል & ብርሃን Co.; በሃይድሮጂን ጋዝ የሙቀት ማስተላለፊያነት ምክንያት, ዛሬ በዚህ መስክ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው በጣም የተለመደ ጋዝ ነው. የኒኬል-ሃይድሮጅን ባትሪ ለመጀመሪያ ጊዜ ጥቅም ላይ የዋለው በ 1977 በ US Navigation Technology Satellite-2 (NTS-2) ላይ ነበር. አይኤስኤስ፣ ማርስ ኦዲሲ እና ማርስ ግሎባል ሰርቬየር በኒኬል-ሃይድሮጂን ባትሪዎች የታጠቁ ናቸው። በምህዋሩ ጨለማ ክፍል ውስጥ፣ ሃብል የጠፈር ቴሌስኮፕ የሚሰራው በኒኬል-ሃይድሮጂን ባትሪዎች ነው፣ በመጨረሻም በግንቦት 2009 ተተክተዋል፣ ከ19 አመታት በኋላ እና ዲዛይን ከተሰራ ከ13 ዓመታት በኋላ።

በኳንተም ቲዎሪ ውስጥ ያለው ሚና

በቀላል ምክንያት የአቶሚክ መዋቅርፕሮቶን እና ኤሌክትሮን ብቻ ያቀፈው፣ የሃይድሮጂን አቶም ከተፈጠረ ወይም ከውስጥ ከሚገኘው የብርሃን ስፔክትረም ጋር የአቶሚክ መዋቅር ፅንሰ-ሀሳብ እድገት ዋና ማዕከል ነበር። በተጨማሪም ፣ የሃይድሮጂን ሞለኪውል እና ተዛማጅ H+2 cation የሃይድሮጂን ሞለኪውል ቀላልነት ጥናት የኬሚካላዊ ትስስር ተፈጥሮን ለመረዳት አስችሏል ፣ ይህም የሃይድሮጂን አቶም በኳንተም ሜካኒክስ ውስጥ በፍጥነት አካላዊ ሕክምናን ተከትሎ ነበር ። 2020. ከመጀመሪያዎቹ አንዱ የኳንተም ውጤቶችበግልጽ የታዩት (ነገር ግን በወቅቱ ያልተረዱት) የማክስዌል ምልከታ ሃይድሮጂንን ያካተተ ሙሉ የኳንተም ሜካኒካል ንድፈ ሃሳብ ከመታየቱ ግማሽ ምዕተ ዓመት በፊት ነው። ማክስዌል መሆኑን ጠቅሷል የተወሰነ ሙቀት H2 በማይቀለበስ ሁኔታ የዲያቶሚክ ጋዝን ከክፍል ሙቀት በታች ይተዋል እና በከፍተኛ ሁኔታ በክሪዮጅኒክ የሙቀት መጠን ያለውን የሞናቶሚክ ጋዝ ልዩ ሙቀት መምሰል ይጀምራል። እንደ ኳንተም ቲዎሪ ከሆነ, ይህ ባህሪ የሚመነጨው (በቁጥር) የሚሽከረከሩ የኃይል ደረጃዎች ክፍተት ነው, በተለይም በ H2 ውስጥ በዝቅተኛ መጠን ምክንያት በስፋት የተቀመጡ ናቸው. እነዚህ በስፋት የተከፋፈሉ ደረጃዎች የሙቀት ኃይል በዝቅተኛ የሙቀት መጠን በሃይድሮጅን ውስጥ ወደ ተዘዋዋሪ እንቅስቃሴ እኩል እንዳይከፋፈል ይከላከላል። ከከባድ አተሞች የተሰሩ የዲያቶም ጋዞች እንደዚህ አይነት ስፋት ያላቸው ደረጃዎች የላቸውም እና ተመሳሳይ ውጤት አያሳዩም. አንቲሃይድሮጂን የሃይድሮጂን ፀረ-ቁሳቁሶች አናሎግ ነው። ከፖዚትሮን ጋር አንቲፕሮቶንን ያካትታል። አንቲሃይድሮጂን ከ 2015 ጀምሮ የተመረተው ብቸኛው የፀረ-ማተር አቶም ዓይነት ነው።

በተፈጥሮ ውስጥ መሆን

ሃይድሮጅን በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ እጅግ በጣም ብዙ የኬሚካል ንጥረ ነገር ነው, ከመደበኛው ቁስ በጅምላ 75% እና በአተሞች ብዛት ከ 90% በላይ ነው. (አብዛኞቹ የአጽናፈ ዓለማት ብዛት ግን በዚህ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገር መልክ አይደለም፣ ነገር ግን እስካሁን ያልተገኙ እንደ ጨለማ ቁስ እና ያሉ የጅምላ ዓይነቶች እንዳሉት ይታሰባል። ጥቁር ጉልበት.) ይህ ንጥረ ነገር በከዋክብት እና በብዛት በብዛት ይገኛል። ጋዝ ግዙፎች. H2 ሞለኪውላዊ ደመናዎች ከኮከብ አፈጣጠር ጋር የተያያዙ ናቸው. ሃይድሮጂን በፕሮቶን-ፕሮቶን ምላሽ እና በ CNO ዑደት የኒውክሌር ውህደት በኩል በከዋክብት ኃይል ውስጥ ወሳኝ ሚና ይጫወታል። በአለም ውስጥ ሃይድሮጂን በዋነኛነት በአቶሚክ እና በፕላዝማ ግዛቶች ውስጥ ከሞለኪውላር ሃይድሮጂን ፈጽሞ የተለየ ባህሪ አለው። እንደ ፕላዝማ ኤሌክትሮን እና የሃይድሮጅን ፕሮቶን እርስ በርስ የተያያዙ አይደሉም, በዚህም ምክንያት በጣም ከፍተኛ የኤሌክትሪክ ምቹነት እና ከፍተኛ ልቀት (ከፀሐይ እና ከሌሎች ከዋክብት ብርሃን ይፈጥራል). የተሞሉ ቅንጣቶች በመግነጢሳዊ እና በኤሌክትሪክ መስኮች ከፍተኛ ተጽዕኖ ይደረግባቸዋል. ለምሳሌ፣ በፀሀይ ንፋስ ከምድር ማግኔቶስፌር ጋር መስተጋብር ይፈጥራሉ፣ የ Birkeland currents ይፈጥራሉ የዋልታ መብራቶች. ሃይድሮጂን ገለልተኛ ነው የአቶሚክ ሁኔታበ interstellar መካከለኛ. በበሰበሰ የላይማን-አልፋ ስርዓት ውስጥ የሚገኘው ከፍተኛ መጠን ያለው ገለልተኛ ሃይድሮጂን የአጽናፈ ዓለሙን የኮስሞሎጂካል ባሪዮን ጥግግት እስከ ሬድሺፍት z = 4. በምድር ላይ በተለመደው ሁኔታ ኤለመንታል ሃይድሮጂን እንደ ዲያቶሚክ ጋዝ, H2 ይኖራል. ይሁን እንጂ ሃይድሮጂን ጋዝ በብርሃን ክብደት ምክንያት በምድር ከባቢ አየር ውስጥ (1 ፒፒኤም በድምጽ) በጣም አልፎ አልፎ ነው, ይህም የመሬት ስበት ከበለጠ በቀላሉ ለማሸነፍ ያስችላል. ከባድ ጋዞች. ነገር ግን፣ ሃይድሮጂን በምድር ገጽ ላይ ሦስተኛው በጣም የተትረፈረፈ ንጥረ ነገር ነው፣ በዋነኝነት በቅርጽ ይገኛል። የኬሚካል ውህዶችእንደ ሃይድሮካርቦኖች እና ውሃ ያሉ. ሃይድሮጅን ጋዝ በአንዳንድ ባክቴሪያ እና አልጌዎች የሚመረተ ሲሆን የዋሽንት ተፈጥሯዊ አካል ነው, እንደ ሚቴን, ከጊዜ ወደ ጊዜ አስፈላጊ የሃይድሮጂን ምንጭ ነው. ሞለኪውላዊ ቅርጽ ፕሮቶነድ ሞለኪውላር ሃይድሮጂን (H+3) በ interstellar መካከለኛ ውስጥ ይገኛል, እሱም የሚመነጨው በሞለኪውላዊ ሃይድሮጂን ከኮስሚክ ጨረሮች ionization ነው. ይህ የተጫነ ion በፕላኔቷ ጁፒተር የላይኛው ከባቢ አየር ውስጥም ታይቷል። ion በዝቅተኛ የሙቀት መጠን እና ጥንካሬ ምክንያት በአካባቢው የተረጋጋ ነው. H+3 በዩኒቨርስ ውስጥ በብዛት ከሚገኙት ionዎች አንዱ ሲሆን በኢንተርስቴላር መካከለኛ ኬሚስትሪ ውስጥ ትልቅ ሚና ይጫወታል። ገለልተኛ ትራይአቶሚክ ሃይድሮጂን H3 በአስደሳች መልክ ብቻ ሊኖር ይችላል እና ያልተረጋጋ ነው. በተቃራኒው, አዎንታዊ ሞለኪውላር ionሃይድሮጅን (H+2) በዩኒቨርስ ውስጥ ብርቅ የሆነ ሞለኪውል ነው።

የሃይድሮጅን ምርት

H2 በኬሚካል እና ባዮሎጂካል ላቦራቶሪዎች ውስጥ ይመረታል, ብዙውን ጊዜ እንደ ሌሎች ግብረመልሶች ውጤት; unsaturated substrates ያለውን hydrogenation ለ ኢንዱስትሪ ውስጥ; እና በተፈጥሮ ውስጥ በባዮኬሚካላዊ ግብረመልሶች ውስጥ ተመጣጣኝ ቅነሳን እንደ መፈናቀል ዘዴ።

የእንፋሎት ማሻሻያ

ሃይድሮጅን በተለያዩ መንገዶች ሊመረት ይችላል ነገር ግን በኢኮኖሚ በጣም አስፈላጊው ሂደት ሃይድሮጂንን ከሃይድሮካርቦኖች ማስወገድን ያካትታል ምክንያቱም እ.ኤ.አ. በ 2000 95% የሚሆነው የሃይድሮጂን ምርት በእንፋሎት ማሻሻያ ነው። ለንግድ፣ ከፍተኛ መጠን ያለው ሃይድሮጂን አብዛኛውን ጊዜ የሚመረተው በእንፋሎት በሚፈጠር የተፈጥሮ ጋዝ ለውጥ ነው። በከፍተኛ ሙቀት (1000-1400 K, 700-1100 °C ወይም 1300-2000 °F) የእንፋሎት (የውሃ ትነት) ካርቦን ሞኖክሳይድ እና H2 ለማምረት ከሚቴን ጋር ምላሽ ይሰጣል.

CH4 + H2O → CO + 3 H2

ይህ ምላሽ በተሻለ ሁኔታ የሚሰራው መቼ ነው። ዝቅተኛ ግፊቶችነገር ግን, ነገር ግን, በከፍተኛ ግፊት (2.0 MPa, 20 ATM ወይም 600 ኢንች ሜርኩሪ) ሊከናወን ይችላል. ይህ የሆነበት ምክንያት ከፍተኛ ግፊት H2 በጣም ታዋቂው ምርት ስለሆነ እና የግፊት ማሞቂያ ስርዓቶች በከፍተኛ ግፊት ላይ በተሻለ ሁኔታ ይሰራሉ. የምርቶቹ ድብልቅ "ሲንጋስ" በመባል ይታወቃል ምክንያቱም ብዙውን ጊዜ ሜታኖልን እና ተዛማጅ ውህዶችን ለማምረት በቀጥታ ጥቅም ላይ ይውላል. ከሚቴን በስተቀር ሃይድሮካርቦኖች ከተለያዩ የምርት ሬሾዎች ጋር የተቀናጀ ጋዝ ለማምረት ሊያገለግሉ ይችላሉ። የዚህ በጣም የተመቻቸ ቴክኖሎጂ ከብዙ ውስብስቦች አንዱ የኮክ ወይም የካርቦን መፈጠር ነው።

CH4 → C + 2 H2

ስለዚህ, የእንፋሎት ማሻሻያ በተለምዶ ከመጠን በላይ H2O ይጠቀማል. ተጨማሪ ሃይድሮጂንን ከእንፋሎት የሚገኘውን ካርቦን ሞኖክሳይድን በውሃ ጋዝ መፈናቀል ምላሽ በተለይም የብረት ኦክሳይድን በመጠቀም ማግኘት ይቻላል። ይህ ምላሽ እንዲሁ የተለመደ የኢንዱስትሪ የካርቦን ዳይኦክሳይድ ምንጭ ነው።

CO + H2O → CO2 + H2

ለ H2 ሌሎች አስፈላጊ ዘዴዎች የሃይድሮካርቦኖች ከፊል ኦክሳይድ ያካትታሉ።

2 CH4 + O2 → 2 CO + 4 H2

እና ከላይ ለተገለጸው የሽላጭ ምላሽ እንደ መቅድም የሚያገለግል የድንጋይ ከሰል ምላሽ፡-

C + H2O → CO + H2

አንዳንድ ጊዜ ሃይድሮጂን የሚመረተው እና በተመሳሳይ የኢንዱስትሪ ሂደት ውስጥ ነው, ያለ መለያየት. በሃበር ሂደት ውስጥ አሞኒያን ለማምረት, ሃይድሮጂን የሚመነጨው ከተፈጥሮ ጋዝ ነው. ክሎሪን ለማምረት የ brine ኤሌክትሮላይዜሽን እንዲሁ ሃይድሮጂንን እንደ ተረፈ ምርት ያመነጫል።

ሜታልሊክ አሲድ

በቤተ ሙከራ ውስጥ፣ H2 አብዛኛውን ጊዜ የሚዘጋጀው ኦክሳይድ ያልሆኑ አሲዶችን በተወሰኑ ምላሽ ሰጪ ብረቶች ለምሳሌ ዚንክ ከኪፕ መሳሪያ ጋር በመመለስ ነው።

Zn + 2 H + → Zn2 ++ H2

አሉሚኒየም እንዲሁ በመሠረት ሲታከም H2 ማምረት ይችላል-

2 Al + 6 H2O + 2 OH- → 2 አል (ኦህ) -4 + 3 H2

የውሃ ኤሌክትሮላይዜሽን ሃይድሮጅን ለማምረት ቀላል መንገድ ነው. ዝቅተኛ የቮልቴጅ ጅረት በውሃ ውስጥ ይፈስሳል እና የኦክስጂን ጋዝ በአኖድ ውስጥ ይፈጠራል ፣ ሃይድሮጂን ጋዝ ደግሞ በካቶድ ውስጥ ይፈጠራል። በተለምዶ ካቶድ የሚሠራው ከፕላቲኒየም ወይም ከሌላ የማይነቃነቅ ብረት ለማከማቻ ሃይድሮጂን ሲያመርት ነው። ይሁን እንጂ, ጋዝ በቦታው ላይ የሚቃጠል ከሆነ, የኦክስጅን መኖር ለቃጠሎ ለመርዳት ተፈላጊ ነው, ስለዚህም ሁለቱም ኤሌክትሮዶች ከማይረቡ ብረቶች የተሠሩ ይሆናሉ. (ለምሳሌ, ብረት ኦክሳይድ ስለሚፈጥር የኦክስጅን መጠን ይቀንሳል). ቲዎሬቲካል ከፍተኛው ቅልጥፍና(ኤሌክትሪክ ጋር በተያያዘ ጥቅም ላይ ውሏል የኃይል ዋጋሃይድሮጂን የሚመረተው) ከ 80-94% ውስጥ ነው.

2 H2O (L) → 2 H2 (g) + O2 (g)

በውሃ ላይ የተጨመሩ ጥራጥሬዎች የአሉሚኒየም እና የጋሊየም ቅይጥ ሃይድሮጅን ለማምረት ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል. ይህ ሂደት አልሙኒየም ኦክሳይድን ያመነጫል, ነገር ግን ኦክሳይድ ቆዳ በእንክብሎች ላይ እንዳይፈጠር የሚከለክለው ውድ ጋሊየም እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል. ይህ በሃይድሮጂን ኢኮኖሚ ላይ ጠቃሚ ጠቀሜታ አለው, ምክንያቱም ሃይድሮጂን በአካባቢው ሊመረት ስለሚችል እና መጓጓዝ አያስፈልገውም.

ቴርሞኬሚካል ባህሪያት

ውሃን ለመለየት ከ200 በላይ ቴርሞኬሚካል ዑደቶች አሉ ከነዚህ ዑደቶች ውስጥ ወደ ደርዘን የሚጠጉ እንደ ብረት ኦክሳይድ ዑደት፣ ሴሪየም(IV) ኦክሳይድ ዑደት፣ ዚንክ-ዚንክ ኦክሳይድ ዑደት፣ የሰልፈር አዮዲን ዑደት፣ የመዳብ ዑደት እና ክሎሪን የመሳሰሉ እና ዲቃላ ሰልፈር ዑደት ሃይድሮጅን እና ኦክስጅንን ከውሃ እና ሙቀት ያለኤሌክትሪክ ኃይል ለማምረት በምርምር እና በሙከራ ላይ ናቸው። በርካታ የላቦራቶሪዎች (በፈረንሳይ፣ ጀርመን፣ ግሪክ፣ ጃፓን እና አሜሪካ ያሉ) ቴርሞዎችን በማዘጋጀት ላይ ናቸው። የኬሚካል ዘዴዎችሃይድሮጂን ከፀሃይ ኃይል እና ከውሃ ማግኘት.

የአናይሮቢክ ዝገት

በአናይሮቢክ ሁኔታዎች የብረት እና የብረት ውህዶች ወደ ሞለኪውላዊ ሃይድሮጂን (H2) ሲቀነሱ በውሃ ፕሮቶን ቀስ በቀስ ኦክሳይድ ይደረግባቸዋል። የብረት አናይሮቢክ ዝገት በመጀመሪያ የብረት ሃይድሮክሳይድ (አረንጓዴ ዝገት) እንዲፈጠር ይመራል እና በሚከተለው ምላሽ ሊገለፅ ይችላል-F + 2 H2O → Fe (OH) 2 + H2. በምላሹ በአናይሮቢክ ሁኔታዎች ውስጥ የብረት ሃይድሮክሳይድ (ፌ (OH) 2) በውሃ ፕሮቶኖች ኦክሳይድ ሊፈጠር እና ማግኔትቲት እና ሞለኪውላዊ ሃይድሮጂን ይፈጥራል። ይህ ሂደት በ Shikorra ምላሽ ይገለጻል: 3 Fe (OH) 2 → Fe3O4 + 2 H2O + H2 iron hydroxide → ማግኒዥየም + ውሃ + ሃይድሮጂን. በደንብ ክሪስታላይዝድ ማግኔትይት (Fe3O4) ከብረት ሃይድሮክሳይድ (Fe (OH) 2) ይልቅ በቴርሞዳይናሚክ የበለጠ የተረጋጋ ነው። ይህ ሂደት የሚከሰተው በአኖክሲክ የከርሰ ምድር ውሃ ውስጥ የብረት እና የብረት አናይሮቢክ ዝገት እና ከውኃ ወለል በታች ያለውን አፈር በሚታደስበት ጊዜ ነው።

የጂኦሎጂካል አመጣጥ: የእባብ ምላሽ

ከምድር ከባቢ አየር ርቀው በሚገኙ ጥልቅ የጂኦሎጂካል ሁኔታዎች ውስጥ ኦክሲጅን (O2) በማይኖርበት ጊዜ ሃይድሮጂን (H2) የተፈጠረው በአናይሮቢክ ኦክሳይድ ሂደት ውስጥ ባለው የብረት ሲሊኬት (Fe2+) የውሃ ፕሮቶን (H+) እባብ ሂደት ውስጥ ነው። ክሪስታል ጥልፍልፍ fayalite (Fe2SiO4፣ olivine-iron የመጨረሻ-አባል)። ወደ ማግኔቲት (Fe3O4) ፣ ኳርትዝ (SiO2) እና ሃይድሮጂን (H2) ምስረታ የሚያመራው ተጓዳኝ ምላሽ፡ 3Fe2SiO4 + 2 H2O → 2 Fe3O4 + 3 SiO2 + 3 H2 fayalite + ውሃ → ማግኔትት + ኳርትዝ + ሃይድሮጂን። ይህ ምላሽ ከውሃ ጋር በሚገናኝበት ጊዜ የብረት ሃይድሮክሳይድ anaerobic oxidation ወቅት ከሚታየው የሺኮርራ ምላሽ ጋር በጣም ተመሳሳይ ነው።

በትራንስፎርመሮች ውስጥ መፈጠር

ከሁሉም አደገኛ ጋዞችበሃይል ትራንስፎርመሮች ውስጥ የተፈጠረ, ሃይድሮጂን በጣም የተለመደ እና በአብዛኛዎቹ ጥፋቶች ውስጥ የተፈጠረ ነው. ስለዚህ, የሃይድሮጂን ምርት የመጀመሪያ ምልክት ነው ከባድ ችግሮችበትራንስፎርመር የሕይወት ዑደት ውስጥ.

መተግበሪያዎች

በተለያዩ ሂደቶች ውስጥ ፍጆታ

በፔትሮሊየም እና በኬሚካል ኢንዱስትሪዎች ውስጥ ከፍተኛ መጠን ያለው H2 ያስፈልጋል. የ H2 ትልቁ ጥቅም የቅሪተ አካል ነዳጆችን ለማቀነባበር ("ማሻሻል") እና ለአሞኒያ ምርት ነው. በፔትሮኬሚካል ተክሎች ውስጥ, H2 በ hydrodealkylation, hydrodesulfurization እና hydrocracking ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል. H2 ሌሎች በርካታ አለው አስፈላጊ መተግበሪያዎች. ኤች 2 እንደ ሃይድሮጂንዲንግ ወኪል ጥቅም ላይ ይውላል ፣ በተለይም ያልተሟሉ ቅባቶችን እና ዘይቶችን (እንደ ማርጋሪን ባሉ ዕቃዎች ውስጥ የሚገኙትን) እና ሜታኖል ለማምረት። በተጨማሪም የሃይድሮክሎሪክ አሲድ ምርት ውስጥ የሃይድሮጂን ምንጭ ነው. H2 ለብረት ማዕድናት እንደ መቀነሻ ወኪልም ያገለግላል. ሃይድሮጂን በብዙ ብርቅዬ ምድር እና የሽግግር ብረቶች ውስጥ በጣም የሚሟሟ እና በሁለቱም ናኖክሪስታሊን እና አሞርፎስ ብረቶች ውስጥ የሚሟሟ ነው። በብረታ ብረት ውስጥ የሃይድሮጂን መሟሟት በአካባቢው የተዛባ ወይም በክሪስታል ጥልፍልፍ ቆሻሻ ላይ የተመሰረተ ነው. ይህ ሃይድሮጂን በሞቃት ፓላዲየም ዲስክ ውስጥ በማለፍ ሲጸዳ ጠቃሚ ሊሆን ይችላል, ነገር ግን ከፍተኛ የጋዝ መሟሟት የብረታ ብረት ችግር ነው, ይህም ለብዙ ብረቶች መጨናነቅ አስተዋጽኦ ያደርጋል, የቧንቧ መስመሮችን እና የማከማቻ ታንኮችን ንድፍ ያወሳስበዋል. H2 እንደ ሪጀንት ከመጠቀም በተጨማሪ በፊዚክስ እና በቴክኖሎጂ ሰፊ አፕሊኬሽኖች አሉት። እንደ አቶሚክ ሃይድሮጂን ብየዳ ባሉ የመገጣጠም ዘዴዎች እንደ መከላከያ ጋዝ ጥቅም ላይ ይውላል. H2 ከየትኛውም ጋዝ ከፍተኛው የሙቀት መቆጣጠሪያ ስላለው በሃይል ማመንጫዎች ውስጥ በኤሌክትሪክ ማመንጫዎች ውስጥ እንደ rotor coolant ጥቅም ላይ ይውላል። ፈሳሽ H2 የሱፐርኮንዳክቲቭ ምርምርን ጨምሮ በክሪዮጂካዊ ምርምር ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል. H2 ከአየር የበለጠ ቀላል ስለሆነ፣ ከ1/14 የአየር ጥግግት በትንሹ ስለሚበልጥ፣ በአንድ ወቅት በፊኛ እና በአየር መርከብ ውስጥ እንደ ማንሳት ጋዝ በሰፊው ይሠራበት ነበር። በአዲስ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ሃይድሮጂን በ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል ንጹህ ቅርጽወይም ከናይትሮጅን ጋር ተደባልቆ (አንዳንዴ ፎርሚንግ ጋዝ ይባላል) ለቅጽበታዊ ፍሳሽ ማወቂያ እንደ መከታተያ ጋዝ። ሃይድሮጅን በአውቶሞቲቭ, በኬሚካል, በኢነርጂ, በአየር እና በቴሌኮሙኒኬሽን ኢንዱስትሪዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል. ሃይድሮጂን ከሌሎች ፀረ-ንጥረ-ምግቦች ባህሪያት መካከል የምግብ መፍሰስን ለመመርመር የሚያስችል የተፈቀደ የምግብ ተጨማሪ (E 949) ነው። ብርቅዬ የሃይድሮጂን አይሶቶፖች እንዲሁ ልዩ ጥቅም አላቸው። ዲዩተሪየም (ሃይድሮጂን-2) በኒውክሌር ፊዚሽን አፕሊኬሽኖች ውስጥ እንደ ዘገምተኛ የኒውትሮን አወያይ እና በኑክሌር ውህድ ምላሾች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል። የዲዩቴሪየም ውህዶች በኬሚስትሪ እና በባዮሎጂ መስኮች ውስጥ የግብረ-መልሶችን isotope ውጤቶች ለማጥናት ያገለግላሉ። ትሪቲየም (ሃይድሮጂን-3) የሚመረተው በ የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች, የሃይድሮጂን ቦምቦችን ለማምረት, በባዮሎጂካል ሳይንሶች ውስጥ እንደ isotope መፈለጊያ እና እንደ የብርሃን ቀለሞች የጨረር ምንጭ ሆኖ ያገለግላል. የሶስትዮሽ ነጥብ የሙቀት ሚዛን ሃይድሮጂን በ ITS-90 የሙቀት መለኪያ በ 13.8033 ኬልቪን ላይ ያለው ቋሚ ነጥብ ነው.

የማቀዝቀዣ መካከለኛ

ሃይድሮጅን በብርሃን ዲያቶሚክ ሞለኪውሎች ቀጥተኛ ውጤት በሆኑ በርካታ ምቹ ባህሪዎች ምክንያት በሃይል ማመንጫዎች ውስጥ እንደ ማቀዝቀዣ በጄነሬተሮች ውስጥ በተለምዶ ጥቅም ላይ ይውላል። እነዚህ ዝቅተኛ እፍጋት, ዝቅተኛ viscosity, እና ከፍተኛው የተወሰነ የሙቀት አቅም እና የሙቀት አማቂ conductivity ማንኛውም ጋዝ ያካትታሉ.

የኃይል ማጓጓዣ

ሃይድሮጅን በአሁኑ ጊዜ ከብስለት በጣም የራቀ ቴክኖሎጂን በመጠቀም ዲዩሪየም ወይም ትሪቲየምን በመጠቀም የንግድ ውህደት ኃይል ማመንጫዎች መላምታዊ አውድ ካልሆነ በስተቀር የኃይል ምንጭ አይደለም። የፀሐይ ኃይል የሚመጣው ከሃይድሮጂን የኑክሌር ውህደት ነው, ነገር ግን ይህ ሂደት በምድር ላይ ለመድረስ አስቸጋሪ ነው. ኤለመንታል ሃይድሮጂን ከፀሃይ, ባዮሎጂካል ወይም የኤሌክትሪክ ምንጮችእሱን ለማምረት በሚነድበት ጊዜ ከሚበላው የበለጠ ኃይል ይፈልጋል ፣ ስለሆነም በእነዚህ አጋጣሚዎች ሃይድሮጂን እንደ ኃይል ማጓጓዣ ፣ ልክ እንደ ባትሪ ይሠራል። ሃይድሮጅን ከቅሪተ አካላት (እንደ ሚቴን ካሉ) ሊመረት ይችላል, ነገር ግን እነዚህ ምንጮች ደካማ ናቸው. በማንኛውም የፈሳሽ ሃይድሮጂን እና የታመቀ ጋዝ ሃይድሮጂን በአንድ አሃድ መጠን በማንኛውም በተግባር ሊደረስበት በሚችል ግፊት ያለው የኃይል መጠን በጣም ያነሰ ነው ባህላዊ ምንጮችጉልበት፣ ምንም እንኳን በአንድ አሃድ የጅምላ ነዳጅ የኃይል መጠን ከፍ ያለ ቢሆንም። ይሁን እንጂ ኤለመንታል ሃይድሮጂን በኃይል አውድ ውስጥ እንደ ወደፊት ኢኮኖሚ-ሰፊ የኃይል ማጓጓዣ በሰፊው ተብራርቷል. ለምሳሌ የካርቦን ቀረጻ እና የካርቦን ማከማቻ (CO2) ተከትለው ከቅሪተ አካል ነዳጆች በ H2 ምርት ቦታ ላይ ሊከናወን ይችላል. ለማጓጓዝ ጥቅም ላይ የሚውለው ሃይድሮጅን በአንጻራዊ ሁኔታ በንጽህና ይቃጠላል, አንዳንድ NOx ልቀቶች ግን የካርቦን ልቀቶች የሉም. ይሁን እንጂ ወደ ሃይድሮጂን ኢኮኖሚ ሙሉ በሙሉ ከመቀየር ጋር የተያያዙ የመሠረተ ልማት ወጪዎች ከፍተኛ ይሆናሉ. የነዳጅ ሴሎች ሃይድሮጅን እና ኦክሲጅን በቀጥታ ወደ ኤሌክትሪክ ከውስጥ ከሚቃጠሉ ሞተሮች የበለጠ በብቃት ሊለውጡ ይችላሉ።

ሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ

ሃይድሮጅን የቁሳቁስን ባህሪያት ለማረጋጋት የሚረዳውን የአሞርፎስ ሲሊከን እና የአሞርፎስ ካርቦን ትስስር ለማርካት ይጠቅማል። በተጨማሪም ZnO፣ SnO2፣ CdO፣ MgO፣ ZrO2፣ HfO2፣ La2O3፣ Y2O3፣ TiO2፣ SrTiO3፣ LaAlO3፣ SiO2፣ Al2O3፣ ZrSiO4፣ HfSiO4 እና SrZrO3 ን ጨምሮ በተለያዩ ኦክሳይድ ቁሶች ውስጥ የኤሌክትሮን ለጋሽ ነው።

ባዮሎጂካል ምላሾች

ኤች 2 የአንዳንድ የአናይሮቢክ ሜታቦሊዝም ውጤት ነው እና በብዙ ረቂቅ ተህዋሲያን የሚመረተው ብዙውን ጊዜ በብረት ወይም ኒኬል የያዙ ኢንዛይሞች ሃይድሮጂንዳይዝ በሚባሉት ምላሽ ነው። እነዚህ ኢንዛይሞች H2 እና ክፍሎቹ - ሁለት ፕሮቶን እና ሁለት ኤሌክትሮኖች መካከል ያለውን redox ምላሽ ያበረታታል. የሃይድሮጂን ጋዝ መፈጠር የሚከሰተው በፒሩቫት መፍላት ምክንያት የሚቀነሱትን እኩያዎችን ወደ ውሃ በማስተላለፍ ነው። ፍጥረታት የሃይድሮጂን ምርት እና ፍጆታ ተፈጥሯዊ ዑደት የሃይድሮጂን ዑደት ይባላል። የውሃ ክፍፍል፣ ውሃ ወደ ፕሮቲን፣ ኤሌክትሮኖች እና ኦክሲጅን የመከፋፈል ሂደት በሁሉም የፎቶሲንተቲክ ፍጥረታት ውስጥ በብርሃን ምላሽ ውስጥ ይከሰታል። እንደ አልጌ ክላሚዶሞናስ ሬይንሃርድቲ እና ሳይያኖባክቴሪያን ጨምሮ አንዳንድ ፍጥረታት በክሎሮፕላስት ውስጥ ፕሮቶን እና ኤሌክትሮኖች የተቀነሱበት የጨለማ ምላሽ ሁለተኛ ደረጃ ፈጥረዋል። ኦክስጅን በሚኖርበት ጊዜ እንኳን ኤች 2 ጋዝን በብቃት ለማዋሃድ ሳይያኖባክቴሪያል ሃይድራሶችን በዘረመል ለመቀየር ሙከራ ተደርጓል። በባዮሬአክተር ውስጥ በጄኔቲክ የተሻሻሉ አልጌዎችን በመጠቀምም ጥረቶች ተደርገዋል።

በጊዜ ሰንጠረዥ ውስጥ የራሱ የሆነ የተለየ ቦታ አለው, እሱም የሚያሳዩትን ባህሪያት የሚያንፀባርቅ እና ስለ ኤሌክትሮኒክ መዋቅሩ ይናገራል. ይሁን እንጂ ከመካከላቸው በአንድ ጊዜ ሁለት ሴሎችን የሚይዝ አንድ ልዩ አቶም አለ. በንብረታቸው ውስጥ ሙሉ ለሙሉ ተቃራኒ የሆኑ ንጥረ ነገሮች በሁለት ቡድን ውስጥ ይገኛል. ይህ ሃይድሮጂን ነው. እንደነዚህ ያሉ ባህሪያት ልዩ ያደርጉታል.

ሃይድሮጅን ንጥረ ነገር ብቻ ሳይሆን ቀላል ንጥረ ነገር ነው, እንዲሁም አካልብዙ ውስብስብ ውህዶች, ባዮጂኒክ እና ኦርጋጅናዊ ንጥረ ነገር. ስለዚህ, ባህሪያቱን እና ባህሪያቱን በበለጠ ዝርዝር እንመልከት.

ሃይድሮጅን እንደ ኬሚካል ንጥረ ነገር

ሃይድሮጅን የዋናው ንኡስ ቡድን የመጀመሪያ ቡድን አካል ነው, እንዲሁም በመጀመሪያው ጥቃቅን ጊዜ ውስጥ የዋናው ንዑስ ቡድን ሰባተኛው ቡድን ነው. ይህ ጊዜ ሁለት አተሞችን ብቻ ያቀፈ ነው-ሂሊየም እና እኛ የምናስበውን ንጥረ ነገር. በጊዜ ሰንጠረዥ ውስጥ የሃይድሮጅን አቀማመጥ ዋና ዋና ባህሪያትን እንገልፃለን.

የሃይድሮጅን አቶሚክ ቁጥር 1 ነው, የኤሌክትሮኖች ቁጥር አንድ ነው, እና በዚህ መሠረት, የፕሮቶኖች ብዛት ተመሳሳይ ነው. አቶሚክ ክብደት - 1.00795. የጅምላ ቁጥሮች 1, 2, 3 ያለው የዚህ ንጥረ ነገር ሶስት አይሶቶፖች አሉ. ሆኖም የእያንዳንዳቸው ባህሪያት በጣም የተለያዩ ናቸው, ምክንያቱም የጅምላ መጨመር ለሃይድሮጂን በአንድ ጊዜ እንኳን ወዲያውኑ በእጥፍ ይጨምራል.
በውጫዊው ገጽ ላይ አንድ ኤሌክትሮን ብቻ መያዙ ሁለቱንም ኦክሳይድ እና በተሳካ ሁኔታ ለማሳየት ያስችለዋል የማገገሚያ ባህሪያት. በተጨማሪም ኤሌክትሮን ከለገሱ በኋላ ከነፃ ምህዋር ጋር ይኖራል, እሱም በምስረታው ውስጥ ይሳተፋል የኬሚካል ትስስርበለጋሽ-ተቀባይ ዘዴ መሰረት.
ሃይድሮጅን ጠንካራ ቅነሳ ወኪል ነው. ስለዚህ, ዋናው ቦታው በጣም ንቁ የሆኑትን ብረቶች - አልካላይን የሚመራበት የዋናው ንዑስ ቡድን የመጀመሪያ ቡድን እንደሆነ ይቆጠራል.
ሆኖም ግን, ከ ጋር ሲገናኙ ጠንካራ ቅነሳ ወኪሎችእንደ ብረቶች ያሉ ኤሌክትሮኖችን መቀበል ኦክሳይድ ወኪል ሊሆን ይችላል. እነዚህ ውህዶች ሃይድሬድ ይባላሉ. በዚህ ባህሪ መሰረት, ከእሱ ጋር ተመሳሳይነት ያለው የ halogens ንዑስ ቡድን ይመራል.
በጣም ትንሽ በሆነ የአቶሚክ ብዛት ምክንያት ሃይድሮጂን በጣም ቀላል ንጥረ ነገር ተደርጎ ይቆጠራል። በተጨማሪም ፣ መጠኑም በጣም ዝቅተኛ ነው ፣ ስለሆነም የብርሃን ማመሳከሪያም ነው።

ስለዚህም የሃይድሮጅን አቶም ከሌሎቹ ንጥረ ነገሮች በተለየ ሙሉ ለሙሉ ልዩ የሆነ አካል እንደሆነ ግልጽ ነው። በዚህም ምክንያት, ባህሪያቱ ልዩ ናቸው, እና ቀላል እና ውስብስብ ንጥረ ነገሮች የተፈጠሩት በጣም አስፈላጊ ናቸው. እነሱን የበለጠ እንመልከታቸው።

ቀላል ንጥረ ነገር

ስለዚህ ንጥረ ነገር እንደ ሞለኪውል ከተነጋገርን, ከዚያም ዲያቶሚክ ነው ማለት አለብን. ማለትም ሃይድሮጂን (ቀላል ንጥረ ነገር) ጋዝ ነው። የእሱ ተጨባጭ ፎርሙላ እንደ H2 ይጻፋል፣ እና ስዕላዊ ቀመሩ የሚፃፈው በአንድ ሲግማ ኤች-ኤች ግንኙነት ነው። በአተሞች መካከል የመተሳሰሪያ ዘዴ covalent nonpolar ነው።

የእንፋሎት ሚቴን ማሻሻያ.
የድንጋይ ከሰል ጋዝ - ሂደቱ ከሰል እስከ 1000 0 ሴ ድረስ ማሞቅን ያካትታል, በዚህም ምክንያት ሃይድሮጂን እና ከፍተኛ የካርቦን ከሰል ይፈጠራል.
ኤሌክትሮሊሲስ. ይህ ዘዴለተለያዩ ጨዎች የውሃ መፍትሄዎች ብቻ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል ፣ ምክንያቱም ማቅለጥ ወደ ካቶድ የውሃ ፍሰት ስለማይወስድ።

ሃይድሮጅን ለማምረት የላቦራቶሪ ዘዴዎች;

የብረታ ብረት ሃይድሮላይዜሽን.
በንቁ ብረቶች እና መካከለኛ እንቅስቃሴ ላይ የዲልቲክ አሲዶች ተጽእኖ.
በአልካላይን እና በአልካላይን መካከል ያለው ግንኙነት የአልካላይን የምድር ብረቶችከውሃ ጋር.

የተፈጠረውን ሃይድሮጂን ለመሰብሰብ የሙከራ ቱቦውን ወደ ላይ ማዞር አለብዎት። ከሁሉም በላይ, ይህ ጋዝ እንደ ካርቦን ዳይኦክሳይድ በተመሳሳይ መንገድ ሊሰበሰብ አይችልም. ይህ ሃይድሮጂን ነው, ከአየር በጣም ቀላል ነው. በፍጥነት ይተናል, እና ከፍተኛ መጠንከአየር ጋር ሲደባለቅ ይፈነዳል። ስለዚህ, የሙከራ ቱቦው መገለበጥ አለበት. ከሞላ በኋላ, ከጎማ ማቆሚያ ጋር መዘጋት አለበት.

የተሰበሰበውን ሃይድሮጂን ንፅህና ለመፈተሽ, የተቃጠለ ክብሪት ወደ አንገት ማምጣት አለብዎት. ጭብጨባው አሰልቺ እና ጸጥ ያለ ከሆነ, ጋዙ ንጹህ ነው, በትንሹ የአየር ብክለት ማለት ነው. ጮክ ብሎ እና የሚያፏጭ ከሆነ, ቆሻሻ ነው, ከፍተኛ መጠን ያለው የውጭ አካላት.

የአጠቃቀም ቦታዎች

ሃይድሮጂን ሲቃጠል እንዲህ ዓይነቱ ከፍተኛ መጠን ያለው ኃይል (ሙቀት) ይለቀቃል ይህ ጋዝ በጣም ትርፋማ ነዳጅ እንደሆነ ይቆጠራል. ከዚህም በላይ ለአካባቢ ተስማሚ ነው. ይሁን እንጂ እስከዛሬ ድረስ በዚህ አካባቢ ማመልከቻው የተገደበ ነው. ይህ የሆነበት ምክንያት ባልታሰቡ እና ያልተፈቱ የንፁህ ሃይድሮጂን ውህደት ችግሮች ናቸው ፣ ይህም እንደ ማገዶዎች ፣ ሞተሮች እና ተንቀሳቃሽ መሳሪያዎች እንዲሁም የመኖሪያ ቤት ማሞቂያ ማሞቂያዎችን ለመጠቀም ተስማሚ ነው።

ከሁሉም በላይ ይህንን ጋዝ ለማምረት የሚረዱ ዘዴዎች በጣም ውድ ናቸው, ስለዚህ በመጀመሪያ ልዩ የማዋሃድ ዘዴን ማዘጋጀት አስፈላጊ ነው. ምርቱን ወደ ውስጥ እንዲገቡ የሚያስችልዎ አንዱ ትልቅ መጠንእና በትንሹ ወጪ.

እኛ የምናስበው ጋዝ ጥቅም ላይ የሚውልባቸው በርካታ ዋና ቦታዎች አሉ.

የኬሚካል ውህዶች. ሃይድሮጅኔሽን ሳሙና፣ ማርጋሪን እና ፕላስቲኮችን ለማምረት ያገለግላል። በሃይድሮጂን ተሳትፎ, ሜታኖል እና አሞኒያ, እንዲሁም ሌሎች ውህዶች የተዋሃዱ ናቸው.
በምግብ ኢንዱስትሪ ውስጥ - እንደ ተጨማሪ E949.
የአቪዬሽን ኢንዱስትሪ (የሮኬት ሳይንስ, የአውሮፕላን ማምረት).
የኤሌክትሪክ ኃይል ኢንዱስትሪ.
ሜትሮሎጂ.
ለአካባቢ ተስማሚ ነዳጅ.

በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው, ሃይድሮጂን በተፈጥሮ ውስጥ የተትረፈረፈ ያህል አስፈላጊ ነው. የሚፈጥራቸው የተለያዩ ውህዶች የበለጠ ሚና ይጫወታሉ።

የሃይድሮጂን ውህዶች

እነዚህ ሃይድሮጂን አተሞች ያካተቱ ውስብስብ ነገሮች ናቸው. እንደነዚህ ዓይነቶቹ ንጥረ ነገሮች በርካታ ዋና ዋና ዓይነቶች አሉ.

የሃይድሮጅን ሃሎይድስ. አጠቃላይ ቀመር- Hhal. ከነሱ መካከል ልዩ ጠቀሜታ ሃይድሮጂን ክሎራይድ ነው. የሃይድሮክሎሪክ አሲድ መፍትሄ ለመፍጠር በውሃ ውስጥ የሚሟሟ ጋዝ ነው። ይህ አሲድ በሁሉም የኬሚካል ውህዶች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል። ከዚህም በላይ ሁለቱም ኦርጋኒክ እና ኦርጋኒክ ያልሆኑ. ሃይድሮጅን ክሎራይድ ኤች.ሲ.ኤል. (empirical formula) ያለው ውህድ ሲሆን በአገራችን በየዓመቱ በብዛት ከሚመረቱት ውስጥ አንዱ ነው። ሃይድሮጅን halides ደግሞ ሃይድሮጂን አዮዳይድ, ሃይድሮጂን ፍሎራይድ እና ሃይድሮጂን ብሮሚድ ያካትታሉ. ሁሉም ተጓዳኝ አሲዶችን ይፈጥራሉ.
ተለዋዋጭ ከሞላ ጎደል ሁሉም ማለት ይቻላል። መርዛማ ጋዞች. ለምሳሌ, ሃይድሮጂን ሰልፋይድ, ሚቴን, ሳይላን, ፎስፊን እና ሌሎች. በተመሳሳይ ጊዜ, በጣም ተቀጣጣይ ናቸው.
ሃይድሪድስ ብረቶች ያሉት ውህዶች ናቸው. እነሱ የጨው ክፍል ናቸው.
ሃይድሮክሳይድ: መሠረቶች, አሲዶች እና amphoteric ውህዶች. የግድ ሃይድሮጂን አተሞች አንድ ወይም ከዚያ በላይ ይይዛሉ። ምሳሌ፡ NaOH፣ K 2፣ H 2 SO 4 እና ሌሎችም።
ሃይድሮጅን ሃይድሮክሳይድ. ይህ ውህድ በይበልጥ ውሃ በመባል ይታወቃል። ሌላው ስም ሃይድሮጂን ኦክሳይድ ነው. ተጨባጭ ቀመር ይህን ይመስላል - H 2 O.
ሃይድሮጅን ፐርኦክሳይድ. ይህ ጠንካራ ኦክሳይድ ወኪል ነው ፣ የእሱ ቀመር H 2 O 2 ነው።
ብዛት ያላቸው የኦርጋኒክ ውህዶች: ሃይድሮካርቦኖች, ፕሮቲኖች, ቅባቶች, ቅባቶች, ቫይታሚኖች, ሆርሞኖች, አስፈላጊ ዘይቶች እና ሌሎችም.

እያሰብንበት ያለው ንጥረ ነገር የተለያዩ ውህዶች በጣም ትልቅ እንደሆኑ ግልጽ ነው. ይህ በድጋሚ ያረጋግጣል ከፍተኛ ዋጋለተፈጥሮ እና ለሰው ልጆች, እንዲሁም ለሁሉም ህይወት ያላቸው ፍጥረታት.

- ይህ በጣም ጥሩው ፈሳሽ ነው

ከላይ እንደተጠቀሰው, የተለመደው ስም የዚህ ንጥረ ነገር- ውሃ. ሁለት ሃይድሮጂን አተሞች እና አንድ ኦክሲጅን ያቀፈ፣ በ covalent polar bonds የተገናኘ። የውሃ ሞለኪውል ዲፖል ነው, ይህ ብዙ የሚያሳዩትን ባህሪያት ያብራራል. በተለይም ሁለንተናዊ መሟሟት ነው.

በትክክል በ የውሃ አካባቢሁሉም ማለት ይቻላል ኬሚካላዊ ሂደቶች ይከሰታሉ. በሕያዋን ፍጥረታት ውስጥ የፕላስቲክ እና የኢነርጂ ሜታቦሊዝም ውስጣዊ ምላሾች እንዲሁ በሃይድሮጂን ኦክሳይድ በመጠቀም ይከናወናሉ ።

ውሃ በትክክል ከሁሉም በላይ ይቆጠራል ጠቃሚ ንጥረ ነገርበፕላኔቷ ላይ. ምንም አይነት ህይወት ያለው ፍጡር ያለሱ መኖር እንደማይችል ይታወቃል. በምድር ላይ በሦስት የመደመር ሁኔታ ሊኖር ይችላል፡-

ፈሳሽ;
ጋዝ (እንፋሎት);
ጠንካራ (በረዶ)።

በሞለኪዩል ውስጥ በተካተቱት የሃይድሮጅን አይዞቶፕ ላይ በመመስረት ሶስት ዓይነት ውሃዎች ተለይተዋል.

ብርሃን ወይም ፕሮቲየም. የጅምላ ቁጥር ያለው ኢሶቶፕ 1. ፎርሙላ - H 2 O. ይህ ሁሉም ፍጥረታት የሚጠቀሙበት የተለመደ ቅርጽ ነው.
Deuterium ወይም ከባድ፣ ቀመሩ D 2 O ነው። isotope 2 H ይዟል።
እጅግ በጣም ከባድ ወይም ትሪቲየም. ቀመሩ T 3 O, isotope - 3 H ይመስላል.

በፕላኔቷ ላይ ያለው የንጹህ የፕሮቲየም ውሃ ክምችት በጣም አስፈላጊ ነው. በብዙ አገሮች ውስጥ ቀድሞውኑ እጥረት አለ. የመጠጥ ውሃ ለማምረት የጨው ውሃን ለማከም ዘዴዎች እየተዘጋጁ ናቸው.

ሃይድሮጅን ፔርኦክሳይድ ሁለንተናዊ መድሃኒት ነው

ይህ ውህድ, ከላይ እንደተጠቀሰው, በጣም ጥሩ ኦክሳይድ ወኪል ነው. ይሁን እንጂ ከጠንካራ ተወካዮች ጋር እንደ ማገገሚያ መሆን ይችላል. በተጨማሪም, ግልጽ የሆነ የባክቴሪያ ተጽእኖ አለው.

የዚህ ውህድ ሌላ ስም ፐሮክሳይድ ነው. በመድሃኒት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው በዚህ መልክ ነው. በጥያቄ ውስጥ ያለው ውህድ የ 3% ክሪስታላይን ሃይድሬት መፍትሄ ጥቃቅን ቁስሎችን ለመበከል የሚያገለግል የሕክምና መድሃኒት ነው. ይሁን እንጂ ይህ የቁስሉን የፈውስ ጊዜ እንደሚጨምር ተረጋግጧል.

ሃይድሮጅን ፐርኦክሳይድ እንዲሁ በሮኬት ነዳጅ ውስጥ ፣ በኢንዱስትሪ ውስጥ ለፀረ-ተባይ እና ለጽዳት ፣ እና ተስማሚ ቁሳቁሶችን ለማምረት እንደ አረፋ ወኪል (ለምሳሌ አረፋ) ጥቅም ላይ ይውላል። በተጨማሪም ፐሮክሳይድ የውሃ ማጠራቀሚያዎችን ለማጽዳት፣ ፀጉርን ለማንጻት እና ጥርስን ነጭ ለማድረግ ይረዳል። ይሁን እንጂ በቲሹዎች ላይ ጉዳት ያስከትላል, ስለዚህ ለእነዚህ ዓላማዎች በልዩ ባለሙያዎች አይመከሩም.

ፈሳሽ

ሃይድሮጅን(ላቲ. ሃይድሮጅን; በምልክቱ ተጠቁሟል ኤች) የወቅቱ የንጥረ ነገሮች ሰንጠረዥ የመጀመሪያው አካል ነው። በተፈጥሮ ውስጥ በሰፊው ተሰራጭቷል. በጣም የተለመደው የሃይድሮጂን isotope cation (እና ኒውክሊየስ) 1 H, ፕሮቶን ነው. የ 1 ኤች ኒውክሊየስ ባህሪያት በኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች ላይ በመተንተን NMR spectroscopy በስፋት መጠቀም ይቻላል.

ሶስት የሃይድሮጂን ኢሶቶፖች የራሳቸው ስሞች አሏቸው-1 ኤች - ፕሮቲየም (ኤች) ፣ 2 ሸ - ዲዩሪየም (ዲ) እና 3 ሸ - ትሪቲየም (ራዲዮአክቲቭ) (ቲ)።

ቀላል ንጥረ ነገር ሃይድሮጂን - H 2 - ቀላል ቀለም የሌለው ጋዝ ነው. ከአየር ወይም ከኦክሲጅን ጋር ሲደባለቅ ተቀጣጣይ እና ፈንጂ ነው. መርዛማ ያልሆነ። በኤታኖል እና በበርካታ ብረቶች ውስጥ የሚሟሟ ብረት, ኒኬል, ፓላዲየም, ፕላቲኒየም.

ታሪክ

በአሲድ እና ብረቶች መስተጋብር ወቅት የሚቀጣጠል ጋዝ መውጣቱ በ 16 ኛው እና XVII ክፍለ ዘመናትእንደ ሳይንስ የኬሚስትሪ ምስረታ መጀመሪያ ላይ. ሚካሂል ቫሲሊቪች ሎሞኖሶቭ እንዲሁ ማግለሉን በቀጥታ አመልክቷል ፣ ግን እሱ ፍሎሎጂስተን አለመሆኑን አስቀድሞ ያውቅ ነበር። እንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ እና ኬሚስት ሄንሪ ካቨንዲሽ በ1766 ይህንን ጋዝ መርምረው “የሚቀጣጠል አየር” ብለውታል። በተቃጠለበት ጊዜ "የሚቀጣጠል አየር" ውሃን ያመነጫል, ነገር ግን ካቬንዲሽ የፍሎሎጂስተን ንድፈ ሐሳብን በጥብቅ መከተል ትክክለኛውን መደምደሚያ እንዳይወስድ አድርጎታል. ፈረንሳዊው ኬሚስት አንትዋን ላቮይየር ከኢንጂነር ጄ.ሜኒየር ጋር ልዩ ጋሶሜትሮችን በመጠቀም በ 1783 የውሃ ውህደትን እና ከዚያም ትንታኔውን በሙቀት ብረት መበስበስ. ስለዚህም "የሚቀጣጠል አየር" የውሃ አካል እንደሆነ እና ከእሱ ሊገኝ እንደሚችል አረጋግጧል.

የስም አመጣጥ

ላቮይሲየር ሃይድሮጅንን ሃይድሮጂን - "ውሃ መውለድ" የሚለውን ስም ሰጠው. "ሃይድሮጂን" የሚለው የሩሲያ ስም በኬሚስት ኤም.ኤፍ.

ስርጭት

ሃይድሮጂን በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ በጣም የበለፀገ አካል ነው። ከጠቅላላው አቶሞች 92% ያህሉን ይይዛል (8% ሂሊየም አተሞች ናቸው ፣ የሁሉም ሌሎች ንጥረ ነገሮች ድርሻ ከ 0.1% ያነሰ ነው)። ስለዚህ, ሃይድሮጂን የከዋክብት እና የኢንተርስቴላር ጋዝ ዋና አካል ነው. በከዋክብት የሙቀት ሁኔታዎች (ለምሳሌ ፣ የፀሀይ ወለል ሙቀት ~ 6000 ° ሴ ነው) ፣ ሃይድሮጂን በፕላዝማ መልክ አለ ፣ በ interstellar ጠፈር ውስጥ ፣ ይህ ንጥረ ነገር በግለሰብ ሞለኪውሎች ፣ አቶሞች እና ionዎች መልክ ይገኛል እናም ሊፈጠር ይችላል ። በመጠን ፣ በመጠን እና በሙቀት መጠን በከፍተኛ ሁኔታ የሚለያዩ ሞለኪውላዊ ደመናዎች።

የምድር ቅርፊት እና ህይወት ያላቸው ፍጥረታት

በምድር ቅርፊት ውስጥ ያለው የሃይድሮጅን የጅምላ ክፍል 1% ነው - እሱ በጣም የበዛው አሥረኛው አካል ነው። ይሁን እንጂ በተፈጥሮ ውስጥ ያለው ሚና የሚወሰነው በጅምላ አይደለም, ነገር ግን በአተሞች ብዛት, ከሌሎች ንጥረ ነገሮች መካከል ያለው ድርሻ 17% (ከኦክስጅን በኋላ ሁለተኛ ቦታ, የአተሞች ድርሻ ~ 52%) ነው. ስለዚህ, የሃይድሮጂን ዋጋ በ ኬሚካላዊ ሂደቶችበምድር ላይ የሚከሰተው ልክ እንደ ኦክሲጅን ትልቅ ነው. በሁለቱም የታሰሩ እና ነጻ ግዛቶች ውስጥ በምድር ላይ ያለው ኦክስጅን በተለየ, በምድር ላይ ሁሉም ማለት ይቻላል ሃይድሮጂን ውህዶች መልክ ነው; በከባቢ አየር ውስጥ (በድምጽ 0.00005%) በቀላል ንጥረ ነገር መልክ በጣም ትንሽ የሃይድሮጅን መጠን ብቻ ነው.

ሃይድሮጅን ከሞላ ጎደል የኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች አካል ሲሆን በሁሉም ህይወት ያላቸው ሴሎች ውስጥ ይገኛል. በሕያዋን ሴሎች ውስጥ ሃይድሮጂን 50% የሚሆነውን የአተሞች ብዛት ይይዛል።

ደረሰኝ

ቀላል ንጥረ ነገሮችን ለማምረት የኢንዱስትሪ ዘዴዎች የተመካው ተጓዳኝ ንጥረ ነገር በተፈጥሮ ውስጥ በሚገኝበት ቅጽ ላይ ነው ፣ ማለትም ፣ ለማምረት ጥሬ እቃው ምን ሊሆን ይችላል። ስለዚህ, በነጻ ሁኔታ ውስጥ የሚገኝ ኦክስጅን ይገኛል በአካል- መለያየት ፈሳሽ አየር. ሃይድሮጅን ከሞላ ጎደል ሁሉም በድብልቅ መልክ ነው, ስለዚህ ለማግኘት የኬሚካል ዘዴዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ. በተለይም የመበስበስ ምላሾችን መጠቀም ይቻላል. ሃይድሮጂን ለማምረት አንዱ መንገድ የውሃውን በኤሌክትሪክ ፍሰት መበስበስ ነው.

ሃይድሮጂን ለማምረት ዋናው የኢንዱስትሪ ዘዴ የተፈጥሮ ጋዝ አካል የሆነው ሚቴን ከውሃ ጋር ያለው ምላሽ ነው. በከፍተኛ ሙቀት ይከናወናል (ሚቴን በሚፈላ ውሃ ውስጥ እንኳን ሲያልፍ ምንም ምላሽ እንደማይሰጥ ማረጋገጥ ቀላል ነው)

CH 4 + 2H 2 O = CO 2 + 4H 2 -165 ኪጁ

በቤተ ሙከራ ውስጥ ቀላል ንጥረ ነገሮችን ለማግኘት የግድ የተፈጥሮ ጥሬ ዕቃዎችን አይጠቀሙም, ነገር ግን አስፈላጊውን ንጥረ ነገር ለመለየት ቀላል የሆኑትን የመነሻ ቁሳቁሶችን ይምረጡ. ለምሳሌ, በቤተ ሙከራ ውስጥ, ኦክስጅን ከአየር አይገኝም. የሃይድሮጅን ምርትን በተመለከተም ተመሳሳይ ነው. አንዳንድ ጊዜ በኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው ሃይድሮጂን ለማምረት ከሚረዱት የላብራቶሪ ዘዴዎች አንዱ የውሃ መበስበስ በኤሌክትሪክ ፍሰት ነው።

በተለምዶ ሃይድሮጂን የሚመረተው በዚንክ ምላሽ በመስጠት በቤተ ሙከራ ውስጥ ነው። ሃይድሮክሎሪክ አሲድ.

በኢንዱስትሪ ውስጥ

1. የውሃ ጨው መፍትሄዎች ኤሌክትሮሊሲስ;

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + 2NaOH + Cl 2

2. በ 1000 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በሚሆን የሙቀት መጠን በጋለ ኮክ ላይ የውሃ ትነት ማለፍ;

H2O+C? H2+CO

3. ከተፈጥሮ ጋዝ.

የእንፋሎት ለውጥ

CH 4 + H 2 O? CO + 3H 2 (1000 ° ሴ)

ካታሊቲክ ኦክሳይድ ከኦክስጂን ጋር;

2CH 4 + O 2? 2CO + 4H2

4. በዘይት ማጣሪያ ጊዜ የሃይድሮካርቦኖች መሰንጠቅ እና ማሻሻያ።

በቤተ ሙከራ ውስጥ

1.በብረታ ብረት ላይ የተሟሟት አሲዶች ተጽእኖ.ይህንን ምላሽ ለመፈጸም ዚንክ እና ዳይሉይት ሃይድሮክሎሪክ አሲድ ብዙውን ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላሉ.

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2.የካልሲየም ከውሃ ጋር መስተጋብር;

Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2+H 2

3.የሃይድሪድ ሃይድሮላይዜሽን;

ናህ + ኤች 2 ኦ → ናኦህ + ኤች 2

4.በዚንክ ወይም በአሉሚኒየም ላይ የአልካላይስ ተጽእኖ;

2አል + 2ናኦህ + 6ህ 2 ኦ → 2 ናኦ + 3ህ 2

Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2

5.ኤሌክትሮላይዜሽን በመጠቀም.የአልካላይስ ወይም አሲዶች የውሃ መፍትሄዎች ኤሌክትሮላይዜሽን በሚፈጠርበት ጊዜ ሃይድሮጂን በካቶድ ውስጥ ይለቀቃል ፣ ለምሳሌ-

2H 3 O ++ 2e - → H 2 + 2H 2 O

አካላዊ ባህሪያት

ሃይድሮጂን በሁለት ቅርጾች (ማሻሻያዎች) ሊኖር ይችላል - በኦርቶ-እና በፓራ-ሃይድሮጅን መልክ. በ orthohydrogen ሞለኪውል ውስጥ ኦ-H 2 (mp -259.10 °C, bp -252.56 °C) የኑክሌር እሽክርክሪት በተመሳሳይ መልኩ ይመራሉ (ትይዩ) እና ለፓራሃይድሮጅን ገጽ-H 2 (የማቅለጫ ነጥብ -259.32 ° ሴ, የፈላ ነጥብ -252.89 ° ሴ) - እርስ በርስ ተቃራኒ (አንቲፓራሌል). የተመጣጠነ ድብልቅ ኦ-H 2 እና ገጽ-H 2 በተወሰነ የሙቀት መጠን ይባላል ሚዛናዊ ሃይድሮጂን ሠ-H2.

የሃይድሮጅን ማሻሻያዎችን በፈሳሽ ናይትሮጅን የሙቀት መጠን በንቁ ካርቦን ላይ በማስተዋወቅ ሊለያዩ ይችላሉ. በጣም ዝቅተኛ በሆነ የሙቀት መጠን፣ በ orthohydrogen እና parahydrogen መካከል ያለው ሚዛን ከሞላ ጎደል ወደ መጨረሻው ይቀየራል። በ 80 ኪ የቅጾች ጥምርታ በግምት 1: 1 ነው. ሲሞቅ የተዳከመ ፓራሃይድሮጅን በክፍል ሙቀት ውስጥ ሚዛናዊ የሆነ ድብልቅ እስኪፈጠር ድረስ ወደ ኦርቶሃይድሮጅን ይቀየራል (ortho-para: 75:25). ያለ ማነቃቂያ, ትራንስፎርሜሽኑ ቀስ ብሎ ይከሰታል (በኢንተርስቴላር መካከለኛ ሁኔታዎች ውስጥ - ከ ጋር የባህርይ ጊዜያትእስከ ኮስሞሎጂካል), ይህም የግለሰብ ማሻሻያዎችን ባህሪያት ለማጥናት ያስችላል.

ሃይድሮጅን በጣም ቀላል ጋዝ ነው, ከአየር 14.5 እጥፍ ያነሰ ነው. በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው, የሞለኪውሎቹ አነስተኛ መጠን, በተመሳሳይ የሙቀት መጠን ፍጥነታቸው ይጨምራል. በጣም ቀላል የሆኑት ሞለኪውሎች የሃይድሮጂን ሞለኪውሎች ከማንኛውም ጋዝ ሞለኪውሎች በበለጠ ፍጥነት ስለሚንቀሳቀሱ ሙቀትን ከአንድ አካል ወደ ሌላ በፍጥነት ያስተላልፋሉ። በመቀጠልም ሃይድሮጂን በመካከላቸው ከፍተኛው የሙቀት ማስተላለፊያ (thermal conductivity) አለው የጋዝ ንጥረ ነገሮች. የሙቀት መጠኑ ከአየር ሙቀት መጠን በግምት ሰባት እጥፍ ይበልጣል።

የሃይድሮጂን ሞለኪውል ዲያቶሚክ - H2 ነው. በተለመደው ሁኔታ ውስጥ, ቀለም የሌለው, ሽታ እና ጣዕም የሌለው ጋዝ ነው. ጥግግት 0.08987 g / l (n.s.), የፈላ ነጥብ -252.76 ° ሴ, ለቃጠሎ የተወሰነ ሙቀት 120.9 × 10 6 ጄ / ኪግ, ውሃ ውስጥ በትንሹ የሚሟሟ - 18.8 ml / l. ሃይድሮጂን በብዙ ብረቶች (Ni, Pt, Pd, ወዘተ) ውስጥ በተለይም በፓላዲየም (850 ጥራዞች በ 1 ፒዲ) ውስጥ በጣም ይሟሟል. በብረታ ብረት ውስጥ የሃይድሮጅን መሟሟት በእነሱ በኩል ለማሰራጨት ካለው ችሎታ ጋር የተያያዘ ነው; በካርቦን ቅይጥ (ለምሳሌ, ብረት) በኩል ስርጭት አንዳንድ ጊዜ ምክንያት ካርቦን ጋር ሃይድሮጅን ያለውን መስተጋብር (ዲካርቦናይዜሽን ተብሎ የሚጠራው) ወደ ቅይጥ ጥፋት ማስያዝ ነው. በትክክል በብር የማይሟሟ።

ፈሳሽ ሃይድሮጂንበጣም ጠባብ በሆነ የሙቀት መጠን ከ -252.76 እስከ -259.2 ° ሴ አለ። ቀለም የሌለው ፈሳሽ, በጣም ቀላል (density -253 ° C 0.0708 g / cm3) እና ፈሳሽ (viscosity -253 °C 13.8 spuaz). የሃይድሮጂን ወሳኝ መለኪያዎች በጣም ዝቅተኛ ናቸው-ሙቀት -240.2 ° ሴ እና ግፊት 12.8 ኤቲኤም. ይህ ሃይድሮጂንን በማፍሰስ ውስጥ ያሉትን ችግሮች ያብራራል. ውስጥ ፈሳሽ ሁኔታሚዛናዊ ሃይድሮጂን 99.79% para-H2, 0.21% ortho-H2 ያካትታል.

ድፍን ሃይድሮጂን፣ የማቅለጫ ነጥብ -259.2 °C፣ ጥግግት 0.0807 ግ/ሴሜ 3 (በ -262 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) - በረዶ የሚመስል ክብደት፣ ባለ ስድስት ጎን ክሪስታሎች፣ የጠፈር ቡድን P6/mmc፣ የሕዋስ መለኪያዎች ሀ=3,75 ሐ=6.12. በከፍተኛ ግፊት, ሃይድሮጂን ወደ ብረትነት ይለወጣል.

ኢሶቶፕስ

ሃይድሮጂን በሦስት አይዞቶፖች መልክ ይከሰታል ፣ እነሱም የግለሰብ ስሞች አሏቸው-1 ሸ - ፕሮቲየም (ኤች) ፣ 2 ኤች - ዲዩሪየም (ዲ) ፣ 3 ሸ - ትሪቲየም (ራዲዮአክቲቭ) (ቲ)።

ፕሮቲየም እና ዲዩቴሪየም የጅምላ ቁጥሮች 1 እና 2 ያላቸው የተረጋጋ isotopes ናቸው ። ይዘታቸው በተፈጥሮ ውስጥ 99.9885 ± 0.0070% እና 0.0115 ± 0.0070% ነው ። ይህ ሬሾ እንደ ሃይድሮጂን ምንጭ እና ዘዴ ላይ በመመስረት ትንሽ ሊለያይ ይችላል።

የሃይድሮጂን ኢሶቶፕ 3H (ትሪቲየም) ያልተረጋጋ ነው። ግማሽ ህይወቱ 12.32 ዓመታት ነው. ትሪቲየም በተፈጥሮው በጣም ትንሽ በሆነ መጠን ይከሰታል.

ጽሑፎቹ ከ4 - 7 እና ከ10 -22 - 10 -23 ሰከንድ ግማሽ ህይወት ያላቸው የሃይድሮጂን ኢሶቶፖች ላይ መረጃን ይሰጣል።

ተፈጥሯዊ ሃይድሮጂን በ 3200: 1 ሬሾ ውስጥ H 2 እና HD (ዲዩተሪየም ሃይድሮጂን) ሞለኪውሎችን ያካትታል. የንፁህ ዲዩተሪየም ሃይድሮጂን D 2 ይዘት እንኳን ያነሰ ነው። የኤችዲ እና ዲ 2 መጠን 6400፡1 ያህል ነው።

ከሁሉም isotopes የኬሚካል ንጥረ ነገሮችየሃይድሮጂን አይዞቶፖች አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት እርስ በእርሳቸው በጣም ይለያያሉ. ይህ በአቶሚክ ስብስቦች ውስጥ ትልቁ አንጻራዊ ለውጥ ምክንያት ነው።

የሙቀት መጠን መቅለጥ፣ ኬ	የሙቀት መጠን መፍላት፣ ኬ	ሶስት እጥፍ ነጥብ፣ ኬ/ኪፓ	ወሳኝ ነጥብ፣ ኬ/ኪፓ	ጥግግት ፈሳሽ / ጋዝ, ኪግ/ሜ³

ዲዩተሪየም እና ትሪቲየም እንዲሁ ኦርቶ እና ፓራ-ማሻሻያ አላቸው፡ ገጽ-D 2 ኦ-D 2 ገጽ- ቲ 2፣ ኦ- ቲ 2 . Heteroisotope ሃይድሮጂን (ኤችዲ, ኤችቲ, ዲቲ) ኦርቶ እና ፓራ-ማሻሻያ የለውም.

የኬሚካል ባህሪያት

የተከፋፈሉ የሃይድሮጂን ሞለኪውሎች ክፍልፋይ

የሃይድሮጅን ሞለኪውሎች H2 በጣም ጠንካራ ናቸው, እና ሃይድሮጂን ምላሽ እንዲሰጥ, ብዙ ኃይል ማውጣት አለበት.

H 2 = 2H - 432 ኪ.ግ

ስለዚህ, በተለመደው የሙቀት መጠን, ሃይድሮጂን በጣም ብቻ ምላሽ ይሰጣል ንቁ ብረቶችለምሳሌ ከካልሲየም ጋር ካልሲየም ሃይድሬድ በመፍጠር፡-

Ca + H 2 = CaH 2

እና ብቸኛው ብረት ካልሆነ - ፍሎራይን ፣ ሃይድሮጂን ፍሎራይድ ይፈጥራል።

ሃይድሮጂን ከአብዛኛዎቹ ብረቶች እና ብረቶች ጋር በከፍተኛ ሙቀት ወይም በሌሎች ተጽዕኖዎች ምላሽ ይሰጣል ፣ ለምሳሌ ፣ መብራት

O 2 + 2H 2 = 2H 2 O

ኦክስጅንን ከአንዳንድ ኦክሳይድ “ማስወገድ” ይችላል፣ ለምሳሌ፡-

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

የተፃፈው እኩልታ የሃይድሮጅንን የመቀነስ ባህሪያት ያንፀባርቃል.

N 2 + 3H 2 → 2NH 3

ከ halogen ጋር ሃይድሮጂን halides ይፈጥራል፡-

F 2 + H 2 → 2HF, ምላሹ በጨለማ እና በማንኛውም የሙቀት መጠን ፈንጂ ይከሰታል,

Cl 2 + H 2 → 2HCl, ምላሹ በፈንጂ ይቀጥላል, በብርሃን ውስጥ ብቻ.

በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ካለው ጥቀርሻ ጋር ይገናኛል-

C + 2H 2 → CH 4

ከአልካላይን እና ከአልካላይን የምድር ብረቶች ጋር መስተጋብር

ከአክቲቭ ብረቶች ጋር በሚገናኝበት ጊዜ ሃይድሮጂን ሃይድሮጂን ይፈጥራል-

2ና + ኤች 2 → 2 ናህ

Ca + H 2 → CaH 2

Mg + H 2 → MgH 2

ሃይድሪድስ- ጨው የሚመስሉ ፣ ጠንካራ ንጥረ ነገሮች ፣ በቀላሉ በሃይድሮላይዝድ;

CaH 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + 2H 2

ከብረት ኦክሳይድ ጋር መስተጋብር (ብዙውን ጊዜ ዲ-ንጥረ ነገሮች)

ኦክሳይድ ወደ ብረቶች ይቀነሳል;

CuO + H 2 → Cu + H 2 O

Fe 2 O 3 + 3H 2 → 2Fe + 3H 2 O

WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O

የኦርጋኒክ ውህዶች ሃይድሮጂን

ሞለኪውላር ሃይድሮጂን በኦርጋኒክ ውህደት ውስጥ የኦርጋኒክ ውህዶችን ለመቀነስ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል. እነዚህ ሂደቶች ይባላሉ የሃይድሮጂን ምላሾች. እነዚህ ምላሾች የሚከናወኑት ከፍ ባለ ግፊት እና የሙቀት መጠን ውስጥ በጋዝ ፊት ነው. አነቃቂው አንድ አይነት ሊሆን ይችላል (ለምሳሌ ዊልኪንሰን ካታሊስት) ወይም የተለያዩ (ለምሳሌ ራኒ ኒኬል፣ ፓላዲየም በካርቦን ላይ)።

ስለዚህ, በተለይ, እንደ alkenes እና alkynes እንደ unsaturated ውህዶች መካከል catalytic hydrogenation ወቅት, saturated ውህዶች መፈጠራቸውን - alkanes.

የሃይድሮጅን ጂኦኬሚስትሪ

ነፃ ሃይድሮጂን H2 በአንፃራዊነት በምድራዊ ጋዞች ውስጥ በጣም አልፎ አልፎ ነው ፣ ግን በውሃ መልክ በጂኦኬሚካላዊ ሂደቶች ውስጥ እጅግ በጣም አስፈላጊ ክፍል ይወስዳል።

ሃይድሮጅን በማዕድን ውስጥ በአሞኒየም ion, በሃይድሮክሳይል ion እና በክሪስታል ውሃ መልክ ሊገኝ ይችላል.

በከባቢ አየር ውስጥ, የውሃ መበስበስ ምክንያት ሃይድሮጂን ያለማቋረጥ ይመረታል የፀሐይ ጨረር. ዝቅተኛ ክብደት ያላቸው, የሃይድሮጂን ሞለኪውሎች ከፍተኛ ፍጥነት ያለው የማሰራጨት እንቅስቃሴ አላቸው (ከሁለተኛው የጠፈር ፍጥነት ጋር ቅርብ ነው) እና ወደ ከባቢ አየር የላይኛው ክፍል ሲገቡ, ወደ ውጫዊው ጠፈር መብረር ይችላሉ.

የሕክምና ባህሪያት

ሃይድሮጅን ከአየር ጋር ሲደባለቅ የሚፈነዳ ድብልቅ ይፈጥራል - የሚፈነዳ ጋዝ. ይህ ጋዝ በጣም በሚፈነዳበት ጊዜ ነው የድምጽ መጠን ሬሾሃይድሮጅን እና ኦክሲጅን 2፡1፣ ወይም ሃይድሮጅን እና አየር በግምት 2፡5፣ አየር በግምት 21% ኦክሲጅን ስላለው። ሃይድሮጅን እንዲሁ የእሳት አደጋ ነው. ፈሳሽ ሃይድሮጂን ከቆዳ ጋር ከተገናኘ ከባድ ቅዝቃዜን ሊያስከትል ይችላል.

የሃይድሮጅን እና የኦክስጅን ፈንጂዎች ከ 4% ወደ 96% በድምጽ ይከሰታሉ. በድምጽ ከ 4% ወደ 75 (74)% ከአየር ጋር ሲደባለቅ.

ኢኮኖሚ

ለትልቅ የጅምላ አቅርቦቶች የሃይድሮጅን ዋጋ ከ2-5 ዶላር በኪ.ግ.

መተግበሪያ

አቶሚክ ሃይድሮጂን ለአቶሚክ ሃይድሮጂን ብየዳ ጥቅም ላይ ይውላል.

የኬሚካል ኢንዱስትሪ

በአሞኒያ, ሜታኖል, ሳሙና እና ፕላስቲኮች ምርት ውስጥ
ፈሳሽ የአትክልት ዘይቶችን ማርጋሪን በማምረት ላይ
እንደ አመጋገብ ተጨማሪ ምግብ ተመዝግቧል E949(የማሸጊያ ጋዝ)

የምግብ ኢንዱስትሪ

የአቪዬሽን ኢንዱስትሪ

ሃይድሮጂን በጣም ቀላል እና ሁልጊዜ በአየር ውስጥ ይነሳል. በአንድ ወቅት የአየር መርከቦች እና ፊኛዎችበሃይድሮጂን የተሞላ. ግን በ 30 ዎቹ ውስጥ. XX ክፍለ ዘመን ብዙ አደጋዎች በነበሩበት ወቅት የአየር መርከቦች ፈንድተው የተቃጠሉ ናቸው። በአሁኑ ጊዜ የአየር መርከቦች ከፍተኛ ዋጋ ቢኖራቸውም በሂሊየም የተሞሉ ናቸው.

ነዳጅ

ሃይድሮጅን እንደ ሮኬት ነዳጅ ያገለግላል.

ሃይድሮጅን ለመኪና እና ለጭነት መኪኖች እንደ ማገዶ ጥቅም ላይ እንደሚውል ምርምር በመደረግ ላይ ነው። የሃይድሮጅን ሞተሮች አካባቢን አይበክሉም እና የውሃ ትነት ብቻ ያመነጫሉ.

የሃይድሮጅን-ኦክስጅን ነዳጅ ሴሎች የኬሚካላዊ ምላሽን ኃይል ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል በቀጥታ ለመለወጥ ሃይድሮጅን ይጠቀማሉ.

"ፈሳሽ ሃይድሮጅን"(“LH”) የሃይድሮጂን ፈሳሽ ሁኔታ ነው፣ አነስተኛ ልዩ ጥግግት 0.07 ግ/ሴሜ³ እና ክሪዮጀኒክ ንብረቶች ከ 14.01 ኪ (-259.14 ° ሴ) የመቀዝቀዣ ነጥብ እና 20.28 ኪ (-252.87 ° ሴ) የመፍላት ነጥብ ). ቀለም የሌለው ሽታ የሌለው ፈሳሽ ሲሆን ከአየር ጋር ሲደባለቅ ከ4-75% የሚደርስ ተቀጣጣይ ፈንጂ ተብሎ የሚመደብ ነው። በፈሳሽ ሃይድሮጂን ውስጥ ያለው የ isomers ስፒን ሬሾ: 99.79% - parahydrogen; 0.21% - orthohydrogen. የመሰብሰቢያ ሁኔታውን ወደ ጋዝ ሲቀይር የሃይድሮጅን የማስፋፊያ መጠን 848: 1 በ 20 ° ሴ.

ልክ እንደሌላው ጋዝ ፣ የሃይድሮጂን ፈሳሽ ወደ መጠኑ መቀነስ ይመራል። ፈሳሽ ከተለቀቀ በኋላ, ፈሳሽ ፈሳሽ በሙቀት-ሙቀት ውስጥ በሚፈጠር ግፊት ውስጥ ይከማቻል. ፈሳሽ ሃይድሮጂን ፈሳሽ ሃይድሮጂን, LH2, LH 2) በኢንዱስትሪ ውስጥ በንቃት ጥቅም ላይ የሚውለው እንደ ጋዝ ክምችት እና በቦታ ኢንዱስትሪ ውስጥ እንደ ሮኬት ነዳጅ ነው.

ታሪክ

ለመጀመሪያ ጊዜ የተዘገበው ሰው ሰራሽ ማቀዝቀዣ ጥቅም ላይ የዋለው በእንግሊዛዊው ሳይንቲስት ዊልያም ኩለን በ1756 ነው። ጋስፓርድ ሞንጅ በ 1784 የሰልፈር ኦክሳይድ ፈሳሽ ሁኔታን ያገኘ የመጀመሪያው ነው ፣ ማይክል ፋራዳይ ፈሳሽ አሞኒያ ለማግኘት የመጀመሪያው ነበር ፣ አሜሪካዊው ፈጣሪ ኦሊቨር ኢቫንስ እ.ኤ.አ. በ 1805 የማቀዝቀዣ መጭመቂያ በማዘጋጀት የመጀመሪያው ነበር ፣ ጃኮብ ፐርኪንስ በ 1834 የፈጠራ ባለቤትነት የመቀዝቀዣ ማሽን የመጀመሪያው ሲሆን ጆን ጎሬይ በ 1851 በዩናይትድ ስቴትስ የአየር ኮንዲሽነር የፈጠራ ባለቤትነት የመጀመሪያ ነው ። ቨርነር ሲመንስ እ.ኤ.አ. በ 1857 የመልሶ ማቀዝቀዝ ጽንሰ-ሀሳብን አቅርቧል ፣ ካርል ሊንዴ ፈሳሽ አየር ለማምረት የሚያስችል የፈጠራ ባለቤትነት በ 1876 ‹Joule-Thomson expansion effect› እና የተሃድሶ ማቀዝቀዣን በመጠቀም። እ.ኤ.አ. በ 1885 ፖላንዳዊው የፊዚክስ ሊቅ እና ኬሚስት ዚግመንት ዎብሌቭስኪ የሃይድሮጂን 33 ኬ ወሳኝ የሙቀት መጠን ፣ ወሳኝ ግፊት 13.3 ኤቲኤም አሳተመ። እና በ 23 K. ሃይድሮጅን የመፍላት ነጥብ ለመጀመሪያ ጊዜ በጄምስ ደዋር በ 1898 እንደገና የማቀዝቀዝ እና የፈጠራውን የዲዋር ብልቃጥ በመጠቀም ፈሰሰ. የመጀመሪያው የተረጋጋ የፈሳሽ ሃይድሮጂን ኢሶመር ውህደት ፓራሃይድሮጅን በፖል ሃርቴክ እና ካርል ቦንሆፈር በ1929 ተካሄዷል።

የሃይድሮጅን አይዞመሮች ስፒን

በክፍል ሙቀት ውስጥ ያለው ሃይድሮጅን በዋናነት ስፒን ኢሶመርን፣ ኦርቶሃይድሮጅንን ያካትታል። ከተመረተ በኋላ, ፈሳሽ ሃይድሮጂን በሜታስቴብል ሁኔታ ውስጥ ነው እና በዝቅተኛ የሙቀት መጠን በሚለዋወጥበት ጊዜ የሚከሰተውን ፈንጂ ውጫዊ ምላሽ ለማስወገድ ወደ ፓራሃይድሮጅን ቅርጽ መቀየር አለበት. ወደ ፓራሃይድሮጂን ደረጃ መቀየር ብዙውን ጊዜ እንደ ብረት ኦክሳይድ፣ ክሮምሚየም ኦክሳይድ፣ ገቢር ካርቦን፣ ፕላቲኒየም-የተሸፈነ አስቤስቶስ፣ ብርቅዬ የምድር ብረቶች ወይም የዩራኒየም ወይም የኒኬል ተጨማሪዎችን በመጠቀም ማነቃቂያዎችን በመጠቀም ይከናወናል።

አጠቃቀም

ፈሳሽ ሃይድሮጂን ለውስጣዊ ማቃጠያ ሞተሮች እና የነዳጅ ሴሎች እንደ ነዳጅ ማጠራቀሚያ ሆኖ ሊያገለግል ይችላል. የተለያዩ የባህር ሰርጓጅ መርከቦች (ፕሮጀክቶች "212A" እና "214"፣ ጀርመን) እና የሃይድሮጂን ትራንስፖርት ፅንሰ ሀሳቦች የተፈጠሩት ይህንን አጠቃላይ የሃይድሮጂን ቅርፅ በመጠቀም ነው (ለምሳሌ "DeepC" ወይም "BMW H2R" ይመልከቱ)። በዲዛይኖቹ ቅርበት ምክንያት የኤል ኤች ቪ መሳሪያዎች ፈጣሪዎች ፈሳሽ የተፈጥሮ ጋዝ (LNG) በመጠቀም ስርዓቶችን መጠቀም ወይም ማሻሻል ይችላሉ። ሆኖም ግን, በዝቅተኛ ምክንያት የጅምላ እፍጋትየማቃጠያ ኃይል ከተፈጥሮ ጋዝ የበለጠ የሃይድሮጂን መጠን ይጠይቃል. በፒስተን ሞተሮች ውስጥ ከ "CNG" ይልቅ ፈሳሽ ሃይድሮጂን ጥቅም ላይ ከዋለ, የበለጠ ግዙፍ የነዳጅ ስርዓት ብዙውን ጊዜ ያስፈልጋል. በቀጥታ መርፌ በመውሰጃው ውስጥ ያለው ኪሳራ መጨመር የሲሊንደር መሙላትን ይቀንሳል.

ፈሳሽ ሃይድሮጂን በኒውትሮን መበተን ሙከራዎች ውስጥ ኒውትሮኖችን ለማቀዝቀዝ ይጠቅማል። የኒውትሮን እና የሃይድሮጂን ኒውክሊየስ ብዛት እኩል ናቸው ፣ ስለሆነም በተለዋዋጭ ግጭት ወቅት የኃይል ልውውጥ በጣም ውጤታማ ነው።

ጥቅሞች

ሃይድሮጂንን የመጠቀም ጥቅሙ አጠቃቀሙ "ዜሮ ልቀት" ነው. ከአየር ጋር ያለው መስተጋብር ውጤት ውሃ ነው.

እንቅፋቶች

አንድ ሊትር የ "ZhV" ክብደት 0.07 ኪ.ግ ብቻ ነው. ያም ማለት የእሱ ልዩ ስበት 70.99 g / l በ 20 K. ፈሳሽ ሃይድሮጂን ክሪዮጂን ማከማቻ ቴክኖሎጂን ይጠይቃል, እንደ ልዩ የሙቀት መከላከያ መያዣዎች እና ልዩ አያያዝ ያስፈልገዋል, ይህም ለሁሉም ክሪዮጅኒክ እቃዎች የተለመደ ነው. በዚህ ረገድ ወደ ፈሳሽ ኦክሲጅን ቅርብ ነው, ነገር ግን በእሳት አደጋ ምክንያት ከፍተኛ ጥንቃቄ ይጠይቃል. በተከለሉ ኮንቴይነሮችም ቢሆን, ፈሳሽ ለማቆየት በሚያስፈልገው ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ማቆየት አስቸጋሪ ነው (በተለምዶ በቀን 1% ይተናል). በሚይዙበት ጊዜ, ከሃይድሮጂን ጋር በሚሰሩበት ጊዜ የተለመዱ የደህንነት ጥንቃቄዎችን መከተል ያስፈልግዎታል - አየርን ለማፍሰስ በቂ ቅዝቃዜ ነው, ይህም ፈንጂ ነው.

የሮኬት ነዳጅ

ፈሳሽ ሃይድሮጂን የሮኬት ነዳጆች የተለመደ አካል ነው, ይህም ተሽከርካሪዎችን እና የጠፈር መንኮራኩሮችን ለማንቀሳቀስ ያገለግላል. በአብዛኛዎቹ የፈሳሽ ሃይድሮጂን ሮኬት ሞተሮች ውስጥ በመጀመሪያ ከኦክሲዳይዘር ጋር ከመቀላቀል እና ከመቃጠሉ በፊት የመፍቻውን እና ሌሎች የሞተር ክፍሎችን እንደገና ለማቀዝቀዝ ይጠቅማል። የ H 2 / O 2 ክፍሎችን የሚጠቀሙ ዘመናዊ ሞተሮች በሃይድሮጂን ውስጥ ከመጠን በላይ የበለፀገ የነዳጅ ድብልቅን ይጠቀማሉ, ይህም በጭስ ማውጫው ውስጥ የተወሰነ መጠን ያለው ያልተቃጠለ ሃይድሮጂን ይመራል. ሞለኪውላዊ ክብደትን በመቀነስ የሞተርን ልዩ ግፊት ከመጨመር በተጨማሪ የንፋሱን እና የቃጠሎውን ክፍል መሸርሸር ይቀንሳል።

እንደ ክሪዮጀኒካዊ ተፈጥሮ እና ዝቅተኛ ጥግግት ባሉ ሌሎች አካባቢዎች የኤልኤችኤስ አጠቃቀም ላይ ያሉ መሰናክሎች በዚህ ጉዳይ ላይ ጥቅም ላይ የሚውሉ ገደቦች ናቸው። ከ 2009 ጀምሮ አንድ የማስጀመሪያ ተሽከርካሪ (ዴልታ-4 ማስጀመሪያ ተሽከርካሪ) ብቻ አለ፣ እሱም ሙሉ በሙሉ የሃይድሮጂን ሮኬት ነው። በመሠረቱ, "ZhV" በሮኬቶች የላይኛው ደረጃዎች ላይ ወይም በብሎኮች ላይ ጥቅም ላይ ይውላል, ይህም ክፍያውን በቫኩም ውስጥ ወደ ጠፈር የማስጀመር ስራ ጉልህ የሆነ ክፍል ያከናውናል. የዚህ ዓይነቱን ነዳጅ መጠን ለመጨመር ከሚወሰዱት እርምጃዎች አንዱ እንደ ዝቃጭ መሰል ሃይድሮጂን ማለትም በከፊል የቀዘቀዘ የ "ፈሳሽ ሃይድሮጂን" ቅፅ ለመጠቀም ሀሳቦች አሉ.

በጊዜ ሰንጠረዥ ውስጥ ሃይድሮጂን በንብረታቸው ውስጥ ሙሉ ለሙሉ ተቃራኒ የሆኑ ንጥረ ነገሮች በሁለት ቡድን ውስጥ ይገኛል. ይህ ባህሪሙሉ ለሙሉ ልዩ ያድርጉት. ሃይድሮጅን ንጥረ ነገር ወይም ንጥረ ነገር ብቻ ሳይሆን የበርካታ የተወሳሰቡ ውህዶች፣ ኦርጋጂካዊ እና ኦርጋኒክ አካል ነው። ባዮሎጂካል ንጥረ ነገር. ስለዚህ, ባህሪያቱን እና ባህሪያቱን በበለጠ ዝርዝር እንመልከት.

በብረታ ብረት እና በአሲድ መስተጋብር ወቅት የሚቀጣጠል ጋዝ መውጣቱ በ 16 ኛው ክፍለ ዘመን ማለትም እንደ ሳይንስ ኬሚስትሪ በሚፈጠርበት ጊዜ ተስተውሏል. ታዋቂው እንግሊዛዊ ሳይንቲስት ሄንሪ ካቨንዲሽ እ.ኤ.አ. ከ1766 ጀምሮ ያለውን ንጥረ ነገር አጥንቶ “የሚቀጣጠል አየር” ሲል ሰጠው። በተቃጠለ ጊዜ ይህ ጋዝ ውሃ ያመነጫል. እንደ አለመታደል ሆኖ, ሳይንቲስቱ የፍሎጂስተን ጽንሰ-ሐሳብን (መላምታዊ "አልትራፊን ጉዳይ") መከተሉ ትክክለኛ መደምደሚያ ላይ እንዳይደርስ አግዶታል.

የፈረንሣይ ኬሚስት እና ተፈጥሮ ሊቅ ኤ ላቮይየር ከኢንጂነር ጄ.ሜኒየር ጋር እና በልዩ ጋሶሜትሮች እርዳታ በ 1783 ውሃ አቀናጅቶ ከዚያም በጋለ ብረት የውሃ ትነት መበስበስን ተንትነዋል ። ስለዚህ, ሳይንቲስቶች ትክክለኛ መደምደሚያ ላይ ሊደርሱ ችለዋል. "የሚቀጣጠል አየር" የውሃ አካል ብቻ ሳይሆን ከእሱም ሊገኝ እንደሚችል ደርሰውበታል.

በ 1787 ላቮይሲየር በጥናት ላይ ያለው ጋዝ እንደሆነ ሐሳብ አቀረበ ቀላል ንጥረ ነገርእና, በዚህ መሠረት, ከዋና ዋና የኬሚካል ንጥረ ነገሮች አንዱ ነው. ሃይድሮጅን (ሀይደር - ውሃ + ጌናኦ - ከሚለው የግሪክ ቃላት) ማለትም “ውሃ መውለድ” ብሎ ጠራው።

የሩስያ ስም "ሃይድሮጂን" በ 1824 በኬሚስት ኤም.ሶሎቪቭ የቀረበ ነበር. የውሃው ስብጥር ውሳኔ “የፍሎጂስተን ፅንሰ-ሀሳብ” መጨረሻ ላይ ምልክት አድርጓል። በ 18 ኛው እና በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መባቻ ላይ, የሃይድሮጂን አቶም በጣም ቀላል ሆኖ ተገኝቷል (ከሌሎች ንጥረ ነገሮች አተሞች ጋር ሲነጻጸር) እና ክብደቱ እንደ ዋና የንፅፅር አሃድ ተወስዷል. የአቶሚክ ስብስቦች 1 ዋጋ በመቀበል ላይ።

አካላዊ ባህሪያት

ሃይድሮጂን በሳይንስ ዘንድ የሚታወቀው በጣም ቀላል ንጥረ ነገር ነው (ከአየር 14.4 እጥፍ ቀለለ) ፣ መጠኑ 0.0899 ግ / ሊ (1 ኤቲም ፣ 0 ° ሴ) ነው። ይህ ንጥረ ነገር ይቀልጣል (ይጠነክራል) እና ይፈልቃል (ፈሳሾች) በቅደም ተከተል -259.1 ° ሴ እና -252.8 ° ሴ (ሄሊየም ብቻ ዝቅተኛ የመፍላት እና የመቅለጥ ሙቀት አለው)።

የሃይድሮጅን ወሳኝ የሙቀት መጠን በጣም ዝቅተኛ ነው (-240 ° ሴ). በዚህ ምክንያት, ፈሳሽነቱ ውስብስብ እና ብዙ ወጪ የሚጠይቅ ሂደት ነው. የንጥረቱ ወሳኝ ግፊት 12.8 ኪ.ግ/ሴሜ² ነው፣ እና የወሳኙ ጥግግት 0.0312 ግ/ሴሜ³ ነው። ከሁሉም ጋዞች መካከል, ሃይድሮጂን ከፍተኛው የሙቀት ማስተላለፊያ (thermal conductivity) አለው: በ 1 ATM እና 0 ° C ከ 0.174 W / (mxK) ጋር እኩል ነው.

በተመሳሳዩ ሁኔታዎች ውስጥ ያለው የተወሰነ የሙቀት መጠን 14.208 ኪጁ / (kgxK) ወይም 3.394 cal / (rx ° C) ነው. ይህ ንጥረ ነገር በውሃ ውስጥ በትንሹ የሚሟሟ ነው (በ 0.0182 ሚሊ ሊትር በ 1 ኤቲም እና 20 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) ፣ ግን በአብዛኛዎቹ ብረቶች (Ni ፣ Pt ፣ Pa እና ሌሎች) ፣ በተለይም በፓላዲየም (በ 850 ጥራዞች በፒዲ) ውስጥ በደንብ ይሟሟል ። .

የኋለኛው ንብረቱ ለማሰራጨት ካለው ችሎታ ጋር የተቆራኘ ነው ፣ እና በካርቦን ቅይጥ (ለምሳሌ ፣ ብረት) በኩል ስርጭት በሃይድሮጂን ከካርቦን ጋር ባለው መስተጋብር ምክንያት ውህዱ መጥፋት አብሮ ሊሆን ይችላል (ይህ ሂደት ዲካርቦናይዜሽን ይባላል)። በፈሳሽ ሁኔታ, ንጥረ ነገሩ በጣም ቀላል ነው (density - 0.0708 g / cm³ at t ° = -253 ° C) እና ፈሳሽ (viscosity - 13.8 spoise በተመሳሳይ ሁኔታዎች).

በብዙ ውህዶች ውስጥ፣ ይህ ንጥረ ነገር እንደ ሶዲየም እና ሌሎች አልካሊ ብረቶች ያሉ የ+1 ቫልዩሽን (የኦክሳይድ ሁኔታ) ያሳያል። ብዙውን ጊዜ የእነዚህ ብረቶች እንደ አናሎግ ይቆጠራል. በዚህ መሠረት የወቅቱ ስርዓት ቡድን I ይመራዋል. በብረት ሃይድሮጂን ውስጥ, የሃይድሮጂን ion አሉታዊ ክፍያ ያሳያል (የኦክሳይድ ሁኔታ -1 ነው), ማለትም ና + ኤች - ከና + ክሎራይድ ጋር ተመሳሳይነት ያለው መዋቅር አለው. በዚህ እና በሌሎች አንዳንድ እውነታዎች (ቅርብ አካላዊ ባህሪያትኤለመንቱ "H" እና halogens, በኦርጋኒክ ውህዶች ውስጥ በ halogens የመተካት ችሎታ) ሃይድሮጂን የወቅቱ ስርዓት VII ቡድን ነው.

በመደበኛ ሁኔታዎች ውስጥ, ሞለኪውላዊ ሃይድሮጂን አለው ዝቅተኛ እንቅስቃሴ, በቀጥታ በማጣመር ብቻ በጣም ንቁ ያልሆኑ ብረቶች (fluorine እና ክሎሪን ጋር, የኋለኛው ጋር - ብርሃን ውስጥ). በምላሹ, ሲሞቅ, ከብዙ የኬሚካል ንጥረ ነገሮች ጋር ይገናኛል.

አቶሚክ ሃይድሮጂን የኬሚካል እንቅስቃሴን ጨምሯል (ከሞለኪውላዊ ሃይድሮጂን ጋር ሲነጻጸር). በኦክስጂን አማካኝነት በቀመርው መሠረት ውሃ ይፈጥራል-

Н₂ + ½О₂ = Н₂О፣

285.937 ኪጄ / ሞል ሙቀትን ወይም 68.3174 kcal / mol (25 ° C, 1 atm) በመልቀቅ ላይ. በተለመደው የሙቀት ሁኔታ ውስጥ, ምላሹ ቀስ በቀስ ይቀጥላል, እና በ t°>= 550 °C መቆጣጠር አይቻልም. የሃይድሮጂን + የኦክስጂን ድብልቅ በድምጽ መጠን 4-94% H₂ ሲሆን የሃይድሮጂን + የአየር ድብልቅ 4-74% H₂ ነው (የሁለት ጥራዞች H₂ እና አንድ የ O₂ ድብልቅ ፈንጂ ጋዝ ይባላል)።

ይህ ንጥረ ነገር ኦክሲጅንን ከኦክሳይድ ስለሚያስወግድ አብዛኞቹን ብረቶች ለመቀነስ ያገለግላል።

Fe₃O₄ + 4H₂ = 3ፌ + 4H₂O፣

CuO + H₂ = Cu + H₂O፣ ወዘተ

ሃይድሮጅን ከተለያዩ halogens ጋር ሃይድሮጅን halides ይፈጥራል፣ ለምሳሌ፡-

H₂ + Cl₂ = 2HCl.

ነገር ግን ከፍሎራይን ጋር ምላሽ በሚሰጥበት ጊዜ ሃይድሮጂን ይፈነዳል (ይህም በጨለማ ውስጥ -252 ° ሴ) ፣ ብሮሚን እና ክሎሪን ሲሞቅ ወይም ሲበራ ብቻ ምላሽ ይሰጣል ፣ እና በአዮዲን - ሲሞቅ ብቻ። ከናይትሮጅን ጋር በሚገናኙበት ጊዜ አሞኒያ ይፈጠራል, ነገር ግን በአነቃቂው ላይ ብቻ, መቼ ከፍተኛ የደም ግፊትእና የሙቀት መጠን;

ЗН₂ + N₂ = 2NN₃.

ሲሞቅ ሃይድሮጂን ከሰልፈር ጋር በንቃት ይሠራል-

H₂ + S = H₂S (ሃይድሮጂን ሰልፋይድ)፣

እና በቴሉሪየም ወይም ሴሊኒየም በጣም አስቸጋሪ. ሃይድሮጂን ያለ ማነቃቂያ ከንፁህ ካርቦን ጋር ምላሽ ይሰጣል ፣ ግን በከፍተኛ ሙቀት

2H₂ + ሲ (አሞርፎስ) = CH₄ (ሚቴን)።

ይህ ንጥረ ነገር ከአንዳንድ ብረቶች (አልካላይን ፣ አልካላይን ምድር እና ሌሎች) ጋር በቀጥታ ምላሽ ይሰጣል ፣ ለምሳሌ ፣ ሃይድሮይድ

H₂ + 2 ሊ = 2 ሊኤች።

አስፈላጊ ተግባራዊ ጠቀሜታበሃይድሮጅን እና በካርቦን (II) ሞኖክሳይድ መካከል ግንኙነት አላቸው. በዚህ ሁኔታ ውስጥ, ግፊት, ሙቀት እና ቀስቃሽ ላይ በመመስረት, የተለያዩ ኦርጋኒክ ውህዶች መፈጠራቸውን: HCHO, CH₃OH, ወዘተ ምላሽ ወቅት unsaturated hydrocarbons, ለምሳሌ:.

С n Н₂ n + Н₂ = С n Н₂ n ₊₂።

ሃይድሮጅን እና ውህዶች በኬሚስትሪ ውስጥ ልዩ ሚና ይጫወታሉ. የሚባሉትን አሲዳማ ባህሪያት ይወስናል. ፕሮቲክ አሲዶች, የመፍጠር አዝማሚያ አላቸው የተለያዩ ንጥረ ነገሮችየሃይድሮጅን ትስስር, ይህም በብዙ ኦርጋኒክ እና ኦርጋኒክ ውህዶች ባህሪያት ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራል.

የሃይድሮጅን ምርት

ዋናዎቹ የጥሬ ዕቃዎች ዓይነቶች ለ የኢንዱስትሪ ምርትይህ ንጥረ ነገር ዘይት ማጣሪያ ጋዞች, የተፈጥሮ ተቀጣጣይ እና ኮክ ምድጃ ጋዞች ያካትታል. በተጨማሪም ከውሃ የሚገኘው በኤሌክትሮላይዜስ (ኤሌክትሪክ በሚገኝባቸው ቦታዎች) ነው. ከተፈጥሮ ጋዝ የሚገኘውን ቁሳቁስ ለማምረት በጣም አስፈላጊ ከሆኑት ዘዴዎች አንዱ የሃይድሮካርቦኖች በተለይም ሚቴን ከውሃ ትነት ጋር ያለው የካታሊቲክ መስተጋብር ነው (መቀየር ይባላል)። ለምሳሌ:

CH₄ + H₂O = CO + ZN₂።

ያልተሟላ የሃይድሮካርቦኖች ኦክሳይድ ከኦክስጂን ጋር;

CH₄ + ½O₂ = CO + 2H₂።

የተቀናጀው የካርቦን ሞኖክሳይድ (II) ልወጣ ይልቃል፡-

CO + H₂O = CO₂ + ኤች.

ከተፈጥሮ ጋዝ የሚመረተው ሃይድሮጅን በጣም ርካሽ ነው.

ለኤሌክትሮላይዜሽን ውሃ, ቀጥተኛ ጅረት ጥቅም ላይ ይውላል, እሱም በ NaOH ወይም KOH መፍትሄ ውስጥ ያልፋል (አሲዶች የመሳሪያውን ዝገት ለማስወገድ ጥቅም ላይ አይውሉም). የላቦራቶሪ ሁኔታዎች ውስጥ, ቁሳዊ ውሃ electrolysis ወይም ሃይድሮክሎሪክ አሲድ እና ዚንክ መካከል ያለውን ምላሽ የተነሳ የተገኘ ነው. ይሁን እንጂ በሲሊንደሮች ውስጥ ዝግጁ የሆነ የፋብሪካ ቁሳቁስ ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል.

ከዘይት ማጣሪያ ጋዞች እና ከኮክ ምድጃ ጋዝ ይህ ንጥረ ነገርበጥልቅ ማቀዝቀዝ ጊዜ በቀላሉ ስለሚፈሱ ሁሉንም ሌሎች የጋዝ ቅይጥ ክፍሎችን በማስወገድ ተለይቷል።

ይህ ቁሳቁስ በ 18 ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ በኢንዱስትሪ ማምረት ጀመረ. ከዚያም ለመሙላት ጥቅም ላይ ይውላል ፊኛዎች. በአሁኑ ጊዜ ሃይድሮጂን በኢንዱስትሪ ውስጥ በተለይም በኬሚካል ኢንዱስትሪ ውስጥ ለአሞኒያ ምርት በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል.

የዚህ ንጥረ ነገር የጅምላ ተጠቃሚዎች ሜቲል እና ሌሎች አልኮሆል ፣ ሰራሽ ቤንዚን እና ሌሎች ብዙ ምርቶች አምራቾች ናቸው። ከካርቦን ሞኖክሳይድ (II) እና ሃይድሮጂን በመዋሃድ የተገኙ ናቸው. ሃይድሮጂን ከባድ እና ጠንካራ ፈሳሽ ነዳጅ, ስብ, ወዘተ, HCl ያለውን ልምምድ, የፔትሮሊየም ምርቶች hydrotreating, እንዲሁም ብረት መቁረጥ / ብየዳ ውስጥ ሃይድሮጅን ጥቅም ላይ ይውላል. በጣም አስፈላጊ ንጥረ ነገሮችለኑክሌር ኃይል የእሱ isotopes - tritium እና deuterium ናቸው.

የሃይድሮጅን ባዮሎጂያዊ ሚና

10% የሚሆነው የጅምላ ህይወት ያላቸው ፍጥረታት (በአማካይ) የሚመጡት ከዚህ ንጥረ ነገር ነው። እሱ የውሃ አካል እና በጣም አስፈላጊ የሆኑት የተፈጥሮ ውህዶች ቡድኖች ፣ ፕሮቲን ፣ ኑክሊክ አሲዶች ፣ ቅባቶች እና ካርቦሃይድሬቶች ናቸው። ምን ጥቅም ላይ ይውላል?

ይህ ቁሳቁስ ወሳኝ ሚና ይጫወታል-የፕሮቲኖችን (ኳተርን) የቦታ መዋቅርን በመጠበቅ ፣ የኑክሊክ አሲዶች ማሟያነት መርህን በመተግበር (ማለትም የጄኔቲክ መረጃን በመተግበር እና በማከማቸት) እና በአጠቃላይ በሞለኪውል ውስጥ “እውቅና” ደረጃ.

ሃይድሮጂን ion H+ በሰውነት ውስጥ ባሉ አስፈላጊ ተለዋዋጭ ምላሾች/ሂደቶች ውስጥ ይሳተፋል። የሚያጠቃልለው-በባዮሎጂካል ኦክሲዴሽን ውስጥ, ህይወት ያላቸው ሴሎችን በሃይል ያቀርባል, በባዮሲንተሲስ ምላሾች, በፎቶሲንተሲስ ውስጥ በተክሎች ውስጥ, በባክቴሪያ ፎቶሲንተሲስ እና ናይትሮጅን ማስተካከል, የአሲድ-ቤዝ ሚዛን እና ሆሞስታሲስን በመጠበቅ, በሜምብ ማጓጓዝ ሂደቶች ውስጥ. ከካርቦን እና ኦክሲጅን ጋር, የህይወት ክስተቶችን ተግባራዊ እና መዋቅራዊ መሰረት ይመሰርታል.