Το υδρογόνο είναι το πρώτο στοιχείο στον περιοδικό πίνακα με ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο. Αυτό το καθιστά επίσης το ελαφρύτερο στοιχείο στον περιοδικό πίνακα με βάρος μόλις 1.0079 amu (μονάδες ατομικής μάζας). Είναι επίσης το πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν.
Διαβάστε περισσότερα για τη σημασία του υδρογόνου.
Το υδρογόνο είναι επίσης πολύ εύφλεκτο και μπορεί εύκολα να καεί ή να εκραγεί ακόμα και σε χαμηλές συγκεντρώσεις.
Ιδιότητες υδρογόνου
Το υδρογόνο έχει ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο στον πυρήνα του. Το πιο κοινό ισότοπο του υδρογόνου δεν έχει νετρόνια.
Αυτό καθιστά το υδρογόνο ένα από τα καλύτερα στοιχεία στη διαμόρφωση ομοιοπολικούς δεσμούς με άλλα μόρια και στοιχεία. Στην πραγματικότητα, μπορεί να σχηματίσει έναν ομοιοπολικό δεσμό με σχεδόν οποιοδήποτε στοιχείο στον περιοδικό πίνακα λόγω του μοναδικού του πρωτονίου και ηλεκτρονίου.
Αυτό σημαίνει επίσης ότι τα μεμονωμένα άτομα υδρογόνου είναι εξαιρετικά σπάνια. Συνήθως σχηματίζεται αέριο υδρογόνο, η οποία είναι μια διατομική μορφή υδρογόνου (Η2).
Υπό κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης της Γης, το υδρογόνο δεν μυρίζει, είναι τοξικό, άγευστο, άχρωμο και μη μεταλλικό. Το υδρογόνο έχει πυκνότητα 0,89 g / L (λιγότερο πυκνή από τον αέρα) και έχει σημείο τήξης περίπου -259 ° C και σημείο βρασμού περίπου -252,9 ° C.
Είναι εύφλεκτο το υδρογόνο;
Λοιπόν, το μεγάλο ερώτημα: Είναι εύφλεκτο το υδρογόνο; Η σύντομη απάντηση είναι Ναί είναι πολύ εύφλεκτο, αλλά υπάρχουν μερικά πράγματα που πρέπει να ξεκαθαρίσουν με αυτήν την απάντηση.
Όταν λέγεται ότι το υδρογόνο είναι εύφλεκτο, δεν σημαίνει τη στοιχειακή μορφή του υδρογόνου. Είναι το διατομικό αέριο υδρογόνο αυτό είναι εξαιρετικά εύφλεκτο. Πολλές εύφλεκτες ουσίες πρέπει να βρίσκονται σε υψηλή συγκέντρωση για να καύσουν ή να πάρουν φωτιά, αλλά αυτό δεν συμβαίνει με το υδρογόνο. Το υδρογόνο θα καεί σε συγκεντρώσεις τόσο χαμηλές όσο 4% έως 75%.
Η αντίδραση για αυτήν την καύση είναι:
2Η2(Αέριο) + O2 (Αέριο) = 2Η2O (Υγρό) + 572 kJ ενέργεια (286kJ / mol H2)
Εκρήξεις και καύση υδρογόνου μπορούν να συμβούν με έναν απλό σπινθήρα και αυξημένη θερμότητα. Ωστόσο, έχει επίσης δει ότι καίγεται όταν εκτίθεται σε ηλιακό φως και ακόμη και πολύ μικρές αυξήσεις της θερμοκρασίας λόγω της εξαιρετικά αντιδραστικής φύσης του.
Καύσιμο υδρογόνου
Παρά την εξαιρετικά εκρηκτική και εύφλεκτη ποιότητα του αερίου υδρογόνου, οι άνθρωποι έχουν βρει πολλές χρήσεις για το υδρογόνο που σχετίζονται άμεσα με την ευφλεκτότητά του.
Ίσως το πιο κοινό είναι καύσιμο υδρογόνου και κυψέλες καυσίμου. Το καύσιμο υδρογόνου συνδυάζει υδρογόνο και οξυγόνο για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας και ισχύος υδρογόνου.
Το καύσιμο υδρογόνου είναι συναρπαστικό, καθώς είναι μια «καθαρή» πηγή ενέργειας που παράγει νερό και ενέργεια μόνο όταν αντιδρά (όπως μπορείτε να δείτε στην εξίσωση καύσης παραπάνω). Άλλες πηγές καυσίμων όπως το αέριο και το πετρέλαιο παράγουν επιβλαβή αέρια και εκπομπές που είναι επιβλαβείς για το περιβάλλον. Οι άνθρωποι έχουν βρει χρήσεις για να φέρουν ισχύ υδρογόνου σε σπίτια, αυτοκίνητα, φορητές πηγές ενέργειας και άλλα.
Διαβάστε περισσότερα για το καύσιμο υδρογόνου έναντι των ορυκτών καυσίμων.
Άλλες χρήσεις για το υδρογόνο
Το αέριο υδρογόνο χρησιμοποιείται επίσης σε πολλές βιομηχανικές και κατασκευαστικές διαδικασίες, ιδίως σε εκείνες που χρησιμοποιούν πετρέλαιο, καθώς και σε εκείνες που απαιτούν υδρογόνωση προϊόντων όπως υδρογονωμένα έλαια.
Άλλες κοινές χρήσεις για το υδρογόνο περιλαμβάνουν:
- Χρησιμοποιήστε το ως ψυκτικό
- Εφαρμογές συγκόλλησης
- Προηγούμενη χρήση σε αερόστατα και αερόπλοια
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν τη δύναμη της καύσης υδρογόνου και τις άλλες ιδιότητες του υδρογόνου και χρησιμοποίησαν αυτές τις πληροφορίες για να δημιουργήσουν βόμβες υδρογόνου, οι οποίες ονομάζονται επίσης βόμβες σύντηξης. Αυτές οι βόμβες αναγκάζουν πολλούς πυρήνες υδρογόνου να συνδυαστούν σε άτομα ηλίου σε μια διαδικασία που ονομάζεται σύντηξη.
Αυτό συμβαίνει σε υψηλές θερμοκρασίες και οδηγεί σε τεράστια παραγωγή ενέργειας, η οποία είναι γνωστή ως έκρηξη. Το υδρογόνο χρησιμοποιείται σε αυτές τις βόμβες σύντηξης, δεδομένου ότι είναι πολύ ελαφριές και έχουν τη μικρότερη αντίσταση σύνδεσης των πυρήνων (αυτό όμως δεν μειώνει την ισχύ της βόμβας υδρογόνου).