क्या होता है जब हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का मेल होता है?

हाइड्रोजन एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील ईंधन है। हाइड्रोजन अणु ऑक्सीजन के साथ हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं जब मौजूदा आणविक बंधन टूट जाते हैं और ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच नए बंधन बनते हैं। चूंकि प्रतिक्रिया के उत्पाद अभिकारकों की तुलना में कम ऊर्जा स्तर पर होते हैं, इसका परिणाम ऊर्जा की एक विस्फोटक रिहाई और पानी का उत्पादन होता है। लेकिन हाइड्रोजन कमरे के तापमान पर ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, मिश्रण को प्रज्वलित करने के लिए ऊर्जा के स्रोत की आवश्यकता होती है।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

हाइड्रोजन और ऑक्सीजन मिलकर पानी बनाएंगे - और इस प्रक्रिया में भरपूर गर्मी देंगे।

हाइड्रोजन और ऑक्सीजन गैसें बिना किसी रासायनिक प्रतिक्रिया के कमरे के तापमान पर मिश्रित होती हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि अणुओं की गति अभिकारकों के बीच टकराव के दौरान प्रतिक्रिया को सक्रिय करने के लिए पर्याप्त गतिज ऊर्जा प्रदान नहीं करती है। गैसों का एक मिश्रण बनता है, यदि मिश्रण में पर्याप्त ऊर्जा पेश की जाए तो हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करने की क्षमता होती है।

मिश्रण में एक चिंगारी डालने से कुछ हाइड्रोजन और ऑक्सीजन अणुओं के बीच तापमान बढ़ जाता है। उच्च तापमान पर अणु तेजी से यात्रा करते हैं और अधिक ऊर्जा से टकराते हैं। यदि टकराव की ऊर्जा अभिकारकों के बीच के बंधनों को "तोड़ने" के लिए पर्याप्त न्यूनतम सक्रियण ऊर्जा तक पहुंच जाती है, तो हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के बीच एक प्रतिक्रिया होती है। क्योंकि हाइड्रोजन में कम सक्रियण ऊर्जा होती है, ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया को ट्रिगर करने के लिए केवल एक छोटी सी चिंगारी की आवश्यकता होती है।

सभी ईंधनों की तरह, अभिकारक, इस मामले में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन, प्रतिक्रिया के उत्पादों की तुलना में उच्च ऊर्जा स्तर पर होते हैं। इसके परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया से ऊर्जा की शुद्ध रिहाई होती है, और इसे एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया के रूप में जाना जाता है। हाइड्रोजन और ऑक्सीजन अणुओं के एक सेट के प्रतिक्रिया के बाद, जारी ऊर्जा आसपास के मिश्रण में अणुओं को प्रतिक्रिया करने के लिए ट्रिगर करती है, और अधिक ऊर्जा जारी करती है। परिणाम एक विस्फोटक, तीव्र प्रतिक्रिया है जो ऊष्मा, प्रकाश और ध्वनि के रूप में ऊर्जा को शीघ्रता से मुक्त करती है।

उप-आणविक स्तर पर, अभिकारकों और उत्पादों के बीच ऊर्जा स्तरों में अंतर का कारण इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है। हाइड्रोजन परमाणुओं में प्रत्येक में एक इलेक्ट्रॉन होता है। वे दो के अणुओं में संयोजित होते हैं ताकि वे दो इलेक्ट्रॉनों (प्रत्येक में एक) साझा कर सकें। ऐसा इसलिए है क्योंकि दो इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा किए जाने पर सबसे आंतरिक इलेक्ट्रॉन शेल कम ऊर्जा अवस्था (और इसलिए अधिक स्थिर) पर होता है। ऑक्सीजन परमाणुओं में प्रत्येक में आठ इलेक्ट्रॉन होते हैं। वे चार इलेक्ट्रॉनों को साझा करके दो के अणुओं में एक साथ जुड़ते हैं ताकि उनके सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश पूरी तरह से आठ इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा कर लिया जाए। हालाँकि, इलेक्ट्रॉनों का कहीं अधिक स्थिर संरेखण तब उत्पन्न होता है जब दो हाइड्रोजन परमाणु एक इलेक्ट्रॉन को एक ऑक्सीजन परमाणु के साथ साझा करते हैं। अभिकारकों के इलेक्ट्रॉनों को उनकी कक्षाओं से "बाहर" करने के लिए केवल थोड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है ताकि वे अधिक ऊर्जावान रूप से स्थिर संरेखण में पुन: संरेखित कर सकें, जिससे एक नया अणु, H2O बन सके।

एक नया अणु बनाने के लिए हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के बीच इलेक्ट्रॉनिक पुनर्संरेखण के बाद, प्रतिक्रिया का उत्पाद पानी और गर्मी है। काम करने के लिए गर्मी का उपयोग किया जा सकता है, जैसे पानी गर्म करके टर्बाइन चलाना। इस रासायनिक प्रतिक्रिया की एक्ज़ोथिर्मिक, चेन-रिएक्शन प्रकृति के कारण उत्पाद जल्दी से उत्पादित होते हैं। सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं की तरह, प्रतिक्रिया आसानी से प्रतिवर्ती नहीं होती है।