Vodik je prvi element na periodnom sustavu s jednim protonom i jednim elektronom. To ga također čini najlakšim elementom na periodnom sustavu s težinom od samo 1.0079 amu (jedinice atomske mase). To je ujedno i najrasprostranjeniji element u svemiru.
Pročitajte više o važnosti vodika.
Vodik je također lako zapaljiv i lako će sagorjeti ili eksplodirati čak i pri niskim koncentracijama.
Svojstva vodika
Vodik u jezgri ima jedan proton i jedan elektron. Najčešći izotop vodika nema neutrone.
To vodik čini jednim od najboljih elemenata u stvaranju kovalentne veze s ostalim molekulama i elementima. U stvari, može stvoriti kovalentnu vezu s gotovo bilo kojim elementom na periodnom sustavu zbog svog pojedinačnog protona i elektrona.
To također znači da su pojedinačni atomi vodika izuzetno rijetki. Obično se formira vodikov plin, koji je dvoatomni oblik vodika (H2).
U normalnim temperaturnim i tlačnim uvjetima na Zemlji vodik nema miris, netoksičan je, bez okusa, bezbojan i nemetalan. Vodik ima gustoću od 0,89 g / L (manje gusto od zraka), a ima tačku topljenja od oko -259 ° C i vrelište od oko -252,9 ° C.
Je li vodik zapaljiv?
Dakle, veliko pitanje: Je li vodik zapaljiv? Kratki odgovor je Da vrlo je zapaljiv, ali ovim se odgovorom mora razjasniti nekoliko stvari.
Kad se kaže da je vodik zapaljiv, to ne znači elementarni oblik vodika. To je dvoatomni plin vodik koji je izuzetno zapaljiv. Mnoge zapaljive tvari moraju biti u visokoj koncentraciji kako bi doista sagorjele ili se zapalile, ali to nije slučaj s vodikom. Vodik će izgarati u koncentracijama od samo 4 do 75 posto.
Reakcija ovog izgaranja je:
2H2(Plin) + O2 (Plin) = 2H2O (tekućina) + 572 kJ energije (286kJ / mol H2)
Eksplozije i izgaranje vodika mogu se dogoditi uz jednostavnu iskru i povećanu toplinu. Međutim, također je viđeno da izgara kada je izložen sunčevoj svjetlosti, pa čak i vrlo malo povišenje temperature zbog svoje vrlo reaktivne prirode.
Vodikovo gorivo
Unatoč visoko eksplozivnoj i zapaljivoj kvaliteti plinovitog vodika, ljudi su pronašli mnogo korištenja vodika koje su izravno povezane s njegovom zapaljivošću.
Možda je najčešći vodikovo gorivo i gorivne stanice. Vodikovo gorivo kombinira vodik i kisik kako bi stvorilo električnu energiju i snagu vodika.
Vodikovo gorivo je uzbudljivo jer je "čisti" izvor energije koji vodu i energiju proizvodi samo kad reagira (kao što možete vidjeti u gornjoj jednadžbi izgaranja). Ostali izvori goriva poput plina i nafte proizvode štetne plinove i emisije štetne za okoliš. Ljudi su pronašli načine za dovođenje vodikove energije u domove, automobile, prijenosne izvore energije i još mnogo toga.
Pročitajte više o vodikovom gorivu i fosilnom gorivu.
Ostale upotrebe vodika
Vodikov plin se također koristi u mnogim industrijskim i proizvodnim procesima, posebno onima koji koriste naftu, kao i onima koji zahtijevaju hidrogeniranje proizvoda poput hidrogeniziranih ulja.
Ostale uobičajene upotrebe vodika uključuju:
- Koristite kao rashladnu tekućinu
- Primjene za zavarivanje
- Prethodna uporaba u zračnim balonima i zračnim brodovima
Znanstvenici su otkrili snagu izgaranja vodika i ostala svojstva vodika te su te informacije koristili za stvaranje vodikovih bombi, koje se nazivaju i fuzijskim bombama. Te bombe prisiljavaju više jezgara vodika da se kombiniraju u atome helija u procesu tzv fuzija.
To se događa pri visokim temperaturama i rezultira masivnim izlazom energije, što je poznato kao eksplozija. Vodik se koristi u ovim fuzijskim bombama, jer su vrlo lagane i imaju najmanju otpornost spajajućih jezgri (to ipak ne smanjuje snagu vodikove bombe).