المحتوى
الهيدروجين هو العنصر الأول في الجدول الدوري مع بروتون واحد وإلكترون واحد. هذا يجعله أيضًا العنصر الأخف وزناً في الجدول الدوري بوزن 1.0079 وحدة (وحدة الكتلة الذرية) فقط. لها أيضا العنصر الأكثر وفرة في الكون.
اقرأ المزيد عن أهمية الهيدروجين.
كما أن الهيدروجين شديد الاشتعال وسيحترق بسهولة أو ينفجر حتى عند التركيزات المنخفضة.
خصائص الهيدروجين
يحتوي الهيدروجين على بروتون واحد وإلكترون واحد في نواه. نظير الهيدروجين الأكثر شيوعًا ليس له نيوترونات.
هذا يجعل الهيدروجين أحد أفضل العناصر في التكوين روابط تساهمية مع الجزيئات والعناصر الأخرى. في الواقع ، يمكن أن تشكل رابطة تساهمية مع أي عنصر تقريبا على الجدول الدوري بسبب بروتون واحد والإلكترون.
هذا يعني أيضًا أن ذرات الهيدروجين المفردة نادرة جدًا. انها عادة أشكال غاز الهيدروجين، وهو شكل ثنائي الذرة من الهيدروجين (H2).
في ظل ظروف درجة الحرارة والضغط الطبيعية للأرض ، ليس للهيدروجين رائحة ، غير سامة ، لا طعم له ، عديم اللون وغير معدني. تبلغ كثافة الهيدروجين 0.89 جم / لتر (أقل كثافة من الهواء) ، ولها درجة انصهار تبلغ حوالي -259 درجة مئوية ونقطة غليان تبلغ حوالي -252.9 درجة مئوية.
هل الهيدروجين قابل للاشتعال؟
لذا ، السؤال الكبير: هل الهيدروجين قابل للاشتعال؟ الجواب القصير هو نعم انها قابلة للاشتعال للغاية ، ولكن هناك بعض الأشياء لتوضيح هذه الإجابة.
عندما قال أن الهيدروجين قابل للاشتعال ، فهذا لا يعني الشكل الأولي للهيدروجين. انها ال غاز الهيدروجين ثنائي الذرة هذا قابل للاشتعال للغاية. يجب أن يكون تركيز الكثير من المواد القابلة للاشتعال من أجل الاحتراق أو اشتعال النيران بالفعل ، ولكن هذا ليس هو الحال مع الهيدروجين. سوف يحترق الهيدروجين بتركيزات منخفضة تصل إلى 4٪ إلى 75٪.
رد فعل هذا الاحتراق هو:
2H2(الغاز) + O2 (الغاز) = 2H2O (سائل) + 572 كيلو جول طاقة (286kJ / mol H2)
يمكن أن تحدث انفجارات واحتراق الهيدروجين مع شرارة بسيطة وزيادة الحرارة. ومع ذلك ، فقد شوهد أيضًا أنه يحترق عند تعريضه لأشعة الشمس وحتى زيادات طفيفة للغاية في درجة الحرارة بسبب طبيعته شديدة التفاعل.
وقود الهيدروجين
على الرغم من النوعية شديدة الانفجار والقابلة للاشتعال لغاز الهيدروجين ، فقد وجد الناس العديد من الاستخدامات للهيدروجين التي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بقابليته للاشتعال.
ربما الأكثر شيوعا هو وقود الهيدروجين وخلايا الوقود. يجمع وقود الهيدروجين بين الهيدروجين والأكسجين من أجل توليد الكهرباء والطاقة الهيدروجينية.
يعد وقود الهيدروجين مثيرًا لأنه مصدر "نظيف" للطاقة لا ينتج عنه سوى الماء والطاقة عند التفاعل (كما ترى في معادلة الاحتراق أعلاه). مصادر الوقود الأخرى مثل الغاز والنفط تنتج غازات ضارة وانبعاثات ضارة بالبيئة. لقد وجد الناس استخدامات لجلب الطاقة الهيدروجينية إلى المنازل والسيارات ومصادر الطاقة المحمولة والمزيد.
اقرأ المزيد عن وقود الهيدروجين مقابل الوقود الأحفوري.
استخدامات أخرى للهيدروجين
يستخدم غاز الهيدروجين أيضًا في العديد من العمليات الصناعية والتصنيعية خاصة تلك التي تستخدم البترول وكذلك العمليات التي تتطلب هدرجة منتجات مثل الزيوت المهدرجة.
الاستخدامات الشائعة الأخرى للهيدروجين تشمل:
اكتشف العلماء قوة احتراق الهيدروجين وغيرها من خصائص الهيدروجين واستخدموا تلك المعلومات من أجل إنشاء قنابل هيدروجينية ، والتي تسمى أيضًا قنابل الاندماج. هذه القنابل تجبر نوى الهيدروجين المتعددة على الاندماج في ذرات الهيليوم في عملية تسمى انصهار.
يحدث هذا في درجات حرارة عالية وينتج عنه إنتاج هائل للطاقة ، والذي يعرف باسم الانفجار. يتم استخدام الهيدروجين في قنابل الاندماج هذه لأنها خفيفة للغاية ولديها أقل قدر من المقاومة للانضمام إلى نوى (وهذا لا يقلل من قوة القنبلة الهيدروجينية ، رغم ذلك).