با سلام خدمت شما بازديدكننده گرامي ، خوش آمدید
به سایت من . لطفا براي هرچه بهتر شدن مطالب اين
وب سایت ، ما را از نظرات و پيشنهادات خود آگاه سازيد
و به ما را در بهتر شدن كيفيت مطالب ياري کنید.
واحدهای SI و STP استفاده شده، مگر آنکه ذکر شده باشد.
تاریخچه
هیدروژن ( کلمه فرانسوی به معنی سازنده آب و واژهaونانی hudôr یعنی آب و gennen یعنی تولید کننده ) برای اولین بار در سال 1776 بوسیله "هنری کاوندیش" بعنوان یک ماده مستقل شناخته شده ، "آنتونی لاوازیه" نام هیدروژن را برای این عنصر انتخاب کرد.
پیدایش
هیدروژن فراوانترین عنصر در جهان است، بطوریکه 75% جرم مواد طبیعی از این عنصر ساخته شده و بیش از 90% اتمهای تشکیل دهنده آنها اتمهای هیدروژن است. این عنصر به مقدار زیاد و بهوفور در ستارگان و سیارات غولهای گازی یافت میشود. به نسبت فراوانی زیاد آن در جاهای دیگر ، هیدروژن در اتمسفر زمین بسیار رقیق است (1ppm برحسب حجم). متعارفترین منبع برای این عنصر در زمین آب است که از دو قسمت هیدروژن و یک قسمت اکسیژن (H2O) ساخته شده است.
منابع دیگر عبارتند از بیشترین اشکال مواد آلی که در اندام تمام موجودات زنده شناخته شده وجود دارند، زغال ، سوخت فسیلی و گاز طبیعی. متان ( CH4 ) که یکی از محصولات فرعی فساد ترکیبات آلی است که اهمیت منابع آن رو به افزایش است. هیدروژن از چندین راه مختلف بدست میآید، عبور بخار از روی کربن داغ ، تجزیه هیدروکربن بوسیله حرارت ، واکنش هیدروکسید سدیم یا پتاسیم بر آلومینیوم ، الکترولیز آب یا از جابجائی آن در اسیدها توسط فلزات خاص.
هیدروژن تجاری در حجمهای زیاد معمولا بوسیله تجزیه گاز طبیعی تولید میشود.
خصوصیات قابل توجه
هیدروژن سبک ترین عنصر شیمیایی با معمولترین ایزوتوپ آن است که شامل تنها یکپروتون و الکترون است. در شرایط فشار و دمای استاندارد هیدروژن یک گاز ، H2 ، دو اتمی با نقطه جوش 20.27K و نقطه ذوب 14.02K را میسازد. در صورتیکه این گاز تحت فشار فوقالعاده بالایی ، مانند شرایطی که در مرکز غولهای گازی وجود دارد، قرار گیرد، مولکولهاماهیت خود را از دست داده و هیدروژن بصورت فلزی مایع در میآید.
اما در فشارهای بسیار پایین مانند شرایطی که در فضا یافت میشود، به این علت که هیچ راهی برای ترکیب اتمهایش وجود ندارد، هیدروژن تمایل دارد تا بصورت اتمهای مجزا در آمده ، ابرهای H2 (هیدروژنی) تشکیل میشود که به شکل گیری ستارگان نیز مرتبط میباشد.
این عنصر نقش بسیار حیاتی در تامین انرژی جهان از طریق واکنش پروتون-پروتون و چرخه کربن-نیتروژن به عهده دارد (اینها فرآیندهای همجوشی هستهای هستند که با ترکیب دو اتم هیدروژن به یک اتم هلیم ، مقدار بسیار عظیمی از انرژی آزاد میکنند.)
کاربردها
به مقدار بسیار زیادی هیدروژن در فرآیند هابر (Haber Process) در صنعت نیاز میباشد، مقدار قابل توجهی در برای تولید آمونیاک ، هیدروژنه کردن چربیها و روغنها و تولید متانول.
هیدرودیلکیلاسیون (hydrodealkylation) ، هیدرودیسولفوریزاسیون (hydrodesulfurization) و هیدروکرکینک (hydrocracking) .
تولید اسید هیدروکلریک ، جوشکاری ، سوختهای موشک و احیاء سنگ معدن فلزی
هیدروژن مایع در تحقیقات سرما شناسی مانند مطالعات ابررسانایی بکار میرود.
تریتیوم که در رآکتورهای اتمی تولید میشود، در ساخت بمبهای هیدروژنی مورد استفاده قرار میگیرد.
هیدروژن چهارده و نیم بار از هوا سبکتر است و سابقا بعنوان عامل بالا برنده در بالونها و کشتیهای هوایی مورد استفاده قرار میگرفت تا وقتیکه فاجعه هیندنبرگ ثابت کرد که استفاده از این گاز برای این منظور بسیار خطرناک است.
دوتریوم بعنوان یک کند کننده جهت کاهش حرکت نوترونها در فعالیت های هستهای مورد استفاده قرار میگیرد و ترکیبات دوتریوم در شیمی و زیست شناسی در مطالعاتتاثیرات ایزوتوپ ، مورد استفاده واقع میشوند.
تریتیوم که یک ایزوتوپ طبقهبندی شده در علوم زیست شناسی است که بعنوان یک منبع تشعشع در رنگهای نورانی کاربرد دارد.
هیدروژن میتواند در موتورهای درون سوز سوخته شود و در برهه کوتاهی اتومبیلهایی با سوخت هیدروژنی