Renksiz, kokusuz, yanıcı bir gazdır. Hidrojenin yoğunluğu normal koşullar 0,09 kg/m3'e eşit; hava yoğunluğu - 0,07 kg/m3; kalorifik değer - 28670 kcal/kg; minimum ateşleme enerjisi - 0,017 mJ. Hava ve oksijenle patlayıcı bir karışım oluşturur. Klorlu bir karışım (1:1) ışıkta patlar; florürlü hidrojen karanlıktaki bir patlamayla bağlantılıdır; (2:1) - patlayıcı gazla karışım. Patlama limitleri: 4 - 75 vol. %, oksijenli 4,1 - 96 hacim. %.

Rezervleri tükendiği gün Evrendeki yaşam da sona erecek. Onsuz yaşamın imkansız olduğu madde, gezegenimizin tam merkezinde, çekirdeğin içinde ve çevresinde "oturur" ve oradan dışarıya "göç eder". Bu gaz tüm başlangıçların başlangıcıdır. Onun adı - " hidrojen».
Hidrojençekirdeğin içinde ve çevresinde bulunur. Daha sonra yoğun manto geliyor. Ancak bu gaz kaya kütlesi boyunca sessizce hareket eder. Dünya gençken, derinliklerde çok daha fazla hidrojen vardı ve derinliklerden tüm Dünya'ya yayıldı. Azalınca süreç nispeten istikrara kavuştu ve hidrojen“dışarı çıkmaya” başladı özel bölgeler, okyanus sırtlarının fayları boyunca.
Elbette Dünya'daki modern yaşam belli bir oksijen potansiyeliyle ortaya çıktı. Ancak objektif olmak gerekirse, gezegenimizdeki tüm başlangıçların başlangıcını buna borçluyuz. hidrojen. Dünyadaki yaşamın kökeninin kaynağı haline gelen, daha önce inanıldığı gibi karbon değil, hidrojenin dinamik döngüsü, Dünya'nın bağırsaklarından giriş süreciydi.

Hidrojen ve Evren

Genellikle belirli bir unsurun önemini vurgulamak için şöyle derler: Eğer o olmasaydı şöyle şöyle olurdu. Ancak kural olarak bu retorik bir araçtan başka bir şey değildir. Ve burada hidrojen Bir gün gerçekten olmayabilir, çünkü yıldızların bağırsaklarında sürekli yanarak hareketsiz hale gelir.
Hidrojen uzayda en çok bulunan elementtir. Güneş'in ve diğer yıldızların çoğunun kütlesinin yaklaşık yarısını oluşturur. Gaz bulutsularında, yıldızlararası gazda bulunur ve yıldızların bir parçasıdır. Yıldızların derinliklerinde atom çekirdeğinin dönüşümü meydana gelir hidrojen helyum atomlarının çekirdeklerine. Bu süreç enerjinin açığa çıkmasıyla gerçekleşir; Güneş de dahil olmak üzere birçok yıldız için ana enerji kaynağı olarak hizmet eder.
Güneş her saniye uzaya 4 milyon ton kütleye eşdeğer enerji yayar. Bu enerji dört çekirdeğin füzyonu sırasında yaratılır. hidrojen, protonlar çekirdeğe. Bir gram protonun "yanması", bir gramın yanmasından yirmi milyon kat daha fazla enerji açığa çıkarır kömür. Dünya'da hiç kimse böyle bir reaksiyon gözlemlemedi: Bu reaksiyon, yalnızca yıldızların derinliklerinde var olan ve henüz insanlar tarafından yönetilmeyen bir sıcaklık ve basınçta meydana geliyor.
Saniyede dört milyon tonluk kütle kaybına eşdeğer bir gücü hayal etmek imkansızdır: En güçlü termonükleer patlamada bile yalnızca bir kilogram madde enerjiye dönüştürülür. Ancak sürecin hızı, yani. Çekirdek sayısı hidrojen Bir saniyede bir metreküplük helyum çekirdeğine dönüşen madde küçüktür. Bu nedenle birim hacim başına birim zamanda açığa çıkan enerji miktarı küçüktür. Böylece, Güneş'in özgül gücünün ihmal edilebilir olduğu ortaya çıktı - bir kişinin kendisi gibi "ısı üreten bir cihazın" gücünden çok daha az! Hesaplamalar, Güneş'in en az otuz milyar yıl daha hiç hız kesmeden parlamaya devam edeceğini gösteriyor. Ömrümüze yetecek kadar.

Suyu doğurmak

Hidrojen keşfedildi 16. yüzyılın ilk yarısında Alman hekim ve doğa bilimci Paracelsus tarafından. 16. – 18. yüzyıl kimyagerlerinin eserlerinde. Sıradan gazla birleştirildiğinde patlayıcı karışımlar oluşturan "yanıcı gaz" veya "yanıcı hava"dan bahsediliyordu. Bazı metallere (demir, çinko, kalay) seyreltik asit çözeltileri - sülfürik ve hidroklorik - etki edilerek elde edildi.
Bu gazın özelliklerini açıklayan ilk bilim adamı İngiliz bilim adamı Henry Cavendish'ti. Yoğunluğunu belirledi ve havadaki yanmayı inceledi, ancak flojiston teorisine* bağlılık, araştırmacının meydana gelen süreçlerin özünü anlamasını engelledi.
1779'da Antoine Lavoisier'in aldığı hidrojen suyu ayrıştırırken buharlarını kırmızı-sıcak demir bir tüpten geçirir. Lavoisier ayrıca "yanıcı hava"nın oksijenle etkileşime girdiğinde suyun oluştuğunu ve gazların hacimsel olarak 2:1 oranında reaksiyona girdiğini kanıtladı. Bu, bilim adamının su - H2O bileşimini belirlemesine olanak sağladı. Lavoisier ve meslektaşları, elementin adını - Hidrojenyum - Yunanca "gidor" - su ve "gennao" - doğuruyorum kelimelerinden türetmişlerdir. Rus adı "hidrojen" 1824'te kimyager M.F. Soloviev tarafından Lomonosov'un "oksijenine" benzetilerek önerildi.
Hidrojen- renksiz, tatsız ve kokusuz, suda az çözünen bir gazdır. Gazların en hafifi olan havadan 14,5 kat daha hafiftir. Bu yüzden hidrojen Balonları ve hava gemilerini doldururlardı. -253°C sıcaklıkta hidrojen sıvılaşır. Bu renksiz sıvı, bilinenlerin en hafifidir: 1 ml, gramın onda birinden daha hafiftir. -259°C'de sıvı hidrojen donarak renksiz kristallere dönüşür.
Moleküller H2 o kadar küçüktürler ki, yalnızca küçük gözeneklerden değil, metallerin içinden de kolaylıkla geçebilirler. Nikel gibi bazıları absorbe edebilir çok sayıda hidrojen ve onu kristal kafesin boşluklarında atomik formda tutun. 250°C'ye ısıtılan paladyum folyo serbestçe geçer hidrojen; Bu, onu diğer gazlardan iyice temizlemek için kullanılır.
Çözünürlük ile hidrojen metallerde yayılma yeteneği ile ilgilidir. Üstelik en hafif gaz olduğundan hidrojen en yüksek yayılma hızına sahiptir: molekülleri, başka bir maddenin ortamındaki diğer tüm gazların moleküllerinden daha hızlı yayılır ve çeşitli bölmelerden geçer.
Hidrojen- kolayca içeri giren aktif madde kimyasal reaksiyonlar. Yandığında çok fazla ısı açığa çıkar ve tepkimenin tek ürünü sudur: 2H2 + O2 = 2H2O. Böyle çevre dostu bir yakıt ancak hayal edilebilir!
Günümüzde (şimdilik sınırlı sayıda olsa da) otomobiller hidrojen motorlar. Bu, yakıt olarak sıvı yakıt kullanan BMW Hydrogen 7'dir. hidrojen; Aynı anda benzinle çalışan bir Mercedes Citaro otobüsü ve bir Mazda RX-8 Hydrogen binek otomobili ve hidrojen. Boeing insansız hava aracı geliştiriyor yüksek irtifa ve uçuş süresi (Yüksek İrtifa Uzun Dayanıklılık (HALE). Uçak aşağıdakilerle donatılmıştır: hidrojen Ford Motor Company tarafından üretilen motor. Ancak kalkınma hidrojen Enerji sektörü, bu gazla çalışırken ortaya çıkan yüksek risk derecesi ve aynı zamanda onu depolamanın zorlukları nedeniyle sekteye uğramaktadır.

Neredeyse hayatınıza mal olacak bir deneyim

Hava oksijeni ile hidrojen patlayıcı bir karışım oluşturur - patlayıcı gaz. Bu nedenle, birlikte çalışırken hidrojenözel dikkat gösterilmelidir. Temiz hidrojen neredeyse sessizce yanar ve havayla karıştırıldığında karakteristik bir özellik oluşturur yüksek sesle patlama. Bir test tüpünde patlayan gazın patlaması deneyci için tehlike oluşturmaz ancak düz tabanlı bir şişe veya kalın cam kap kullanılırsa ciddi yaralanmalar meydana gelebilir.
Hidrojen hem oksitleyici hem de indirgeyici özellikler sergileyen ikili bir kimyasal yapıya sahiptir. Çoğu reaksiyonda indirgeyici madde olarak görev yapar ve oksidasyon durumu +1 olan bileşikler oluşturur. Ancak aktif metallerle reaksiyonlarda oksitleyici bir madde olarak görev yapar: metalli bileşiklerdeki oksidasyon durumu -1'dir.
Böylece bir elektron vererek, hidrojen Periyodik tablonun birinci grubundaki metallerle ve yedinci grupta yer alan metal olmayanlarla bir elektron eklenerek benzerlik gösterir. Bu yüzden hidrojen V periyodik tablo genellikle ya birinci gruba ve aynı zamanda yedinci grupta parantez içine veya yedinci gruba ve birinci grupta parantez içine yerleştirilir.

Hidrojenin kullanımı ve üretimi

Kullanılmış hidrojen metanol, hidrojen klorür üretiminde, bitkisel yağların hidrojenlenmesinde (margarin üretiminde), ayrıca oksitlerden metallerin (molibden, tungsten, indiyum) geri kazanılmasında. Refrakter metaller ve alaşımlar hidrojen-oksijen alevi (3000°C) kullanılarak kaynaklanır ve kesilir. Sıvı hidrojen roket yakıtı görevi görür.
Kömürü ve yağı hidrojenlerken zayıf hidrojen Düşük dereceli yakıtlar yüksek kaliteli yakıtlara dönüştürülür.
Hidrojen Güçlü elektrik akımı jeneratörlerini soğutmak için kullanılır ve izotopları nükleer enerjide kullanılır.
Endüstride hidrojen, sulu tuz çözeltilerinin (örneğin, NaCl, Na2C04) elektrolizi ile ve ayrıca katı ve gazlı yakıtların - kömür ve dönüşümü sırasında elde edilir. doğal gaz. Dönüşüm işlemleri, katalizörlerin varlığında yaklaşık 1000°C sıcaklıkta gerçekleşir. Ortaya çıkan gaz karışımına sentez gazı denir.

Hemen hemen her evdeki ecza dolabında bir şişe %3'lük peroksit çözeltisi bulunur. hidrojen H2O2. Yaraları dezenfekte etmek ve kanamayı durdurmak için kullanılır.

Amaca bağlı olarak teknik hidrojenİki markada sıkıştırılmış ve sıkıştırılmamış formda mevcuttur:

Hidrojen gazı sınıfı “A”- elektronikte, farmasötikte kullanılır, kimya endüstrileri toz metalurjisinde: metal oksitlerden refrakter bileşiklerin biriktirilmesi için; Krom ve paslanmaz çelik içeren toz malzemelerden yapılmış ürünleri sinterlerken.
- Enerji, elektronik, kimya, demir dışı metalurji, ilaç endüstrilerinde kullanılır.

Uzay ajansları ve özel şirketler, önümüzdeki birkaç yıl içinde Mars'a insan gönderme ve sonunda Mars'ın kolonileştirilmesine yönelik planlar geliştiriyor. Yakındaki yıldızların etrafında keşfedilen Dünya benzeri gezegenlerin sayısının artmasıyla birlikte, uzun mesafeli uzay yolculuğu giderek daha önemli hale geliyor.

Ancak insanların uzayda uzun süre hayatta kalması kolay değil. Uzun mesafeli uzay uçuşunun en büyük zorluklarından biri, astronotların nefes almasına yetecek kadar oksijen ve karmaşık elektronikleri çalıştıracak kadar yakıt taşımaktır. Ne yazık ki uzayda neredeyse hiç oksijen yok, bu yüzden Dünya'da depolanması gerekiyor.

Ancak Nature Communications'da yayınlanan yeni araştırma, yalnızca yarı iletken malzeme, güneş ışığı (veya yıldız ışığı) ve ağırlıksızlık kullanarak sudan hidrojen (yakıt için) ve oksijen (solunum için) üretmenin mümkün olduğunu gösteriyor ve bu da uzun mesafeli yolculuğu daha mümkün kılıyor.

Enerjimizi artırmak için Güneş'in sınırsız kaynağını kullanmak Gündelik Yaşam- Dünyadaki en küresel sorunlardan biri. Yavaş yavaş petrolden yenilenebilir enerji kaynaklarına doğru ilerledikçe, araştırmacılar hidrojeni yakıt olarak kullanma olasılığıyla ilgileniyorlar. En iyi yol Bunu yapmak, suyu (H2O) bileşenlerine ayırmak anlamına gelir: hidrojen ve oksijen. Bu, bir miktar çözünebilir elektrolit (tuz gibi) içeren sudan bir akımın geçirilmesini içeren, elektroliz olarak bilinen bir işlem kullanılarak mümkündür. yaklaşık. tercüme). Sonuç olarak su, her biri kendi elektrotunda salınan oksijen ve hidrojen atomlarına ayrışır.

Suyun elektrolizi.

Bu yöntem teknik olarak mümkün olmasına ve yüzyıllardır bilinmesine rağmen, Dünya'da hala mevcut değil çünkü hidrojenle ilgili daha fazla altyapıya (hidrojen yakıt ikmal istasyonları gibi) ihtiyacımız var.

Bu şekilde sudan elde edilen hidrojen ve oksijen de yakıt olarak kullanılabilmektedir. uzay gemisi. Bir roketi suyla fırlatmak aslında onu fazladan yakıt ve oksijenle fırlatmaktan çok daha güvenli olurdu çünkü karışım bir kaza anında patlayıcı olabilir. Artık uzayda, özel teknoloji suyu hidrojen ve oksijene ayırabilecek ve bu da nefes almayı ve elektroniklerin işlevselliğini (örneğin yakıt hücrelerini kullanarak) korumak için kullanılabilecek.

Bunun için iki seçenek var. Bunlardan biri, Dünya'da olduğu gibi, akım üretmek için elektrolitlerin ve güneş pillerinin kullanıldığı elektrolizdir. Ancak ne yazık ki elektroliz çok enerji yoğun bir süreç ve uzaydaki enerji zaten "ağırlığı altın değerinde".

Bir alternatif, suya yerleştirilen yarı iletken bir malzeme tarafından fotonları emerek çalışan fotokatalizörlerin kullanılmasıdır. Foton enerjisi materyaldeki bir elektronu “çarparak” materyalde bir “delik” bırakıyor. Serbest bir elektron sudaki protonlarla etkileşime girerek hidrojen atomları oluşturabilir. Bu arada “delik” sudan elektronları emerek proton ve oksijen atomları oluşturabilir.



Karasal koşullarda ve mikro yerçekiminde fotokataliz süreci (Dünyadakinden milyon kat daha az). Görüldüğü gibi ikinci durumda ortaya çıkan gaz kabarcıklarının sayısı daha fazladır.

Bu süreç tersine çevrilebilir. Hidrojen ve oksijen bir yakıt hücresi kullanılarak yeniden birleştirilebilir (birleştirilebilir), bu da fotokataliz ve su oluşumu için harcanan güneş enerjisinin geri dönüşüyle ​​sonuçlanır. Dolayısıyla bu teknoloji derin uzay yolculuğunun gerçek anahtarıdır.

Fotokatalistlerin kullanıldığı süreç en iyi seçenek ekipmanın ağırlığı elektroliz için gerekenden çok daha az olduğu için uzay yolculuğu için. Teorik olarak onunla uzayda çalışmak da daha kolay. Bu kısmen yoğunluktan kaynaklanmaktadır. Güneş ışığı Dünya atmosferinin dışında önemli ölçüde daha yüksektir, çünkü ikincisinde ışığın oldukça büyük bir kısmı yüzeye giderken emilir veya yansıtılır.

Yeni bir çalışmada bilim insanları tüm çalışma sistemini sıfırladı Deneysel kurulum 120 metre yüksekliğindeki bir kuleden fotokataliz için mikro yerçekimi adı verilen koşullar yaratılıyor. Nesneler serbest düşüşle Dünya'ya düştükçe, yerçekiminin etkisi azalır (ancak yerçekiminin kendisi kaybolmaz, bu yüzden buna yerçekimi yok değil, mikro yerçekimi denir - yaklaşık. tercüme), Dünya'nın yerçekimini telafi edecek hiçbir kuvvet olmadığından - bu nedenle, düşme sırasında, ISS'de olduğu gibi kurulumda koşullar yaratılır.

Deney düzeneği ve deney süreci.

Araştırmacılar bu koşullar altında suyun bölünmesinin gerçekten mümkün olduğunu göstermeyi başardılar. Ancak bu işlem gaz ürettiğinden suda kabarcıklar oluşur. Önemli bir görev gaz oluşturma sürecine müdahale eden katalizör malzemesi kabarcıklarından kurtulmaktır. Dünya'da yerçekimi, kabarcıkların yüzeye çıkmasına neden olur (yüzeye yakın su kabarcıklardan daha yoğun olduğundan yüzeyde yüzmelerine izin verir), katalizörde daha fazla kabarcık oluşması için yer açar.

Sıfır yerçekiminde bu imkansızdır ve gaz kabarcıkları katalizörün üzerinde veya yakınında kalır. Ancak bilim insanları, katalizörün şeklini nano ölçekte ayarlayarak, kabarcığın piramidin tepesinden kolayca ayrılabileceği ve yeni kabarcıkların oluşma sürecine müdahale etmeden suya girebileceği piramidal bölgeler oluşturdu.

Ancak bir sorun devam ediyor. Yer çekiminin yokluğunda kabarcıklar, katalizörü terk etmeye zorlansalar bile sıvının içinde kalacaktır. Yerçekimi, saf hidrojen ve oksijenin kullanımı için kritik olan gazın sıvıdan kolayca kaçmasını sağlar. Yerçekimi olmadığında yüzeyde hiçbir gaz kabarcığı yüzemez ve sıvıdan ayrılmaz; bunun yerine köpük eşdeğeri oluşur.

Bu, katalizörleri veya elektrotları bloke ederek işlemin verimliliğini önemli ölçüde azaltır. Bu soruna yönelik mühendislik çözümleri anahtar olacaktır. başarılı uygulama uzaydaki teknoloji - olası bir çözüm, kurulumu döndürmektir: bu şekilde merkezkaç kuvvetleri yapay yerçekimi yaratacaktır. Ancak yine de bu yeni araştırma sayesinde uzun süreli insanlı uzay uçuşuna bir adım daha yaklaştık.

Hidrojen (H) çok hafiftir kimyasal element Ağırlıkça %0,9'u yer kabuğunda, %11,19'u su içeriğine sahiptir.

Hidrojenin özellikleri

Gazlar arasında hafiflik bakımından birincidir. Normal şartlarda tatsız, renksiz ve kesinlikle kokusuzdur. Termosfere girdiğinde düşük ağırlığı nedeniyle uzaya uçar.

Tüm evrende en çok sayıda kimyasal elementtir (toplam madde kütlesinin %75'i). O kadar çok yıldız var ki uzay tamamen ondan oluşuyor. Örneğin Güneş. Ana bileşeni hidrojendir. Isı ve ışık ise bir maddenin çekirdekleri birleştiğinde ortaya çıkan enerjinin sonucudur. Ayrıca uzayda çeşitli boyutlarda, yoğunluklarda ve sıcaklıklarda moleküllerinden oluşan bütün bulutlar vardır.

Fiziki ozellikleri

Yüksek sıcaklık ve basınç, niteliklerini önemli ölçüde değiştirir, ancak normal koşullar O:

Diğer gazlarla karşılaştırıldığında yüksek ısı iletkenliğine sahiptir,

Toksik değildir ve suda az çözünür,

0°C ve 1 atm'de 0,0899 g/l yoğunluğa sahip,

-252,8°C'de sıvıya dönüşür

-259,1°C'de sertleşir,

Özgül yanma ısısı 120.9.106 J/kg.

Sıvı ya da katı duruma geçmek için gereklidir yüksek basınç ve çok Düşük sıcaklık. Sıvılaştırılmış halde akışkan ve hafiftir.

Kimyasal özellikler

Basınç altında ve soğutma (-252,87 derece C) üzerine hidrojen, ağırlığı herhangi bir analogdan daha hafif olan sıvı bir hal alır. Gaz halindeki formdan daha az yer kaplar.

Tipik bir metal olmayan maddedir. Laboratuvarlarda metallerin (çinko veya demir gibi) seyreltik asitlerle reaksiyona sokulmasıyla üretilir. Normal koşullar altında aktif değildir ve yalnızca aktif metal olmayan maddelerle reaksiyona girer. Hidrojen, oksijeni oksitlerden ayırabilir ve metalleri bileşiklerden indirgeyebilir. O ve karışımları belirli elementlerle hidrojen bağları oluşturur.

Gaz, etanolde ve birçok metalde, özellikle paladyumda oldukça çözünür. Gümüş onu eritmez. Hidrojen, oksijen veya havada yanma sırasında ve halojenlerle etkileşime girdiğinde oksitlenebilir.

Oksijenle birleşince su oluşur. Sıcaklık normalse reaksiyon yavaş ilerler, 550°C'nin üzerindeyse patlar (patlayıcı gaza dönüşür).

Doğada hidrojen bulmak

Gezegenimizde çok fazla hidrojen olmasına rağmen, saf formu bulmak kolay değil. Volkanik patlamalar sırasında, petrol üretimi sırasında ve organik maddenin ayrıştığı yerlerde bir miktar bulunabilir.

Toplam miktarın yarısından fazlası su içeren bileşimdedir. Ayrıca yağın, çeşitli killerin, yanıcı gazların, hayvanların ve bitkilerin yapısında da bulunur (her canlı hücrede varlığı atom sayısına göre %50'dir).

Doğada hidrojen döngüsü

Her yıl su kütlelerinde ve toprakta muazzam miktarda (milyarlarca ton) bitki kalıntısı ayrışıyor ve bu ayrışma atmosfere büyük miktarda hidrojen salıyor. Ayrıca bakterilerin neden olduğu herhangi bir fermantasyon, yanma sırasında açığa çıkar ve oksijenle birlikte su döngüsüne katılır.

Hidrojen Uygulamaları

Element, insanlık tarafından faaliyetlerinde aktif olarak kullanılmaktadır, bu nedenle onu endüstriyel ölçekte elde etmeyi öğrendik:

Meteoroloji, kimyasal üretim;

Margarin üretimi;

Roket yakıtı olarak (sıvı hidrojen);

Elektrik jeneratörlerini soğutmak için elektrik enerjisi endüstrisi;

Metallerin kaynaklanması ve kesilmesi.

Sentetik benzin (düşük kaliteli yakıtın kalitesini artırmak için), amonyak, hidrojen klorür, alkoller ve diğer malzemelerin üretiminde çok fazla hidrojen kullanılır. Nükleer güç izotoplarını aktif olarak kullanır.

"Hidrojen peroksit" ilacı metalurjide, elektronik endüstrisinde, kağıt hamuru ve kağıt üretiminde, keten ve pamuklu kumaşların ağartılmasında, saç boyaları ve kozmetik ürünlerinin üretiminde, polimerlerin üretiminde ve tıpta yaraların tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bu gazın "patlayıcı" doğası ölümcül bir silaha dönüşebilir. hidrojen bombası. Patlamasına büyük miktarda radyoaktif maddenin salınması eşlik eder ve tüm canlılar için yıkıcıdır.

Sıvı hidrojenin ciltle teması şiddetli ve ağrılı donmalara neden olabilir.

Dünya'da - oksijen, uzayda - hidrojen

Evren en fazla hidrojeni içerir (kütlece %74). O zamandan beri muhafaza ediliyor büyük patlama. Hidrojenin yalnızca küçük bir kısmı yıldızlarda daha ağır elementlere dönüşmeyi başardı. Dünya üzerinde en bol bulunan element oksijendir (%46-47). Çoğu, başta silikon oksit (Si02) olmak üzere oksitler formunda bağlanır. Dünya'nın oksijeni ve silikonu, Güneş'in doğumundan önce var olan büyük yıldızlardan kaynaklandı. Bu yıldızlar yaşamlarının sonunda süpernova şeklinde patlayarak oluşturdukları elementleri uzaya fırlattılar. Elbette patlama ürünleri karbonun yanı sıra çok fazla hidrojen ve helyum da içeriyordu. Ancak bu elementler ve bunların bileşikleri oldukça uçucudur. Genç Güneş'in yakınında buharlaştılar ve radyasyon basıncıyla Güneş Sisteminin eteklerine doğru savruldular.

Samanyolu Galaksisi'ndeki En Yaygın On Element*

* Milyonda kütle oranı.

"HİDROJEN" şemasının genelleştirilmesi

BEN. Hidrojen kimyasal bir elementtir

a) PSHE'deki konumu

• seri numarası No.1
• 1. dönem
• grup ben (ana alt grup “A”)
• bağıl kütle Ar(H)=1
• Latince adı Hydrogenium (suyu doğuran)

b) Hidrojenin doğadaki yaygınlığı

Hidrojen kimyasal bir elementtir.	İÇİNDE yerkabuğu (litosfer ve hidrosfer) – ağırlıkça %1 (Tüm unsurlar arasında 10. sırada)
	ATMOSFER - Atom sayısına göre %0,0001
	Evrendeki en yaygın element – Tüm atomların %92'si (yıldızların ve yıldızlararası gazın ana bileşeni)

Hidrojen bir kimyasaldır eleman	Bağlantılarda	H 2 O - su(ağırlıkça %11)
		CH 4 – metan gazı(ağırlıkça %25)
		Organik madde(petrol, yanıcı doğal gazlar ve diğerleri) Hayvan ve bitki organizmalarında(yani proteinlerin bir parçası olarak, nükleik asitler, yağlar, karbonhidratlar ve diğerleri) İnsan vücudunda ortalama olarak yaklaşık 7 kilogram hidrojen içerir.

c) Bileşiklerdeki hidrojenin değeri

II. Hidrojen basit bir maddedir (H 2)

Fiş

1. Laboratuvar (Kipp aparatı) A) Metallerin asitlerle etkileşimi: Zn+ 2HCl = ZnCl2 + H2 tuz B) Etkileşim aktif metaller su ile: 2Na + 2H20 = 2NaOH + H2 temel

2. Sanayi · Suyun elektrolizi e-posta akım 2H 2 O =2H 2 + O 2 · Doğal gazdan t,Ni CH4 + 2H2O=4H2 +C02

Doğada hidrojen bulmak.

Hidrojen doğada yaygındır, yer kabuğundaki (litosfer ve hidrosfer) içeriği kütlece% 1 ve atom sayısına göre% 16'dır. Hidrojen, kömür, petrol, doğal gazlar, kil, hayvan ve bitki organizmalarını oluşturan bileşiklerin bileşiminde (yani, hidrojenin kütlece% 11,19'u) Dünya - sudaki en yaygın maddenin bir parçasıdır. proteinlerin, nükleik asitlerin, yağların, karbonhidratların ve diğerlerinin bileşimi). Hidrojen serbest halde son derece nadirdir; volkanik ve diğer doğal gazlarda küçük miktarlarda bulunur. Atmosferde az miktarda serbest Hidrojen (atom sayısına göre %0,0001) mevcuttur. Dünya'ya yakın uzayda, proton akışı formundaki Hidrojen, Dünya'nın iç (“proton”) radyasyon kuşağını oluşturur. Hidrojen uzayda en bol bulunan elementtir. Plazma formunda, Güneş'in ve çoğu yıldızın kütlesinin yaklaşık yarısını, yıldızlararası ortamın gazlarının ve gaz bulutsularının büyük kısmını oluşturur. Hidrojen, birçok gezegenin atmosferinde ve kuyruklu yıldızlarda serbest H2, metan CH4, amonyak NH3, su H2O ve radikaller formunda bulunur. Proton akışı formundaki Hidrojen, Güneş'in ve kozmik ışınların parçacık radyasyonunun bir parçasıdır.

Hidrojenin üç izotopu vardır:
a) hafif hidrojen - protium,
b) ağır hidrojen – döteryum (D),
c) süper ağır hidrojen – trityum (T).

Trityum kararsız (radyoaktif) bir izotoptur, dolayısıyla doğada neredeyse hiç bulunmaz. Döteryum kararlıdır ancak çok küçüktür: %0,015 (tüm karasal hidrojenin kütlesinin).

Bileşiklerde hidrojenin değeri

Bileşiklerde hidrojen değerlik gösterir BEN.

Hidrojenin fiziksel özellikleri

Basit bir madde olan hidrojen (H2) havadan hafif, renksiz, kokusuz, tatsız, kaynama noktası = – 253 0 C olan, hidrojen suda çözünmeyen, yanıcı bir gazdır. Hidrojen, bir test tüpünden veya sudan havanın değiştirilmesiyle toplanabilir. Bu durumda test tüpünün ters çevrilmesi gerekir.

Hidrojen üretimi

Laboratuvarda reaksiyon sonucu hidrojen üretilir

Zn + H2S04 = ZnS04 + H2.

Çinko yerine demir, alüminyum ve diğer bazı metalleri, sülfürik asit yerine ise diğer seyreltik asitleri kullanabilirsiniz. Ortaya çıkan hidrojen, suyun değiştirilmesiyle bir test tüpünde (bkz. Şekil 10.2 b) veya basitçe ters çevrilmiş bir şişede (Şekil 10.2 a) toplanır.

Endüstride hidrojen, doğal gazdan (çoğunlukla metan) büyük miktarlarda, nikel katalizörü varlığında 800 °C'de su buharı ile reaksiyona sokularak üretilir:

CH4 + 2H20 = 4H2 +C02 (t, Ni)

veya kömürü yüksek sıcaklıkta su buharıyla işlemden geçirin:

2H20 + C = 2H2 + C02. (T)

Saf hidrojen suyun ayrıştırılmasıyla elde edilir Elektrik şoku(elektrolize tabi tutularak):

2H20 = 2H2 + O2 (elektroliz).