المپياد جهاني شيمي
 هیدروژن، ناجی کره‌ی زمین
هیدروژن، ناجی کره‌ی زمینزنگ تفريح شيمي
بیشترین فراوانی در عالم، امیدها برای سوختی جدید
 
 
 هیدروژن فراوان‌ترین عنصر در کائنات است. این عنصر نوید دستیابی به سوختی پاک را به بشر می‌‌دهد.
نام هیدروژن از ترکیب دو نام یونانی «هیدرو» به معنای آب و «ژنس» به معنای سازنده برگرفته شده است. بر اساس برآوردهای آزمایشگاه ملی لوس آلاموس ( Los Alamos National Laboratory)، این عنصر ۹۰ درصد کل اتم‌‌های عالم را شامل می‌‌شود و جرم اتم‌‌های هیدروژن موجود در عالم سه چهارم جرم کل عالم است. وجود هیدروژن برای حیات ضروری است و طبق یافته‌‌های جامعه‌ی سلطنتی شیمی (Royal Society of Chemistry)، این عنصر در تقریباً تمامی مولکول‌‌های موجودات زنده حضور دارد. همچنین هیدروژن عامل روشنی ستارگان کیهان است، زیرا منجر به واکنش پروتون-پروتون و چرخه‌‌ی کربن-نیتروژن می‌‌شود. فرآیند جوش هسته‌‌ای هیدروژن مقادیر زیادی انرژی را از دل ستاره‌‌ها آزاد می‌‌کند. در این فرآیند اتم‌‌های هیدروژن با هم ترکیب شده و اتم هلیوم را می‌‌سازند. 
 
 
 
گاز خالص هیدروژن در جو زمین کمیاب است و اگر این عنصر وارد اتمسفر شود، به سرعت از گرانش زمین می‌‌گریزد. بر روی سیاره‌‌ی ما، هیدروژن اغلب در ترکیب با اکسیژن و به شکل آب و یا در مواد ارگانیک، مانند گیاهان زنده، نفت و ذغال‌سنگ دیده می‌‌شود. 
 

شناسنامه‌‌ی هیدروژن: 
عدد اتمی (تعداد پروتون‌‌ها در هسته) : ۱
نماد اتمی (بر روی جدول عناصر): H
وزن اتمی (جرم متوسط اتم): ۱.۰۰۷۹۴
چگالی: ۰.۰۰۰۰۸۹۸۸ گرم بر سانتی متر مکعب 
حالت فیزیکی در دمای اتاق: گاز
نقطه‌‌ی ذوب: ۲۵۹.۳۴- درجه‌‌ی سلسیوس
نقطه‌‌ی جوش: ۲۵۲.۸۷- درجه‌‌ی سلسیوس
تعداد ایزوتوپ‌‌ها (اتم‌هایی با از عناصر یکسان با تعداد نوترون‌‌های متفاوت): سه ایزوتوپ رایج که دو مورد از آن‌‌ها پایدار هستند
رایج‌ترین ایزوتوپ: ۱H با ۹۹.۹۸۸۵ درصد پراکندگی طبیعی
 

کشف هیدروژن:
رابرت بویل (Robert Boyle) برای اولین بار در سال ۱۶۷۱ گاز هیدروژن را حین آزمایش بر آهن و اسیدها تولید کرد. اما این هنری کاوندیش (Henry Cavendish) بود که در سال ۱۷۶۶، یعنی ۹۵ سال بعد، دریافت که این گاز یک عنصر منحصر به فرد است. کسی که نام هیدروژن را برای این عنصر انتخاب کرد، یک شیمیدان فرانسوی به نام آنتوان لاووازیه (Antoine Lavoisier) بود. 
 
هیدروژن سه ایزوتوپ رایج دارد. پروتیوم (protium) همان هیدروژن معمولی است، دوتریوم (deuterium) یک ایزوتوپ پایدار است که در سال ۱۹۳۲ توسط هارولد سی یوری (Harold C. Urey) کشف شد. تریتیوم (tritium) نیز یک ایزوتوپ ناپایدار است که در سال ۱۹۳۴ کشف شده است. دوتریم و تریتیوم به عنوان سوخت در راکتورهای هسته‌‌ای به کار می‌‌روند. 
 
 
 
 
 
هیدروژن در ترکیب با عناصر دیگر، ترکیب هایی را به وجود می‌‌آورد. شناخته شده ترین این ترکیب‌‌ها آب (H2O)، آمونیاک (NH3)، متان (CH4)، قند (C12H22O11)، هیدروژن پراکسید (H2O2) و هیدروکلریک اسید (HCL) هستند.  روش تولید هیدروژن به این شکل است که ابتدا باید گاز طبیعی حرارت داده شود تا مخلوطی از دو گاز هیدروژن و کربن مونواکسید به وجود آید. سپس با روش‌‌های جداسازی، گاز هیدروژن از کربن مونواکسید جدا می‌‌شود.  هیدروژن در فرآیندی به نام چرخه‌‌ی هابر (Haber process)، با نیتروژن واکنش داده و آمونیاک را می‌‌سازد. آمونیاک به عنوان کود برای افزایش حاصل‌خیزی خاک استفاده می‌‌شود. همچنین این عنصر طی واکنشی به نام هیدروژناسیون، به چربی‌‌ها و روغن هایی مانند روغن بادام زمینی افزوده می‌‌شود.
 
سایر نمونه‌‌های کاربرد هیدروژن عبارتند از سوخت موشکی، جوشکاری، تولید اسید هیدروکلریک، خالص‌سازی سنگ معدن‌‌های فلزی و پر کردن بالون. محققان در حال پژوهش برای گسترش فناوری سلول‌‌های سوختی هیدروژن هستند. سلول‌‌های سوختی هیدروژن انرژی الکتریکی زیادی را تولید می‌‌کنند. در این تکنولوژی از هیدروژن به عنوان سوختی پاک و بدون آلایندگی برای خودروها و سایر وسایل نقلیه استفاده می‌‌شود. 
 
همچنین هیدروژن در صنعت شیشه‌سازی به عنوان پوششی محافظ برای تولید صفحه‌‌های مسطح شیشه‌‌ای به کار می‌‌رود. در صنعت الکترونیک نیز از این عنصر به عنوان گاز پرفشار برای ساخت تراشه‌‌های سیلیکونی استفاده می‌‌شود.

 

 

منبع:


live science

Chemicool

آب‌هایی با قدمت بیش از خورشید


منابع مفید:

 

مشتری: عول منظومۀ شمسی

راآکتورهای آبی

بالون هوای داغ

پادماده

به دنبال نسل  اول ستارگان: ۱ - ۲

تولد ستارگان


Timeline of Hydrogen Technology (WIKI)

تحول ستاره‌ای (دانشگاه اوریگان)

فراوانی هیدروژ و هلیم (Hyperphysics)

Hydrogen Basics (U.S Energy department)

1395/1/24لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 المپياد شيمي

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد شيمي
 پيوندها
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  3662
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  3662