لا الهيدروجين ليس مركباً لكن الهيدروجين عنصراً كيميائياً.
كما أن الهيدروجين يعتبر واحداً من العناصر التي تتمتع بكونها أكثر وفرة في الكون.
إذ أن الهيدروجين موجود في الظروف الطبيعية في صورة جزئين يكونان مرتبطين مع بعضهما البعض.
الرمز الكيميائي هو H أما العدد الذري له هو واحد، و الهيدروجين غاز يكون طبيعي من حيث درجة الحرارة والضغط الجوي.
مكان الهيدروجين في الجدول الدوري فهو ينسب إلى عناصر الدورة الأولى.
كما أن الهيدروجين يكون من اللافلزات كما أنه يعتبر سريع الاشتعال.
الجدير بالذكر أن الهيدروجين ليس له لون ولا رائحة.
استخدامات غاز الهيدروجين
نقدم لك عزيزي القارئ أهم الاستخدامات الخاصة بغاز الهيدروجين، والتي تتمثل في الاستخدامات التالية:
تطبيقات داخل العمليات الكيمائية
الهيدروجين باعتباره عنصراً أساسياً فهو يدخل في العديد من العمليات، وبعض الصناعات الكيميائية النفطية.
أهمها وأكبرها يدخل في صناعة الأمونيا عبر عملية هابر بوش، ويدخل في عمليات تحسين وتنشيط نوع الوقود الأحفوري.
منها عملية نزع الكبريت المهدرج وكذلك عملية التكسير الهيدروجيني، وهو عامل رئيسي داخل عملية الهدرجة.
كما يتم استخدامه باعتباره عامل اختزال في كثير من التطبيقات، منها يستخدم في عملية اختزال الخدمات المعدنية.
التطبيقات الفيزيائية والهندسية
يتم استخدام الهيدروجين باعتباره غاز وقائي يستخدم في عمليات اللحام.
حيث يستخدم الهيدروجين في عملية اللحام الهيدروجيني الذري، ويتم استخدامه في أبحاث التبريد العميق.
كما يستخدم الهيدروجين في دراسات بشأن الموصلية الفائقة.
يتم استخدام الهيدروجين في تبريد التوربينية نظراً لكونه يتمتع بالمقاومة المائعة وله لزوجة منخفضة.
لكي يتم الكشف عن وجود تسريبات دقيقة في أي أنظمة تستخدم في الصناعات الكيميائية وكذلك محطات توليد الطاقة.
يتم استخدام خليط ما بين غاز النيتروجين وغاز الهيدروجين، وكذلك في صناعة المركبات الفضائية وصناعة السيارات.
يتم السماح لاستخدام غاز الهيدروجين من قبل الاتحاد الأوروبي باعتباره مادة يكشف بها عن التسريبات الخاصة بـ أغلفة الأغذية.
طاقة الهيدروجين البديلة
نتيجة الانخفاض بشكل تدريجي لكافة مصادر الطاقة التي تم اعتمادها للوقود الأحفوري.
قد تم ظهور بعض الاقتراحات للعثور على مصادر تعتبر بديلة للطاقة يتم اعتمادها على غاز الهيدروجين.
من أجل ذلك تم ظهور بعض الدراسات المتعلقة بالاتجاه عبر الاقتصاد الهيدروجيني لأنه حامل مستقبلي خاص بالطاقة.
قد تقابل العمل باستخدام الهيدروجين بعض المشاكل باعتباره حامل للطاقة وذلك بَيكون كثافة الطاقة بالنسبة للحجم الهيدروجين السائل.
وذلك لأنها تعتبر أقل من أي مصدر خاص بالطاقة التقليدي.
تعريف الهيدروجين
يتساءل العديد من الأشخاص عن المعنى المقصود من عنصر الهيدروجين، لهذا السبب جئنا لكم الآن لكي نتعرف على معناه بالتفصيل:
الهيدروجين يعتبر هو أول عناصر الجدول الدوري.
فهو يحمل العدد الذري واحد، ويرمز له بحرف H.
حيث تمكن العالم هنري كافنديش من اكتشاف عنصر الهيدروجين سنة 1766 ميلادياً.
فهو يعتبر من الغازات عديمة اللون وشديدة الاشتعال.
ويعتبر أيضاً من أخف الغازات، وأكثرها توافر في الطبيعة.
فمن الجدير بالذكر هو أن كل مركب من الماء يحتوي على ذرتين من الهيدروجين.
ويجب العلم بأن غاز الهيدروجين يتم القيام باستعماله في الكثير من المجالات أبرزها ما يلي:
يستعمل كوقود للصواريخ.
يستعمل في إنتاج الأمونيا التي يتم استعمالها في إنتاج الميثانول، والأسمدة، تكرير المعادن.
حرق الهيدروجين
سوف نقدم لكم الآن مجموعة من المعلومات التي تتعلق بحرق الهيدروجين، كل ما عليكم فقط هو متابعة النقاط التالية:
الأشياء التي تنتج عن حرق الهيدروجين تعتمد على البيئة المتواجد بها الهيدروجين، بالإضافة إلى نوع الحرق الذي يحدث فيه.
ويجب العلم بأن الحرق يتواجد منه طريقتان وهما الحرق الناجم عن استعماله في الاندماج النووي بالتفاعلات القوية التي تؤدي إلى تكون النجوم بالفضاء.
وفي تلك التفاعلات النووية يتعرض الهيدروجين إلى ضغط كبير حتى يتمكن من إنتاج كميات هائلة من الضوء والحرارة.
من الجدير بالذكر هو أن التفاعل النووي يقوم باستعمال ذرة هيدروجين ويقوم بدمج الأجزاء الأخرى من الكثير من ذرات الهيدروجين في ذرة الهيليوم حتى يتكون النجم النيوتروني.
لكن الطريقة الثانية من الحرق تعرف بحرق الهيدروجين على الأرض.
وفي تلك الطريقة لا يمر الهيدروجين ليحترق بعملية التفاعل النووي.
حيث تخترق ذراته بشكل آخر مختلف يشبع حرق الوقود الهيدروكربوني.
ويجب العلم بأن الهيدروجين النقي يتفاعل مع الهواء المحيط حتى يحترق ويقوم بإنتاج كميات كبيرة من الطاقة.
وفي تلك الحالة لا يقوم الهيدروجين بترك الجسيمات الملوثة.
ويعتبر الماء من أبرز المواد المنتشرة الناجمة عن حرق الهيدروجين.
حيث تختلط ذرات الهيدروجين مع ذرات الأكسجين مكونة الماء H2O.
مما يؤدي إلى تكون كمية من الماء على هيئة بخار ماء يمكن أن يتكاثف على السطح بالقرب من المكان الذي تم القيام فيه بحرق الهيدروجين.
كما أن حرق الهيدروجين ينتج عنه أكاسيد متنوعة من النيتروجين بالهواء.
غاز الهيدروجين يتمتع بأن له خصائص كيميائية وخصائص فيزيائية، سوف نعرضها عليكم بشكل منفصل من خلال النقاط التالية:
الخواص الكيميائية للهيدروجين
كما نعلم أن غاز الهيدروجين يحمل رمز H2 وهو شديد الاشتعال كما أنه يمكن يحترق في الهواء.
أما بالنسبة للمحتوى الحراري الخاص بالاحتراق للهيدروجين يكون مائتين وستة وثمانين كيلو جول.
غارَز الأكسجين يمكن أن ينفجر في خليط مكون من الكلور وتكون من خمسة حتى خمسة وتسعين بالمائة.
يتم انبعاث لهب الهيدروجين وكذلك الأكسجين النقي خلال ضوء يكون فوق البنفسجي، كما أنه لا يمكن رؤيته بالعين المجردة.
علماً بأن اكتشاف تسرب الهيدروجين المحترق يعتبر من الأمور الخطيرة ويحتاج كاشف لهب.
خاصة وأن الهيدروجين يعتبر قابل للطفو عبر الهواء، كما أن لهب الهيدروجين يصعد بصورة سريعة وينتج عنه ضرر أقل.
المركبات التي تتضمن روابط هيدروجينية يتم التعرف عليها كونها ب المعادن وكذلك الفلزات وهي تحت اسم الهيدريدات.
الخصائص الفيزيائية للهيدروجين
هناك العديد من الخصائص الكيميائية الخاصة بذرة الهيدروجين وذلك لصغر حجمها، حيث أنها قد تميل لتصبح روابط تساهمية وتكون قابلة للاشتعال.
كما أن الهيدروجين يعتبر من العناصر الكيميائية الصغيرة نظراً لتكونه من البروتون الواحد فقط
يعد الهيدروجين هو المادة الكيميائية المتوفرة بكثرة في الكون، وذلك عبر الكواكب والنجوم الغازية الضخمة.
لكن قد يكون نادراً تواجد الهيدروجين بصورة أحادية الذرة في الأرض لأنه يميل إلى القيام بتكوين روابط تساهمية.
يكون الهيدروجين ثنائي عند درجة الحرارة والضغط القياسي، ويعتبر ليس ياماً وليس معدني.
كما يكون ليس له رائحة وليس له لوم ويعتبر قابلاً للاشتعال بدرجة كبيرة خلال الصيغة الجزيئية وهي H2.
الهيدروجين يتم انتشاره على الأرض بصورة مركبات كيميائية منها الهيدروكربونات وكذلك الماء.
يشمل الهيدروجين بروتون واحد وله إلكترون واحد، ويعتبر ذلك من أكثر النظائر انتشاراً البروتيوم وهو H1 لكنه لا يحتوي على نيوترونات.
أسئلة شائعة
هل الهيدروجين نقي؟
نعم فالهيدروجين يكون عبارة عن عنصر كيميائي أكثر وفرة في العالم، حيث أن إنتاجه يكون في شكل نقي حتى يتم استعماله في بعض العمليات الصناعية، لكنه يحتاج لطاقة مكثفة.
