HİDROJEN
ELEMENTİ
Hidrojenin evrendeki bolluğu % 91 olmasına
rağmen, dünyadaki bolluk oranı çok daha azdır. Bunun nedeni, hidrojen
atomlarının çok hafif olmasıdır. Bu sebeple hidrojen atomları çok yüksek
ortalama hıza sahiptirler ve dünyanın yer çekiminden kolaylıkla
kurtulabilirler. Yeryüzünde bulunan hidrojenin büyük bir kısmı bileşikler
halindedir. En önemli bileşiği de sudur. Hidrojen, karbonla hidrokarbonları
oluşturur. Hidrokarbonlar; kömür, doğal gaz ve petrolün bileşiminde bulunur. Bir ametal olan Hidrojen, bazı özellikleri bakımından
halojenlere de benzer, metallerden 1 elektron alarak metal hidrürleri
oluşturur. NaH , MgH2 vb.
Hidrojenin protyum, döteryum
ve trityum olmak üzere üç izotopu vardır. Doğal hidrojenin büyük ölçüde protyumdan
ibarettir. Yalnızca bir proton ve bir elektrona sahip
olan hidrojen, periyodik tabloda 1A grubunda gösterilir. Bu gösterimin nedeni,
alkali metaller gibi s orbitalinde bir tane değerlik elektronuna sahip olması
ve sulu çözeltilerinde hidroliz olabilen tek yüklü iyon (H+1)
oluşturmasıdır. Bir ametal olan hidrojen, bazı özellikleri bakımından
halojenlere de benzer. Hidrojen, renksiz, kokusuz, tatsız ve
zehirsizdir. Hidrojen saf haliyle ve oda sıcaklığında iki atomlu bir gaz olarak
bulunur. Havanın yoğunluğundan 14 kat daha az yoğunluğa sahip olan hidrojen,
havanın içinde hızla yayılır. Hidrojenin sıvı hâle getirilmesi için -253 °C'a
kadar soğutulması gerekir. Bu işlem yüksek enerji gerektirir.
Hidrojenin Laboratuarda Eldesi; -Aktif metallerin (1A grubu metalleri ve Ca,
Sr, Ba) oda sıcaklığında suyla tepkimesinden H2 gazı elde edilir.
-Aktif (Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Ca, Ni, Sn ve Pb) metallerin
asitlerle etkileşiminden elde edilir.
-Suyun elektrolizi ile elde edilebilir .
--Sodyumborohidrür’ün su ile tepkimesinden. NaBH4 + H2O ---------> NaBO2 + H2
Hidrojenin Endüstride Eldesi;
-Kızıl
dereceye kadar ısıtılan metallerin (Fe, Mg) üzerlerinden su buharı geçirilerek
hidrojen elde edilebilir.
-Kok ile su buharı etkileştirilerek hidrojen üretilir. -Metan
içeren doğal gaz yüksek sıcaklıkta su buharı ile tepkimesinden su gazı oluşur.
Hidrojen ,izotopları ve kullanım alanları:
-Güneş ve diğer yıldızların termonükleer
tepkimeyle vermiş olduğu ısının yakıtı hidrojen olup, evrenin temel enerji
kaynağıdır. Hidrojen bilinen tüm yakıtlar içerisinde birim kütle başına en
yüksek enerji içeriğine sahiptir.kimyasal atığı yoktur. -Hidrojen iyi bir indirgendir. Metal oksitlerdeki metal
iyonlarını indirgeyerek saf metal eldesini sağlar.
-Yoğunluğu düşük olasından dolayı çok hafiftir çok az
yer kaplar. Amonyak sentezinde kullanılır. Amonyak gübrenin hammaddesidir. N₂ + 3H₂ → 2NH₃ (Haber-Bosch yöntemi)
-Doymamış hidrokarbonların ve doymamış yağların
doyurulmasında kullanılır. Margarin bu şekilde elde edilir. -Hidrojen
yükselerek yanar bu yüzden çevresine zarar vermez. Soluk mavi bir renkte
yanarak suyu oluşturur. -Hidrojen
Oksijen ile kaynak sanayinde kullanılır. Bu kaynağa otojen kaynak adı verilir.
-Gelecekte hidrojeni yakıt olarak kullanan araçlar
yapılacaktır.
-Döteryum ve bileşikleri; döteryum
lambalarında, nükleer reaktörlerde çözücü olarak kullanılır. Döteryum
radyoaktif değildir. Döteryum oksidi ağır
su olarak bilinir.
-Trityum kendi kendine ışık veren nesnelerin yapımında da kullanılır. trityum nükleer füzyon sistemlerinde de
kullanılır. Trityum radyoaktiftir.
İkincil enerji kaynağı
olarak hidrojen:
Hidrojen bir doğal yakıt olmayıp, birincil enerji kaynaklarından
yararlanılarak değişik hammaddelerden üretilebilen bir sentetik yakıttır. Hidrojenin
kullanılmasını gerektiren başlıca iki neden vardır. Birincisi, fosil yakıtların yanma emisyonu
karbon dioksitin artmasından kaynaklanan, global ısınmaya neden olan çevre
sorunu. İkincisi, petrol ve doğal gaz gibi akışkan hidrokarbonların bilinen
üretilebilir rezerv ömürlerinin gittikçe azalmasıdır.
Bununla beraber gelişmiş ülkeler
hidrojen enerjisi kullanma yerine
güvenilir nükleer enerj santralleri kurarak daha temiz ve çevre dostu
enerji elde etme yollarını denemektedirler.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder