എന്താണ് ഹൈഡ്രജൻ? ഹൈഡ്രജൻ തിളപ്പിക്കൽ.

ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ അതിന് അതിൻ്റേതായ പ്രത്യേക സ്ഥാനമുണ്ട്, അത് പ്രദർശിപ്പിക്കുന്ന ഗുണങ്ങളെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയും അതിൻ്റെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടനയെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അവയിലെല്ലാം ഒരേസമയം രണ്ട് കോശങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഒരു പ്രത്യേക ആറ്റമുണ്ട്. അവയുടെ ഗുണങ്ങളിൽ തികച്ചും വിപരീതമായ മൂലകങ്ങളുടെ രണ്ട് ഗ്രൂപ്പുകളിലാണ് ഇത് സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത്. ഇത് ഹൈഡ്രജൻ ആണ്. അത്തരം സവിശേഷതകൾ അതിനെ അദ്വിതീയമാക്കുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ ഒരു മൂലകം മാത്രമല്ല, ലളിതമായ ഒരു പദാർത്ഥം കൂടിയാണ്, അതുപോലെ തന്നെ നിരവധി സങ്കീർണ്ണ സംയുക്തങ്ങളുടെ അവിഭാജ്യ ഘടകമാണ്, ഒരു ബയോജെനിക്, ഓർഗാനിക് മൂലകം. അതിനാൽ, നമുക്ക് അതിൻ്റെ സവിശേഷതകളും സവിശേഷതകളും കൂടുതൽ വിശദമായി പരിഗണിക്കാം.

ഒരു രാസ മൂലകമായി ഹൈഡ്രജൻ

ഹൈഡ്രജൻ പ്രധാന ഉപഗ്രൂപ്പിലെ ആദ്യ ഗ്രൂപ്പിലെ ഒരു ഘടകമാണ്, അതുപോലെ തന്നെ ആദ്യത്തെ മൈനർ കാലഘട്ടത്തിലെ പ്രധാന ഉപഗ്രൂപ്പിൻ്റെ ഏഴാമത്തെ ഗ്രൂപ്പും. ഈ കാലഘട്ടത്തിൽ രണ്ട് ആറ്റങ്ങൾ മാത്രമേ ഉള്ളൂ: ഹീലിയവും നമ്മൾ പരിഗണിക്കുന്ന മൂലകവും. ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ ഹൈഡ്രജൻ്റെ സ്ഥാനത്തിൻ്റെ പ്രധാന സവിശേഷതകൾ നമുക്ക് വിവരിക്കാം.

1. ഹൈഡ്രജൻ്റെ ആറ്റോമിക നമ്പർ 1 ആണ്, ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം ഒന്നുതന്നെയാണ്, അതനുസരിച്ച്, പ്രോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണം ഒന്നുതന്നെയാണ്. ആറ്റോമിക് പിണ്ഡം - 1.00795. 1, 2, 3 എന്നീ പിണ്ഡ സംഖ്യകളുള്ള ഈ മൂലകത്തിന് മൂന്ന് ഐസോടോപ്പുകൾ ഉണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, അവയിൽ ഓരോന്നിൻ്റെയും ഗുണങ്ങൾ വളരെ വ്യത്യസ്തമാണ്, കാരണം ഹൈഡ്രജൻ്റെ പിണ്ഡം ഒന്നിൽ പോലും വർദ്ധിക്കുന്നത് ഇരട്ടിയാണ്.
2. അതിൻ്റെ പുറം ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു ഇലക്ട്രോൺ മാത്രമേ അടങ്ങിയിട്ടുള്ളൂ എന്ന വസ്തുത ഓക്സിഡൈസിംഗ്, കുറയ്ക്കൽ ഗുണങ്ങൾ വിജയകരമായി പ്രദർശിപ്പിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ഒരു ഇലക്ട്രോൺ ദാനം ചെയ്തതിനുശേഷം, അത് ഒരു സ്വതന്ത്ര പരിക്രമണപഥത്തിൽ തുടരുന്നു, ഇത് ദാതാവ് സ്വീകരിക്കുന്ന സംവിധാനം അനുസരിച്ച് രാസ ബോണ്ടുകളുടെ രൂപീകരണത്തിൽ പങ്കെടുക്കുന്നു.
3. ഹൈഡ്രജൻ ശക്തമായ കുറയ്ക്കുന്ന ഏജൻ്റാണ്. അതിനാൽ, അതിൻ്റെ പ്രധാന സ്ഥലം പ്രധാന ഉപഗ്രൂപ്പിൻ്റെ ആദ്യ ഗ്രൂപ്പായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, അവിടെ അത് ഏറ്റവും സജീവമായ ലോഹങ്ങളെ നയിക്കുന്നു - ആൽക്കലി.
4. എന്നിരുന്നാലും, ലോഹങ്ങൾ പോലുള്ള ശക്തമായ കുറയ്ക്കുന്ന ഏജൻ്റുമാരുമായി ഇടപഴകുമ്പോൾ, അത് ഒരു ഇലക്ട്രോണിനെ സ്വീകരിക്കുന്ന ഒരു ഓക്സിഡൈസിംഗ് ഏജൻ്റ് കൂടിയാണ്. ഈ സംയുക്തങ്ങളെ ഹൈഡ്രൈഡുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഈ സവിശേഷത അനുസരിച്ച്, ഇത് സമാനമായ ഹാലൊജനുകളുടെ ഉപഗ്രൂപ്പിനെ നയിക്കുന്നു.
5. വളരെ ചെറിയ ആറ്റോമിക പിണ്ഡം കാരണം, ഹൈഡ്രജൻ ഏറ്റവും ഭാരം കുറഞ്ഞ മൂലകമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. കൂടാതെ, അതിൻ്റെ സാന്ദ്രതയും വളരെ കുറവാണ്, അതിനാൽ ഇത് ലഘുത്വത്തിനുള്ള ഒരു മാനദണ്ഡം കൂടിയാണ്.

അതിനാൽ, ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റം മറ്റെല്ലാ മൂലകങ്ങളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായി തികച്ചും സവിശേഷമായ ഒരു മൂലകമാണെന്ന് വ്യക്തമാണ്. തൽഫലമായി, അതിൻ്റെ ഗുണങ്ങളും സവിശേഷമാണ്, കൂടാതെ രൂപപ്പെട്ട ലളിതവും സങ്കീർണ്ണവുമായ പദാർത്ഥങ്ങൾ വളരെ പ്രധാനമാണ്. നമുക്ക് അവ കൂടുതൽ പരിഗണിക്കാം.

ലളിതമായ പദാർത്ഥം

ഈ മൂലകത്തെ ഒരു തന്മാത്രയായി നമ്മൾ സംസാരിക്കുകയാണെങ്കിൽ, അത് ഡയറ്റോമിക് ആണെന്ന് നമ്മൾ പറയണം. അതായത്, ഹൈഡ്രജൻ (ഒരു ലളിതമായ പദാർത്ഥം) ഒരു വാതകമാണ്. അതിൻ്റെ അനുഭവപരമായ സൂത്രവാക്യം H2 എന്നും ഗ്രാഫിക്കൽ ഫോർമുല ഒരൊറ്റ സിഗ്മ H-H ബന്ധത്തിലൂടെയും എഴുതപ്പെടും. ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ബോണ്ട് രൂപീകരണ സംവിധാനം കോവാലൻ്റ് നോൺപോളാർ ആണ്.

1. സ്റ്റീം മീഥേൻ പരിഷ്കരണം.
2. കൽക്കരി ഗ്യാസിഫിക്കേഷൻ - ഈ പ്രക്രിയയിൽ കൽക്കരി 1000 0 C വരെ ചൂടാക്കുന്നു, അതിൻ്റെ ഫലമായി ഹൈഡ്രജനും ഉയർന്ന കാർബൺ കൽക്കരിയും രൂപം കൊള്ളുന്നു.
3. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം. വിവിധ ലവണങ്ങളുടെ ജലീയ ലായനികൾക്ക് മാത്രമേ ഈ രീതി ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയൂ, കാരണം ഉരുകുന്നത് കാഥോഡിലെ വെള്ളം പുറന്തള്ളുന്നതിലേക്ക് നയിക്കില്ല.

ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ലബോറട്ടറി രീതികൾ:

1. ലോഹ ഹൈഡ്രൈഡുകളുടെ ജലവിശ്ലേഷണം.
2. സജീവ ലോഹങ്ങളിലും ഇടത്തരം പ്രവർത്തനത്തിലും നേർപ്പിച്ച ആസിഡുകളുടെ പ്രഭാവം.
3. ആൽക്കലി, ആൽക്കലൈൻ എർത്ത് ലോഹങ്ങളുടെ ജലവുമായുള്ള ഇടപെടൽ.

ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജൻ ശേഖരിക്കാൻ, നിങ്ങൾ ടെസ്റ്റ് ട്യൂബ് തലകീഴായി പിടിക്കണം. എല്ലാത്തിനുമുപരി, ഈ വാതകം അതേ രീതിയിൽ ശേഖരിക്കാൻ കഴിയില്ല, ഉദാഹരണത്തിന്, കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ്. ഇത് ഹൈഡ്രജൻ ആണ്, ഇത് വായുവിനേക്കാൾ വളരെ ഭാരം കുറഞ്ഞതാണ്. ഇത് വേഗത്തിൽ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്നു, വായുവിൽ കലരുമ്പോൾ വലിയ അളവിൽ അത് പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ടെസ്റ്റ് ട്യൂബ് വിപരീതമാക്കണം. ഇത് പൂരിപ്പിച്ച ശേഷം, അത് ഒരു റബ്ബർ സ്റ്റോപ്പർ ഉപയോഗിച്ച് അടച്ചിരിക്കണം.

ശേഖരിച്ച ഹൈഡ്രജൻ്റെ പരിശുദ്ധി പരിശോധിക്കാൻ, നിങ്ങൾ കഴുത്തിൽ ഒരു കത്തിച്ച മത്സരം കൊണ്ടുവരണം. കൈയടി മുഷിഞ്ഞതും ശാന്തവുമാണെങ്കിൽ, കുറഞ്ഞ വായു മാലിന്യങ്ങളോടെ വാതകം ശുദ്ധമാണ് എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം. അത് ഉച്ചത്തിലുള്ളതും ചൂളമടിക്കുന്നതുമാണെങ്കിൽ, അത് വൃത്തികെട്ടതാണ്, വിദേശ ഘടകങ്ങളുടെ വലിയ അനുപാതം.

ഉപയോഗ മേഖലകൾ

ഹൈഡ്രജൻ കത്തിച്ചാൽ, ഇത്രയും വലിയ അളവിൽ ഊർജ്ജം (ചൂട്) പുറത്തുവിടുന്നു, ഈ വാതകം ഏറ്റവും ലാഭകരമായ ഇന്ധനമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. മാത്രമല്ല, ഇത് പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഇന്നുവരെ ഈ മേഖലയിൽ അതിൻ്റെ ആപ്ലിക്കേഷൻ പരിമിതമാണ്. റിയാക്ടറുകൾ, എഞ്ചിനുകൾ, പോർട്ടബിൾ ഉപകരണങ്ങൾ, അതുപോലെ റെസിഡൻഷ്യൽ ഹീറ്റിംഗ് ബോയിലറുകൾ എന്നിവയിൽ ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് അനുയോജ്യമായ ശുദ്ധമായ ഹൈഡ്രജനെ സമന്വയിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള തെറ്റായതും പരിഹരിക്കപ്പെടാത്തതുമായ പ്രശ്നങ്ങളാണ് ഇതിന് കാരണം.

എല്ലാത്തിനുമുപരി, ഈ വാതകം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള രീതികൾ വളരെ ചെലവേറിയതാണ്, അതിനാൽ ആദ്യം ഒരു പ്രത്യേക സിന്തസിസ് രീതി വികസിപ്പിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. വലിയ അളവിലും കുറഞ്ഞ ചെലവിലും ഉൽപ്പന്നം നേടാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്ന ഒന്ന്.

നമ്മൾ പരിഗണിക്കുന്ന വാതകം ഉപയോഗിക്കുന്ന നിരവധി പ്രധാന മേഖലകളുണ്ട്.

1. കെമിക്കൽ സിന്തസിസ്. സോപ്പ്, അധികമൂല്യ, പ്ലാസ്റ്റിക് എന്നിവ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഹൈഡ്രജനേഷൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ്റെ പങ്കാളിത്തത്തോടെ, മെത്തനോൾ, അമോണിയ എന്നിവയും മറ്റ് സംയുക്തങ്ങളും സമന്വയിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു.
2. ഭക്ഷ്യ വ്യവസായത്തിൽ - അഡിറ്റീവായി E949.
3. വ്യോമയാന വ്യവസായം (റോക്കറ്റ് സയൻസ്, എയർക്രാഫ്റ്റ് നിർമ്മാണം).
4. വൈദ്യുതി വ്യവസായം.
5. കാലാവസ്ഥാ ശാസ്ത്രം.
6. പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ ഇന്ധനം.

സ്വാഭാവികമായും, ഹൈഡ്രജൻ പ്രകൃതിയിൽ സമൃദ്ധമായിരിക്കുന്നതുപോലെ പ്രധാനമാണ്. ഇത് രൂപപ്പെടുത്തുന്ന വിവിധ സംയുക്തങ്ങൾ ഇതിലും വലിയ പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ സംയുക്തങ്ങൾ

ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ അടങ്ങിയ സങ്കീർണ്ണ പദാർത്ഥങ്ങളാണിവ. അത്തരം പദാർത്ഥങ്ങളുടെ നിരവധി പ്രധാന തരം ഉണ്ട്.

1. ഹൈഡ്രജൻ ഹാലൈഡുകൾ. പൊതു ഫോർമുല HHal ആണ്. അവയിൽ പ്രത്യേക പ്രാധാന്യം ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡ് ആണ്. ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡിൻ്റെ ലായനി രൂപപ്പെടുത്താൻ വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്ന വാതകമാണിത്. മിക്കവാറും എല്ലാ കെമിക്കൽ സിന്തസിസുകളിലും ഈ ആസിഡ് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. മാത്രമല്ല, ജൈവവും അജൈവവും. ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡ് എച്ച്‌സിഎൽ എന്ന അനുഭവ സൂത്രവാക്യമുള്ള ഒരു സംയുക്തമാണ്, ഇത് നമ്മുടെ രാജ്യത്ത് വർഷം തോറും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഏറ്റവും വലിയ ഒന്നാണ്. ഹൈഡ്രജൻ അയഡൈഡ്, ഹൈഡ്രജൻ ഫ്ലൂറൈഡ്, ഹൈഡ്രജൻ ബ്രോമൈഡ് എന്നിവയും ഹൈഡ്രജൻ ഹാലൈഡുകളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. അവയെല്ലാം അനുബന്ധ ആസിഡുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.
2. അസ്ഥിരമായ മിക്കവാറും അവയെല്ലാം തികച്ചും വിഷവാതകങ്ങളാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഹൈഡ്രജൻ സൾഫൈഡ്, മീഥെയ്ൻ, സിലാൻ, ഫോസ്ഫിൻ തുടങ്ങിയവ. അതേ സമയം, അവ വളരെ കത്തുന്നവയാണ്.
3. ലോഹങ്ങളുള്ള സംയുക്തങ്ങളാണ് ഹൈഡ്രൈഡുകൾ. അവ ലവണങ്ങളുടെ വിഭാഗത്തിൽ പെടുന്നു.
4. ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകൾ: ബേസുകൾ, ആസിഡുകൾ, ആംഫോട്ടെറിക് സംയുക്തങ്ങൾ. അവയിൽ ഒന്നോ അതിലധികമോ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കണം. ഉദാഹരണം: NaOH, K 2, H 2 SO 4 എന്നിവയും മറ്റുള്ളവയും.
5. ഹൈഡ്രജൻ ഹൈഡ്രോക്സൈഡ്. ഈ സംയുക്തം കൂടുതൽ അറിയപ്പെടുന്നത് വെള്ളം എന്നാണ്. ഹൈഡ്രജൻ ഓക്സൈഡ് എന്നാണ് മറ്റൊരു പേര്. അനുഭവ സൂത്രവാക്യം ഇതുപോലെ കാണപ്പെടുന്നു - H 2 O.
6. ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡ്. ഇതൊരു ശക്തമായ ഓക്സിഡൈസിംഗ് ഏജൻ്റാണ്, ഇതിൻ്റെ ഫോർമുല H 2 O 2 ആണ്.
7. നിരവധി ജൈവ സംയുക്തങ്ങൾ: ഹൈഡ്രോകാർബണുകൾ, പ്രോട്ടീനുകൾ, കൊഴുപ്പുകൾ, ലിപിഡുകൾ, വിറ്റാമിനുകൾ, ഹോർമോണുകൾ, അവശ്യ എണ്ണകൾ തുടങ്ങിയവ.

നമ്മൾ പരിഗണിക്കുന്ന മൂലകത്തിൻ്റെ വിവിധ സംയുക്തങ്ങൾ വളരെ വലുതാണെന്ന് വ്യക്തമാണ്. പ്രകൃതിക്കും മനുഷ്യർക്കും അതുപോലെ എല്ലാ ജീവജാലങ്ങൾക്കും അതിൻ്റെ ഉയർന്ന പ്രാധാന്യം ഇത് ഒരിക്കൽ കൂടി സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.

- ഇത് മികച്ച ലായകമാണ്

മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, ഈ പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ പൊതുവായ പേര് വെള്ളം എന്നാണ്. കോവാലൻ്റ് പോളാർ ബോണ്ടുകളാൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളും ഒരു ഓക്സിജനും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ജല തന്മാത്ര ഒരു ദ്വിധ്രുവമാണ്, ഇത് പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന പല ഗുണങ്ങളും ഇത് വിശദീകരിക്കുന്നു. പ്രത്യേകിച്ച്, ഇത് ഒരു സാർവത്രിക ലായകമാണ്.

മിക്കവാറും എല്ലാ രാസപ്രക്രിയകളും സംഭവിക്കുന്നത് ജലാന്തരീക്ഷത്തിലാണ്. ജീവജാലങ്ങളിൽ പ്ലാസ്റ്റിക്, ഊർജ്ജ രാസവിനിമയത്തിൻ്റെ ആന്തരിക പ്രതികരണങ്ങളും ഹൈഡ്രജൻ ഓക്സൈഡ് ഉപയോഗിച്ചാണ് നടത്തുന്നത്.

ഗ്രഹത്തിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട പദാർത്ഥമായി ജലത്തെ ശരിയായി കണക്കാക്കുന്നു. അതില്ലാതെ ഒരു ജീവജാലത്തിനും ജീവിക്കാൻ കഴിയില്ലെന്ന് അറിയാം. ഭൂമിയിൽ ഇത് മൂന്ന് സംയോജന അവസ്ഥകളിൽ നിലനിൽക്കും:

• ദ്രാവക;
• വാതകം (നീരാവി);
• ഖര (ഐസ്).

തന്മാത്രയിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജൻ്റെ ഐസോടോപ്പിനെ ആശ്രയിച്ച്, മൂന്ന് തരം ജലത്തെ വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു.

1. പ്രകാശം അല്ലെങ്കിൽ പ്രോട്ടിയം. പിണ്ഡം നമ്പർ 1 ഉള്ള ഒരു ഐസോടോപ്പ്. ഫോർമുല - H 2 O. എല്ലാ ജീവജാലങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്ന സാധാരണ രൂപമാണിത്.
2. ഡ്യൂറ്റീരിയം അല്ലെങ്കിൽ കനത്ത, അതിൻ്റെ ഫോർമുല D 2 O ആണ്. ഐസോടോപ്പ് 2 H അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
3. സൂപ്പർ ഹെവി അല്ലെങ്കിൽ ട്രിറ്റിയം. ഫോർമുല T 3 O, ഐസോടോപ്പ് - 3 H പോലെ കാണപ്പെടുന്നു.

ഗ്രഹത്തിലെ ശുദ്ധമായ പ്രോട്ടിയം ജലത്തിൻ്റെ കരുതൽ വളരെ പ്രധാനമാണ്. പല രാജ്യങ്ങളിലും ഇതിനോടകം തന്നെ ക്ഷാമമുണ്ട്. കുടിവെള്ളം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് ഉപ്പുവെള്ളം സംസ്കരിക്കുന്നതിനുള്ള രീതികൾ വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡ് ഒരു സാർവത്രിക പ്രതിവിധിയാണ്

ഈ സംയുക്തം, മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, ഒരു മികച്ച ഓക്സിഡൈസിംഗ് ഏജൻ്റാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ശക്തമായ പ്രതിനിധികളോടൊപ്പം അയാൾക്ക് ഒരു പുനഃസ്ഥാപകനായി പെരുമാറാനും കഴിയും. കൂടാതെ, ഇതിന് വ്യക്തമായ ബാക്ടീരിയ നശീകരണ ഫലമുണ്ട്.

ഈ സംയുക്തത്തിൻ്റെ മറ്റൊരു പേര് പെറോക്സൈഡ് ആണ്. ഈ രൂപത്തിലാണ് ഇത് വൈദ്യത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. സംശയാസ്പദമായ സംയുക്തത്തിൻ്റെ ക്രിസ്റ്റലിൻ ഹൈഡ്രേറ്റിൻ്റെ 3% ലായനി ചെറിയ മുറിവുകൾ അണുവിമുക്തമാക്കുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു മെഡിക്കൽ മരുന്നാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഇത് മുറിവ് ഉണക്കുന്ന സമയം വർദ്ധിപ്പിക്കുമെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.

ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡ് റോക്കറ്റ് ഇന്ധനത്തിലും വ്യവസായത്തിൽ അണുനശീകരണത്തിനും ബ്ലീച്ചിംഗിനും ഉചിതമായ വസ്തുക്കളുടെ ഉത്പാദനത്തിനുള്ള നുരയെ ഏജൻ്റായും ഉപയോഗിക്കുന്നു (ഉദാഹരണത്തിന് നുര). കൂടാതെ, പെറോക്സൈഡ് അക്വേറിയങ്ങൾ വൃത്തിയാക്കാനും മുടി ബ്ലീച്ച് ചെയ്യാനും പല്ലുകൾ വെളുപ്പിക്കാനും സഹായിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഇത് ടിഷ്യൂകൾക്ക് ദോഷം വരുത്തുന്നു, അതിനാൽ ഈ ആവശ്യങ്ങൾക്ക് സ്പെഷ്യലിസ്റ്റുകൾ ഇത് ശുപാർശ ചെയ്യുന്നില്ല.

പ്രകൃതിയിൽ വ്യാപനം. V. പ്രകൃതിയിൽ വ്യാപകമാണ്; ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിൽ (ലിത്തോസ്ഫിയറും ഹൈഡ്രോസ്ഫിയറും) അതിൻ്റെ ഉള്ളടക്കം പിണ്ഡത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ 1% ഉം ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണത്തിൽ 16% ഉം ആണ്. കൽക്കരി, എണ്ണ, പ്രകൃതിവാതകങ്ങൾ, കളിമണ്ണ്, അതുപോലെ മൃഗങ്ങളും സസ്യ ജീവികളും (അതായത്,) നിർമ്മിക്കുന്ന സംയുക്തങ്ങളുടെ ഘടനയിൽ, ഭൂമിയിലെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ഭാഗമാണ് വി. ഘടനയിൽ പ്രോട്ടീനുകൾ, ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ, കൊഴുപ്പുകൾ, കാർബോഹൈഡ്രേറ്റ് മുതലായവ). സ്വതന്ത്രാവസ്ഥയിൽ, V. വളരെ അപൂർവമാണ്; അഗ്നിപർവ്വതത്തിലും മറ്റ് പ്രകൃതിവാതകങ്ങളിലും ഇത് ചെറിയ അളവിൽ കാണപ്പെടുന്നു. ചെറിയ അളവിൽ സ്വതന്ത്ര ഹൈഡ്രജൻ (ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണമനുസരിച്ച് 0.0001%) അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഉണ്ട്. ഭൂമിക്ക് സമീപമുള്ള സ്ഥലത്ത്, വികിരണം പ്രോട്ടോണുകളുടെ ഒഴുക്കിൻ്റെ രൂപത്തിൽ ഭൂമിയുടെ ആന്തരിക ("പ്രോട്ടോൺ") റേഡിയേഷൻ ബെൽറ്റായി മാറുന്നു. ബഹിരാകാശത്ത്, ഏറ്റവും സാധാരണമായ മൂലകമാണ് വി. പ്ലാസ്മയുടെ രൂപത്തിൽ, ഇത് സൂര്യൻ്റെയും മിക്ക നക്ഷത്രങ്ങളുടെയും പിണ്ഡത്തിൻ്റെ പകുതിയോളം വരും, നക്ഷത്രാന്തര മാധ്യമത്തിൻ്റെയും വാതക നെബുലയുടെയും വാതകങ്ങളുടെ ഭൂരിഭാഗവും. V. അനേകം ഗ്രഹങ്ങളുടെ അന്തരീക്ഷത്തിലും ധൂമകേതുക്കളിലും സ്വതന്ത്ര H2, മീഥേൻ CH4, അമോണിയ NH3, വാട്ടർ H2O, CH, NH, OH, SiH, PH തുടങ്ങിയ റാഡിക്കലുകളുടെ രൂപത്തിൽ ഉണ്ട്. പ്രോട്ടോണുകളുടെ ഒഴുക്കിൻ്റെ രൂപത്തിൽ, ഊർജ്ജം സൂര്യൻ്റെയും കോസ്മിക് കിരണങ്ങളുടെയും കോർപ്പസ്കുലർ വികിരണത്തിൻ്റെ ഭാഗമാണ്.

ഐസോടോപ്പുകൾ, ആറ്റം, തന്മാത്ര. സാധാരണ വിട്രിയോൾ രണ്ട് സ്ഥിരതയുള്ള ഐസോടോപ്പുകളുടെ മിശ്രിതം ഉൾക്കൊള്ളുന്നു: ലൈറ്റ് വിട്രിയോൾ, അല്ലെങ്കിൽ പ്രോട്ടിയം (1H), ഹെവി വിട്രിയോൾ, അല്ലെങ്കിൽ ഡ്യൂറ്റീരിയം (2H, അല്ലെങ്കിൽ ഡി). സ്വാഭാവിക സംയുക്തങ്ങളിൽ, 1 2H ആറ്റത്തിന് ശരാശരി 6800 1H ആറ്റങ്ങളുണ്ട്. ഒരു റേഡിയോ ആക്ടീവ് ഐസോടോപ്പ് കൃത്രിമമായി നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു - സൂപ്പർഹീവി V., അല്ലെങ്കിൽ ട്രിറ്റിയം (3H, അല്ലെങ്കിൽ T), മൃദുവായ β-റേഡിയേഷനും അർദ്ധായുസ്സും T1/2 = 12.262 വർഷവും. പ്രകൃതിയിൽ, ട്രിറ്റിയം രൂപംകൊള്ളുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, കോസ്മിക് റേ ന്യൂട്രോണുകളുടെ സ്വാധീനത്തിൽ അന്തരീക്ഷ നൈട്രജനിൽ നിന്ന്; അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഇത് വളരെ ചെറുതാണ് (മൊത്തം V ആറ്റങ്ങളുടെ 4-10-15%). വളരെ അസ്ഥിരമായ ഐസോടോപ്പ് 4H ലഭിച്ചു. യഥാക്രമം 1H, 2H, 3H, 4H എന്നീ ഐസോടോപ്പുകളുടെ പിണ്ഡ സംഖ്യകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ഒരു പ്രോട്ടിയം ആറ്റത്തിൻ്റെ ന്യൂക്ലിയസിൽ 1 പ്രോട്ടോൺ, ഡ്യൂട്ടീരിയം - 1 പ്രോട്ടോൺ, 1 ന്യൂട്രോൺ, ട്രിറ്റിയം - 1 പ്രോട്ടോൺ, 2 എന്നിവ മാത്രമേ അടങ്ങിയിട്ടുള്ളൂ എന്നാണ്. ന്യൂട്രോണുകൾ, 4H - 1 പ്രോട്ടോൺ, 3 ന്യൂട്രോണുകൾ. വിയുടെ ഐസോടോപ്പുകളുടെ പിണ്ഡത്തിലെ വലിയ വ്യത്യാസം മറ്റ് മൂലകങ്ങളുടെ ഐസോടോപ്പുകളെ അപേക്ഷിച്ച് അവയുടെ ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങളിൽ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധേയമായ വ്യത്യാസം നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

V. ആറ്റത്തിന് മറ്റെല്ലാ മൂലകങ്ങളുടെയും ആറ്റങ്ങളിൽ ഏറ്റവും ലളിതമായ ഘടനയുണ്ട്: അതിൽ ഒരു ന്യൂക്ലിയസും ഒരു ഇലക്ട്രോണും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഒരു ന്യൂക്ലിയസ് (അയോണൈസേഷൻ സാധ്യത) ഉള്ള ഒരു ഇലക്ട്രോണിൻ്റെ ബൈൻഡിംഗ് ഊർജ്ജം 13.595 eV ആണ്. ഒരു ന്യൂട്രൽ ആറ്റത്തിന് രണ്ടാമത്തെ ഇലക്ട്രോൺ ചേർക്കാനും ഒരു നെഗറ്റീവ് അയോൺ H- രൂപീകരിക്കാനും കഴിയും; ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഒരു ന്യൂട്രൽ ആറ്റവുമായി (ഇലക്ട്രോൺ അഫിനിറ്റി) രണ്ടാമത്തെ ഇലക്ട്രോണിൻ്റെ ബൈൻഡിംഗ് ഊർജ്ജം 0.78 eV ആണ്. ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് ഒരു ആറ്റത്തിൻ്റെ സാധ്യമായ എല്ലാ ഊർജ്ജ നിലകളും കണക്കാക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു, അതിനാൽ അതിൻ്റെ ആറ്റോമിക് സ്പെക്ട്രത്തിൻ്റെ പൂർണ്ണമായ വ്യാഖ്യാനം നൽകുന്നു. മറ്റ് സങ്കീർണ്ണമായ ആറ്റങ്ങളുടെ ഊർജ്ജ നിലകളുടെ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കൽ കണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ V ആറ്റം ഒരു മാതൃകാ ആറ്റമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. തന്മാത്ര B. H2 ഒരു കോവാലൻ്റ് കെമിക്കൽ ബോണ്ട് വഴി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് ആറ്റങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഡിസോസിയേഷൻ്റെ ഊർജ്ജം (അതായത്, ആറ്റങ്ങളായി ക്ഷയിക്കുന്നു) 4.776 eV (1 eV = 1.60210-10-19 J) ആണ്. ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ സന്തുലിതാവസ്ഥയിലുള്ള ഇൻ്ററാറ്റോമിക് ദൂരം 0.7414-Å ആണ്. ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ, തന്മാത്രാ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളായി വിഘടിക്കുന്നു (2000 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ വിഘടനത്തിൻ്റെ അളവ് 0.0013 ആണ്, 5000 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 0.95). വിവിധ രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിലും (ഉദാഹരണത്തിന്, ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡിലെ Zn-ൻ്റെ പ്രവർത്തനത്താൽ) ആറ്റോമിക് വി. എന്നിരുന്നാലും, ആറ്റോമിക് അവസ്ഥയിൽ ഹൈഡ്രജൻ്റെ അസ്തിത്വം വളരെ കുറച്ച് സമയം മാത്രമേ നിലനിൽക്കൂ; ആറ്റങ്ങൾ H2 തന്മാത്രകളായി വീണ്ടും സംയോജിക്കുന്നു.

ഭൗതികവും രാസപരവും ആയ ഗുണവിശേഷങ്ങൾ. അറിയപ്പെടുന്ന എല്ലാ പദാർത്ഥങ്ങളിലും ഏറ്റവും ഭാരം കുറഞ്ഞതാണ് വി. ഹീലിയം -252.6°C, -259.1°C എന്നിവയിൽ യഥാക്രമം തിളച്ചുമറിയുകയും (ദ്രവീകരിക്കുകയും) ഉരുകുകയും (ഖരീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു) (ഹീലിയത്തിന് മാത്രമേ കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കങ്ങളും തിളപ്പിക്കലും ഉള്ളൂ). ജലത്തിൻ്റെ നിർണായക താപനില വളരെ കുറവാണ് (-240 ° C), അതിനാൽ അതിൻ്റെ ദ്രവീകരണം വലിയ ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ നിറഞ്ഞതാണ്; ഗുരുതരമായ മർദ്ദം 12.8 kgf/cm2 (12.8 atm), നിർണ്ണായക സാന്ദ്രത 0.0312 g/cm3. എല്ലാ വാതകങ്ങളിലും, V. യ്ക്ക് ഏറ്റവും വലിയ താപ ചാലകതയുണ്ട്, 0.174 W/(m-K) 0°C, 1 atm, അതായത് 4.16-0-4 cal/(s-cm-°C). 0°C, 1 atm Ср 14.208-103 J/(kg-K), അതായത് 3.394 cal/(g-°C) യിൽ V. യുടെ പ്രത്യേക താപ ശേഷി. V. വെള്ളത്തിൽ ചെറുതായി ലയിക്കുന്നു (20°C, 1 atm-ൽ 0.0182 ml/g), എന്നാൽ പല ലോഹങ്ങളിലും (Ni, Pt, Pd, മുതലായവ) നന്നായി ലയിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് പലേഡിയത്തിൽ (1 വോള്യത്തിൽ 850 വാല്യങ്ങൾ Pd) . ലോഹങ്ങളിൽ V. യുടെ ലയിക്കുന്നതും അവയിലൂടെ വ്യാപിക്കാനുള്ള കഴിവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു; ഒരു കാർബൺ അലോയ് വഴിയുള്ള വ്യാപനം (ഉദാഹരണത്തിന്, സ്റ്റീൽ) ചിലപ്പോൾ കാർബണുമായുള്ള കാർബണിൻ്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനം (ഡീകാർബണൈസേഷൻ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവ) കാരണം അലോയ് നശിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. ലിക്വിഡ് V. വളരെ ഭാരം കുറഞ്ഞതും (സാന്ദ്രത -253 ° C 0.0708 g/cm3) ദ്രാവകവും (വിസ്കോസിറ്റി -253 ° C 13.8 സ്പുവസിൽ).

മിക്ക സംയുക്തങ്ങളിലും, സോഡിയവും മറ്റ് ആൽക്കലി ലോഹങ്ങളും പോലെ വി. സാധാരണയായി ഇത് ഈ ലോഹങ്ങളുടെ ഒരു അനലോഗ് ആയി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് 1 ഗ്രാം ആണ്. മെൻഡലീവ് സംവിധാനം. എന്നിരുന്നാലും, ലോഹ ഹൈഡ്രൈഡുകളിൽ, B അയോൺ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജാണ് (ഓക്സിഡേഷൻ അവസ്ഥ -1), അതായത്, Na+H- ഹൈഡ്രൈഡ് Na+Cl-ക്ലോറൈഡിന് സമാനമായി ഘടനാപരമാണ്. ഇതും മറ്റ് ചില വസ്‌തുതകളും (വി.യുടെയും ഹാലോജനുകളുടെയും ഭൗതിക ഗുണങ്ങളുടെ സാമ്യം, ഓർഗാനിക് സംയുക്തങ്ങളിൽ V. മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാനുള്ള ഹാലോജനുകളുടെ കഴിവ്) V. ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ VII ഗ്രൂപ്പിലും (കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾക്ക്, മൂലകങ്ങളുടെ ആവർത്തനപ്പട്ടിക കാണുക). സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ, മോളിക്യുലർ V. താരതമ്യേന കുറച്ച് സജീവമാണ്, ഇത് ഏറ്റവും സജീവമല്ലാത്ത ലോഹങ്ങളുമായി നേരിട്ട് സംയോജിപ്പിക്കുന്നു (ഫ്ലൂറിനൊപ്പം, വെളിച്ചത്തിൽ ക്ലോറിൻ). എന്നിരുന്നാലും, ചൂടാക്കുമ്പോൾ, അത് പല ഘടകങ്ങളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു. തന്മാത്രയുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ ആറ്റോമിക് വി. ഓക്സിജൻ ഉപയോഗിച്ച്, V. ജലം രൂപപ്പെടുത്തുന്നു: H2 + 1/2O2 = H2O 285.937-103 J/mol, അതായത് 68.3174 kcal/mol താപം (25 ° C, 1 atm എന്നിവയിൽ). സാധാരണ ഊഷ്മാവിൽ പ്രതികരണം വളരെ സാവധാനത്തിൽ നടക്കുന്നു, 550 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു മുകളിൽ അത് പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ-ഓക്‌സിജൻ മിശ്രിതത്തിൻ്റെ സ്‌ഫോടനാത്മക പരിധികൾ (വോളിയം അനുസരിച്ച്) 4 മുതൽ 94% H2 വരെയും, ഹൈഡ്രജൻ-വായു മിശ്രിതത്തിൻ്റെ - 4 മുതൽ 74% വരെ H2 വരെയും (2 വോളിയം H2 ൻ്റെയും 1 വോളിയം O2 ൻ്റെയും മിശ്രിതത്തെ വിളിക്കുന്നു. പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്ന വാതകം). പല ലോഹങ്ങളും കുറയ്ക്കാൻ V. ഉപയോഗിക്കുന്നു, കാരണം അത് അവയുടെ ഓക്സൈഡുകളിൽ നിന്ന് ഓക്സിജൻ നീക്കം ചെയ്യുന്നു:

CuO + H2 = Cu + H2O,
Fe3O4 + 4H2 = 3Fe + 4H2O, മുതലായവ.
ഹാലൊജനുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, V. ഹൈഡ്രജൻ ഹാലൈഡുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്:
H2 + Cl2 = 2HCl.

അതേ സമയം, V. ഫ്ലൂറിൻ ഉപയോഗിച്ച് പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്നു (ഇരുട്ടിലും -252 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലും പോലും), ക്ലോറിൻ, ബ്രോമിൻ എന്നിവയുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നത് പ്രകാശിപ്പിക്കുമ്പോഴോ ചൂടാക്കുമ്പോഴോ മാത്രം, അയോഡിൻ ചൂടാക്കിയാൽ മാത്രം. V. നൈട്രജനുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് അമോണിയ ഉണ്ടാക്കുന്നു: 3H2 + N2 = 2NH3 ഒരു ഉൽപ്രേരകത്തിലും ഉയർന്ന താപനിലയിലും മർദ്ദത്തിലും മാത്രം. ചൂടാക്കുമ്പോൾ, V. സൾഫറുമായി ശക്തമായി പ്രതികരിക്കുന്നു: H2 + S = H2S (ഹൈഡ്രജൻ സൾഫൈഡ്), സെലിനിയം, ടെലൂറിയം എന്നിവയുമായി വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ മാത്രം ഉത്തേജകമില്ലാതെ ശുദ്ധമായ കാർബണുമായി V. പ്രതിപ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും: 2H2 + C (അരൂപരഹിതം) = CH4 (മീഥെയ്ൻ). V. ചില ലോഹങ്ങളുമായി നേരിട്ട് പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു (ആൽക്കലി, ആൽക്കലൈൻ എർത്ത് മുതലായവ), ഹൈഡ്രൈഡുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു: H2 + 2Li = 2LiH. കാർബൺ മോണോക്സൈഡുമായുള്ള ഹൈഡ്രജൻ്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് വലിയ പ്രായോഗിക പ്രാധാന്യമുണ്ട്, അതിൽ താപനില, മർദ്ദം, ഉൽപ്രേരകം എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ച് വിവിധ ജൈവ സംയുക്തങ്ങൾ രൂപം കൊള്ളുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് HCHO, CH3OH മുതലായവ. (കാർബൺ മോണോക്സൈഡ് കാണുക). അപൂരിത ഹൈഡ്രോകാർബണുകൾ ഹൈഡ്രജനുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് പൂരിതമാകുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്: CnH2n + H2 = CnH2n+2 (ഹൈഡ്രജനേഷൻ കാണുക).

ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണം.

Gladysheva Marina Alekseevna, 10A, സ്കൂൾ നമ്പർ 75, Chernogolovka. "Start in Science", MIPT, 2004 എന്ന കോൺഫറൻസിൽ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുക.

ഒരു സാർവത്രിക ഊർജ്ജ വാഹകനെന്ന നിലയിൽ ഹൈഡ്രജൻ്റെ ആകർഷണം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് അതിൻ്റെ പാരിസ്ഥിതിക സൗഹൃദം, വഴക്കം, പങ്കാളിത്തം ഉൾപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജ പരിവർത്തന പ്രക്രിയകളുടെ കാര്യക്ഷമത എന്നിവയാണ്. മൾട്ടി-സ്കെയിൽ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിനുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യകൾ നന്നായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ ഏതാണ്ട് പരിധിയില്ലാത്ത അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ അടിത്തറയുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ഹൈഡ്രജൻ വാതകത്തിൻ്റെ കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രത, അതിൻ്റെ ദ്രവീകരണത്തിൻ്റെ കുറഞ്ഞ താപനില, അതുപോലെ തന്നെ ഉയർന്ന സ്ഫോടന അപകടം, ഘടനാപരമായ വസ്തുക്കളുടെ ഗുണങ്ങളെ പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കുന്നു, ഫലപ്രദവും സുരക്ഷിതവുമായ ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ ​​സംവിധാനങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിലെ പ്രശ്നങ്ങൾ മുന്നിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്നു. - ഇവയാണ് നിലവിൽ ഹൈഡ്രജൻ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെയും സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും വികസനത്തിന് തടസ്സമായി നിൽക്കുന്ന പ്രശ്നങ്ങൾ.

യുഎസ് ഡിപ്പാർട്ട്മെൻ്റ് ഓഫ് എനർജിയുടെ വർഗ്ഗീകരണത്തിന് അനുസൃതമായി, ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധന സംഭരണ ​​രീതികളെ 2 ഗ്രൂപ്പുകളായി തിരിക്കാം:

ഹൈഡ്രജൻ വാതകത്തെ ഒരു കോംപാക്റ്റ് അവസ്ഥയിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിനായി ശാരീരിക പ്രക്രിയകൾ (പ്രധാനമായും കംപ്രഷൻ അല്ലെങ്കിൽ ദ്രവീകരണം) ഉപയോഗിക്കുന്ന ഭൗതിക രീതികൾ ആദ്യ ഗ്രൂപ്പിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഭൗതിക രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജൻ H 2 തന്മാത്രകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു , സംഭരണ ​​പരിസ്ഥിതിയുമായി ദുർബലമായി ഇടപഴകുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ സംഭരിക്കുന്നതിനുള്ള ഇനിപ്പറയുന്ന ഭൗതിക രീതികൾ ഇന്ന് നടപ്പിലാക്കിയിട്ടുണ്ട്:

കംപ്രസ് ചെയ്ത ഹൈഡ്രജൻ വാതകം:

ഗ്യാസ് സിലിണ്ടറുകൾ;

ഭൂഗർഭ ടാങ്കുകൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള നിശ്ചലമായ കൂറ്റൻ സംഭരണ ​​സംവിധാനങ്ങൾ;

പൈപ്പ് ലൈനുകളിൽ സംഭരണം;

ഗ്ലാസ് മൈക്രോസ്ഫിയറുകൾ.

ദ്രവ ഹൈഡ്രജൻ:സ്റ്റേഷണറി, ട്രാൻസ്പോർട്ട് ക്രയോജനിക് കണ്ടെയ്നറുകൾ.

IN രാസവസ്തുരീതികൾ, ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണം ചില വസ്തുക്കളുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ ഭൗതികമോ രാസപരമോ ആയ പ്രക്രിയകൾ വഴി ഉറപ്പാക്കുന്നു. സംഭരണ ​​മാധ്യമത്തിൻ്റെ മെറ്റീരിയലുമായി മോളിക്യുലാർ അല്ലെങ്കിൽ ആറ്റോമിക് ഹൈഡ്രജൻ്റെ ശക്തമായ ഇടപെടലാണ് ഈ രീതികളുടെ സവിശേഷത. ഈ ഗ്രൂപ്പ് രീതികൾ പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്നവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

ആഗിരണം:

സിയോലൈറ്റുകളും അനുബന്ധ സംയുക്തങ്ങളും;

സജീവമാക്കിയ കാർബൺ;

ഹൈഡ്രോകാർബൺ നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾ.

മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ഓരോ വോളിയത്തിനും ആഗിരണം(മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡുകൾ)

രാസ ഇടപെടൽ:

ഏകാന്തത;

ഫുള്ളറിനുകളും ഓർഗാനിക് ഹൈഡ്രൈഡുകളും;

അമോണിയ;

സ്പോഞ്ച് ഇരുമ്പ്;

അലുമിനിയം, സിലിക്കൺ എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ജല-പ്രതിക്രിയ അലോയ്കൾ.

ഹൈഡ്രജൻ വാതക സംഭരണംപ്രകൃതി വാതക സംഭരണത്തേക്കാൾ സങ്കീർണ്ണമായ പ്രശ്നമല്ല. പ്രായോഗികമായി, ഗ്യാസ് ടാങ്കുകൾ, പ്രകൃതിദത്ത ഭൂഗർഭ ജലസംഭരണികൾ (അക്വിഫറുകൾ, ക്ഷയിച്ച എണ്ണ, വാതക ഫീൽഡുകൾ), ഭൂഗർഭ ആറ്റോമിക് സ്ഫോടനങ്ങളാൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട സംഭരണ ​​സൗകര്യങ്ങൾ എന്നിവ ഇതിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. കുഴൽക്കിണറുകളിലൂടെ ഉപ്പ് വെള്ളത്തിൽ ലയിപ്പിച്ച് സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഉപ്പ് ഗുഹകളിൽ ഹൈഡ്രജൻ വാതകം സംഭരിക്കുന്നതിനുള്ള അടിസ്ഥാന സാധ്യത തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.

100 MPa വരെ സമ്മർദ്ദത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ വാതകം സംഭരിക്കുന്നതിന്, രണ്ടോ മൾട്ടി-ലെയർ മതിലുകളോ ഉള്ള വെൽഡിഡ് പാത്രങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അത്തരമൊരു പാത്രത്തിൻ്റെ അകത്തെ മതിൽ ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ അല്ലെങ്കിൽ ഉയർന്ന മർദ്ദമുള്ള സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഹൈഡ്രജനുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന മറ്റ് വസ്തുക്കൾ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, പുറം പാളികൾ ഉയർന്ന ശക്തിയുള്ള സ്റ്റീലുകൾ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഈ ആവശ്യങ്ങൾക്ക്, 40 - 70 MPa വരെ മർദ്ദത്തിന് രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത കുറഞ്ഞ കാർബൺ സ്റ്റീലുകൾ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച തടസ്സമില്ലാത്ത കട്ടിയുള്ള മതിലുകളുള്ള പാത്രങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

വാട്ടർ പൂൾ (ആർദ്ര ഗ്യാസ് ഹോൾഡറുകൾ), സ്ഥിരമായ പ്രഷർ പിസ്റ്റൺ ഗ്യാസ് ഹോൾഡറുകൾ (ഡ്രൈ ഗ്യാസ് ഹോൾഡറുകൾ), സ്ഥിരമായ വോളിയം ഗ്യാസ് ഹോൾഡറുകൾ (ഉയർന്ന മർദ്ദമുള്ള ടാങ്കുകൾ) എന്നിവയുള്ള ഗ്യാസ് ഹോൾഡറുകളിൽ ഹൈഡ്രജൻ വാതകത്തിൻ്റെ സംഭരണം വ്യാപകമാണ്. ചെറിയ അളവിൽ ഹൈഡ്രജൻ സംഭരിക്കാൻ സിലിണ്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

വെൽഡിഡ് നിർമ്മാണത്തിൻ്റെ നനഞ്ഞതും വരണ്ടതുമായ (പിസ്റ്റൺ) ഗ്യാസ് ടാങ്കുകൾക്ക് മതിയായ ഇറുകിയ ഇല്ല എന്നത് മനസ്സിൽ പിടിക്കണം. സാങ്കേതിക വ്യവസ്ഥകൾ അനുസരിച്ച്, 3000 m3 വരെ ശേഷിയുള്ള വെറ്റ് ഗ്യാസ് ടാങ്കുകളുടെ സാധാരണ പ്രവർത്തന സമയത്ത് ഹൈഡ്രജൻ ചോർച്ച അനുവദനീയമാണ്. 3 - ഏകദേശം 1.65%, കൂടാതെ 3000 മീറ്റർ മുതൽ ശേഷി 3 കൂടാതെ കൂടുതൽ - പ്രതിദിനം ഏകദേശം 1.1% (ഗ്യാസ് ടാങ്കിൻ്റെ നാമമാത്രമായ അളവ് അടിസ്ഥാനമാക്കി).

വലിയ അളവിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ സംഭരിക്കുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും വാഗ്ദാനമായ ഒരു മാർഗ്ഗം ജലസംഭരണികളിൽ സംഭരിക്കുക എന്നതാണ്. ഈ സംഭരണ ​​രീതിയുടെ വാർഷിക നഷ്ടം 1 മുതൽ 3% വരെയാണ്. പ്രകൃതി വാതക സംഭരണത്തിൻ്റെ അനുഭവം ഈ നഷ്ടം സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ വാതകം സ്റ്റീൽ പാത്രങ്ങളിൽ 20 MPa വരെ സമ്മർദ്ദത്തിൽ സംഭരിക്കാനും കൊണ്ടുപോകാനും കഴിയും. സ്റ്റാൻഡേർഡ് കണ്ടെയ്‌നറുകളിലും പ്രത്യേകം രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌ത കണ്ടെയ്‌നറുകളിലും ഇത്തരം കണ്ടെയ്‌നറുകൾ ഓട്ടോമൊബൈൽ അല്ലെങ്കിൽ റെയിൽവേ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളിൽ ഉപഭോഗത്തിൻ്റെ പോയിൻ്റിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകാൻ കഴിയും.

-50 മുതൽ +60 വരെയുള്ള താപനിലയിൽ ചെറിയ അളവിൽ കംപ്രസ് ചെയ്ത ഹൈഡ്രജൻ്റെ സംഭരണത്തിനും ഗതാഗതത്തിനും 0 സി 12 ഡിഎം വരെ ചെറിയ ശേഷിയുള്ള സ്റ്റീൽ തടസ്സമില്ലാത്ത സിലിണ്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുക 3 ശരാശരി ശേഷി 20 - 50 ഡിഎം 3 20 MPa വരെ പ്രവർത്തന സമ്മർദ്ദം. വാൽവ് ബോഡി പിച്ചള കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. സിലിണ്ടറുകൾക്ക് കടും പച്ച നിറത്തിൽ ചായം പൂശിയതിനാൽ ചുവപ്പ് നിറത്തിൽ "ഹൈഡ്രജൻ" എന്ന ലിഖിതമുണ്ട്.

ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ ​​സിലിണ്ടറുകൾ വളരെ ലളിതവും ഒതുക്കമുള്ളതുമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, സംഭരിക്കാൻ 2 കിലോ എൻ 2 33 കിലോ ഭാരമുള്ള ബോൾട്ടുകൾ ആവശ്യമാണ്. മെറ്റീരിയൽ സയൻസിലെ പുരോഗതി, സിലിണ്ടർ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ പിണ്ഡം 1 കിലോ ഹൈഡ്രജനിൽ 20 കിലോ ആയി കുറയ്ക്കാൻ സാധ്യമാക്കുന്നു, ഭാവിയിൽ അത് 8-10 കിലോ ആയി കുറയ്ക്കാൻ സാധിക്കും. ഇതുവരെ, സിലിണ്ടറുകളിൽ സൂക്ഷിക്കുമ്പോൾ ഹൈഡ്രജൻ്റെ പിണ്ഡം സിലിണ്ടറിൻ്റെ തന്നെ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ ഏകദേശം 2-3% ആണ്.

വലിയ അളവിൽ ഹൈഡ്രജൻ വലിയ മർദ്ദമുള്ള ഗ്യാസ് ടാങ്കുകളിൽ സൂക്ഷിക്കാം. ഗ്യാസ് ടാങ്കുകൾ സാധാരണയായി കാർബൺ സ്റ്റീൽ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. അവയിലെ പ്രവർത്തന സമ്മർദ്ദം സാധാരണയായി 10 MPa കവിയരുത്. ഹൈഡ്രജൻ വാതകത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത കുറവായതിനാൽ, അത്തരം പാത്രങ്ങളിൽ സൂക്ഷിക്കുന്നത് താരതമ്യേന ചെറിയ അളവിൽ മാത്രമേ ഗുണം ചെയ്യൂ. നിർദ്ദിഷ്ട മൂല്യത്തിന് മുകളിലുള്ള മർദ്ദം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത്, ഉദാഹരണത്തിന്, നൂറുകണക്കിന് മെഗാ പാസ്കലുകൾക്ക്, ഒന്നാമതായി, കാർബൺ സ്റ്റീലുകളുടെ ഹൈഡ്രജൻ നാശവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു, രണ്ടാമതായി, അത്തരം കണ്ടെയ്നറുകളുടെ വിലയിൽ ഗണ്യമായ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകുന്നു.

വളരെ വലിയ അളവിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ സംഭരിക്കുന്നതിന്, കുറഞ്ഞുപോയ വാതകവും ജലസംഭരണികളും സംഭരിക്കുന്നതാണ് ചെലവ് കുറഞ്ഞ രീതി. അമേരിക്കയിൽ 300-ലധികം ഭൂഗർഭ വാതക സംഭരണ ​​കേന്ദ്രങ്ങളുണ്ട്.

വളരെ വലിയ അളവിൽ ഹൈഡ്രജൻ വാതകം 365 മീറ്റർ ആഴമുള്ള ഉപ്പ് ഗുഹകളിൽ 5 MPa ഹൈഡ്രജൻ മർദ്ദത്തിൽ, 20 10 വരെ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന സുഷിരങ്ങളുള്ള വെള്ളം നിറഞ്ഞ ഘടനകളിൽ സംഭരിക്കുന്നു. 6 മീറ്റർ 3 ഹൈഡ്രജൻ.

50% ഹൈഡ്രജൻ അടങ്ങിയ വാതകത്തിൻ്റെ ഭൂഗർഭ വാതക സംഭരണ ​​സൗകര്യങ്ങളിൽ ദീർഘകാല സംഭരണത്തിൻ്റെ അനുഭവം (10 വർഷത്തിൽ കൂടുതൽ) ശ്രദ്ധേയമായ ചോർച്ചയില്ലാതെ അതിൻ്റെ സംഭരണത്തിൻ്റെ മുഴുവൻ സാധ്യതയും കാണിക്കുന്നു. വെള്ളത്തിൽ കുതിർന്ന കളിമണ്ണിൻ്റെ പാളികൾ വെള്ളത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ്റെ ദുർബലമായ പിരിച്ചുവിടൽ കാരണം ഹെർമെറ്റിക്കലി സീൽ ചെയ്ത സംഭരണം നൽകും.

ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണം

ഹൈഡ്രജനെ ദ്രാവക രൂപത്തിൽ സംഭരിക്കുമ്പോൾ പരിഗണിക്കേണ്ട നിരവധി സവിശേഷ ഗുണങ്ങളിൽ ഒന്ന് പ്രധാനമാണ്. ദ്രവാവസ്ഥയിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ഒരു ഇടുങ്ങിയ താപനില പരിധിയിൽ കാണപ്പെടുന്നു: 20K എന്ന തിളപ്പിക്കൽ പോയിൻ്റ് മുതൽ 17K വരെ ഫ്രീസിങ് പോയിൻ്റ് വരെ, അത് ഒരു ഖരാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുമ്പോൾ. താപനില അതിൻ്റെ തിളയ്ക്കുന്ന പോയിൻ്റിന് മുകളിൽ ഉയരുകയാണെങ്കിൽ, ഹൈഡ്രജൻ തൽക്ഷണം ദ്രാവകത്തിൽ നിന്ന് വാതകത്തിലേക്ക് മാറുന്നു.

പ്രാദേശിക അമിത ചൂടാക്കൽ തടയുന്നതിന്, ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ നിറച്ച പാത്രങ്ങൾ ഹൈഡ്രജൻ്റെ തിളയ്ക്കുന്ന പോയിൻ്റിന് അടുത്തുള്ള താപനിലയിലേക്ക് മുൻകൂട്ടി തണുപ്പിക്കണം, അതിനുശേഷം മാത്രമേ അവ ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ കൊണ്ട് നിറയ്ക്കാൻ കഴിയൂ. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, ശീതീകരണ വാതകം സിസ്റ്റത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു, ഇത് കണ്ടെയ്നർ തണുപ്പിക്കാൻ ഹൈഡ്രജൻ്റെ ഉയർന്ന ഉപഭോഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ്റെ ദ്രാവകാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് വാതകാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുന്നത് ബാഷ്പീകരണത്തിൽ നിന്നുള്ള അനിവാര്യമായ നഷ്ടങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെട്ട വാതകത്തിൻ്റെ വിലയും ഊർജ്ജ ഉള്ളടക്കവും പ്രധാനമാണ്. അതിനാൽ, സാമ്പത്തികവും സുരക്ഷിതവുമായ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന് ഈ വാതകത്തിൻ്റെ ഉപയോഗം സംഘടിപ്പിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. ഒരു ക്രയോജനിക് പാത്രത്തിൻ്റെ സുരക്ഷിതമായ പ്രവർത്തനത്തിനുള്ള വ്യവസ്ഥകൾ അനുസരിച്ച്, കണ്ടെയ്നറിലെ പരമാവധി പ്രവർത്തന സമ്മർദ്ദത്തിൽ എത്തിയ ശേഷം, ഗ്യാസ് സ്പേസ് കുറഞ്ഞത് 5% ആയിരിക്കണം.

ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ ​​ടാങ്കുകൾക്ക് നിരവധി ആവശ്യകതകൾ ഉണ്ട്:

ടാങ്കിൻ്റെ രൂപകൽപ്പന ശക്തിയും വിശ്വാസ്യതയും, ദീർഘകാല സുരക്ഷിതമായ പ്രവർത്തനവും ഉറപ്പാക്കണം;

ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജൻ നിറയ്ക്കുന്നതിന് മുമ്പ് സംഭരണ ​​സൗകര്യം പ്രീ-തണുപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ്റെ ഉപഭോഗം വളരെ കുറവായിരിക്കണം;

ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജൻ വേഗത്തിൽ നിറയ്ക്കുന്നതിനും സംഭരിച്ച ഉൽപ്പന്നം വേഗത്തിൽ വിതരണം ചെയ്യുന്നതിനുമുള്ള ഒരു മാർഗം സ്റ്റോറേജ് ടാങ്കിൽ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കണം.

ക്രയോജനിക് ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ ​​സംവിധാനത്തിൻ്റെ പ്രധാന ഭാഗം താപ ഇൻസുലേറ്റഡ് പാത്രങ്ങളാണ്, ഇവയുടെ പിണ്ഡം ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിലുള്ള സിലിണ്ടർ സംഭരണത്തേക്കാൾ 1 കിലോ സംഭരിച്ച ഹൈഡ്രജനിൽ ഏകദേശം 4-5 മടങ്ങ് കുറവാണ്. ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജൻ്റെ ക്രയോജനിക് സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ, 1 കിലോ ഹൈഡ്രജൻ ഒരു ക്രയോജനിക് പാത്രത്തിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ 6-8 കിലോഗ്രാം ആണ്, വോള്യൂമെട്രിക് സ്വഭാവസവിശേഷതകളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, ക്രയോജനിക് പാത്രങ്ങൾ 40 MPa സമ്മർദ്ദത്തിൽ വാതക ഹൈഡ്രജൻ്റെ സംഭരണവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.

ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജൻ 5 ആയിരം മീറ്റർ വരെ വോളിയമുള്ള പ്രത്യേക സംഭരണ ​​കേന്ദ്രങ്ങളിൽ വലിയ അളവിൽ സൂക്ഷിക്കുന്നു. 3 . 2850 മീറ്റർ വോളിയമുള്ള ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ്റെ വലിയ ഗോളാകൃതിയിലുള്ള സംഭരണ ​​സൗകര്യം 3 17.4 മീറ്റർ അലൂമിനിയം ഗോളത്തിൻ്റെ ആന്തരിക വ്യാസമുണ്ട് 3 .

രാസപരമായി ബന്ധിപ്പിച്ച അവസ്ഥയിൽ ഹൈഡ്രജൻ്റെ സംഭരണവും ഗതാഗതവും

അമോണിയ, മെഥനോൾ, എത്തനോൾ എന്നിവയുടെ രൂപത്തിൽ വളരെ ദൂരത്തേക്ക് ഹൈഡ്രജൻ സംഭരിക്കുകയും കൊണ്ടുപോകുകയും ചെയ്യുന്നതിൻ്റെ ഗുണങ്ങൾ വോള്യൂമെട്രിക് ഹൈഡ്രജൻ ഉള്ളടക്കത്തിൻ്റെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണത്തിൻ്റെ ഈ രൂപങ്ങളിൽ, സംഭരണ ​​മാധ്യമം ഒരിക്കൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അമോണിയയുടെ ദ്രവീകരണ താപനില 239.76 കെ, നിർണായക ഊഷ്മാവ് 405 കെ, അതിനാൽ സാധാരണ താപനിലയിൽ അമോണിയ 1.0 MPa മർദ്ദത്തിൽ ദ്രവീകരിക്കുകയും പൈപ്പുകളിലൂടെ കൊണ്ടുപോകുകയും ദ്രാവക രൂപത്തിൽ സൂക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യാം. അടിസ്ഥാനം അനുപാതങ്ങൾ താഴെ നൽകിയിരിക്കുന്നു:

1 m 3 N 2 (g) » 0.66 m 3 NH 3 » 0?75 dm 3 H 2 (l);

1 t NH 3 »1975 m 3 N 2 + 658 m 3 N 2 - 3263 MJ;

2NH 3 ?N 2 + 3H 2 - 92 kJ.

ഏകദേശം 1173 - 1073 K താപനിലയിലും അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിലും സംഭവിക്കുന്ന അമോണിയയുടെ (പടക്കം) വിഘടിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഡിസോസിയേറ്ററുകൾ, അമോണിയ സമന്വയിപ്പിക്കാൻ ചെലവഴിച്ച ഇരുമ്പ് കാറ്റലിസ്റ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒരു കിലോ ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ, 5.65 കിലോ അമോണിയ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പുറത്തുനിന്നുള്ള ഈ താപം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ അമോണിയയുടെ വിഘടനത്തിനായുള്ള താപ ഉപഭോഗത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഹൈഡ്രജൻ്റെ ജ്വലനത്തിൻ്റെ താപം വിഘടിപ്പിക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന അമോണിയയുടെ ജ്വലന താപത്തേക്കാൾ 20% വരെ കൂടുതലായിരിക്കും. ഈ പ്രക്രിയയിൽ ലഭിച്ച ഹൈഡ്രജൻ ഡിസോസിയേഷൻ പ്രക്രിയയ്ക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, അത്തരമൊരു പ്രക്രിയയുടെ കാര്യക്ഷമത (തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന വാതകത്തിൻ്റെ താപത്തിൻ്റെ അനുപാതം ദഹിപ്പിച്ച അമോണിയയുടെ ജ്വലനത്തിൻ്റെ താപവുമായി) 60 - 70% കവിയരുത്.

മെഥനോളിൽ നിന്നുള്ള ഹൈഡ്രജൻ രണ്ട് സ്കീമുകൾ അനുസരിച്ച് ലഭിക്കും: ഒന്നുകിൽ കാറ്റലറ്റിക് വിഘടനം വഴി:

CH 3 OH? CO+2H 2 - 90 kJ

ഒരു ഘട്ടത്തിൽ CO യുടെ കാറ്റലറ്റിക് പരിവർത്തനം അല്ലെങ്കിൽ കാറ്റലറ്റിക് സ്റ്റീം പരിവർത്തനം എന്നിവ പിന്തുടരുന്നു:

H 2 O + CH 3 OH? CO 2 + 3H 2 - 49 kJ.

സാധാരണഗതിയിൽ, ഈ പ്രക്രിയ മെഥനോൾ സിന്തസിസിനായി ഒരു സിങ്ക്-ക്രോമിയം കാറ്റലിസ്റ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രക്രിയ 573 - 673 കെയിൽ സംഭവിക്കുന്നു. പരിവർത്തന പ്രക്രിയകൾക്ക് മെഥനോൾ ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കാം. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദന പ്രക്രിയയുടെ കാര്യക്ഷമത 65-70% ആണ് (ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജൻ്റെ താപത്തിൻ്റെ അനുപാതം ദഹിപ്പിച്ച മെഥനോളിൻ്റെ ജ്വലനത്തിൻ്റെ താപത്തിൻ്റെ അനുപാതം); ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയ്ക്കുള്ള താപം പുറത്തുനിന്നാണ് വിതരണം ചെയ്യുന്നതെങ്കിൽ, കാറ്റലറ്റിക് വിഘടനം വഴി ലഭിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജൻ്റെ ജ്വലന താപം 22% ആണ്, നീരാവി പരിഷ്കരണത്തിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജൻ്റെ താപം ഉപഭോഗം ചെയ്യുന്ന മെഥനോളിൻ്റെ ജ്വലന താപത്തേക്കാൾ 15% കൂടുതലാണ്.

മാലിന്യ താപവും മെഥനോൾ, അമോണിയ അല്ലെങ്കിൽ എത്തനോൾ എന്നിവയിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജൻ്റെ ഉപയോഗവും ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ഊർജ്ജ-സാങ്കേതിക സ്കീം സൃഷ്ടിക്കുമ്പോൾ, ഈ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ സിന്തറ്റിക് ദ്രാവക ഇന്ധനങ്ങളായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിനേക്കാൾ ഉയർന്ന പ്രോസസ്സ് കാര്യക്ഷമത കൈവരിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് മുകളിൽ പറഞ്ഞവയിൽ ചേർക്കേണ്ടതാണ്. അതിനാൽ, മെഥനോൾ, ഗ്യാസ് ടർബൈൻ യൂണിറ്റ് എന്നിവയുടെ നേരിട്ടുള്ള ജ്വലനം ഉപയോഗിച്ച്, കാര്യക്ഷമത 35% ആണ്, എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് വാതകങ്ങളുടെ ചൂട് കാരണം, മെഥനോളിൻ്റെ ബാഷ്പീകരണവും കാറ്റലറ്റിക് പരിവർത്തനവും CO + H മിശ്രിതത്തിൻ്റെ ജ്വലനവും നടക്കുമ്പോൾ 2 കാര്യക്ഷമത 41.30% ആയി വർദ്ധിക്കുന്നു, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഹൈഡ്രജൻ്റെ നീരാവി പരിഷ്കരണവും ജ്വലനവും നടത്തുമ്പോൾ - 41.9% വരെ.

ഹൈഡ്രൈഡ് ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ ​​സംവിധാനം

ഹൈഡ്രജനെ ഹൈഡ്രൈഡ് രൂപത്തിൽ സംഭരിക്കുന്നതിലൂടെ, കംപ്രസ് ചെയ്ത ഹൈഡ്രജൻ വാതകം സംഭരിക്കുമ്പോൾ വലിയതും ഭാരമേറിയതുമായ സിലിണ്ടറുകളുടെ ആവശ്യമില്ല, അല്ലെങ്കിൽ നിർമ്മിക്കാൻ പ്രയാസമുള്ളതും ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ സംഭരിക്കുന്നതിന് വിലകൂടിയതുമായ പാത്രങ്ങൾ ആവശ്യമില്ല. ഹൈഡ്രൈഡുകളുടെ രൂപത്തിൽ ഹൈഡ്രജനെ സംഭരിക്കുമ്പോൾ, സിലിണ്ടറുകളിലെ സംഭരണത്തിൻ്റെ അളവിനെ അപേക്ഷിച്ച് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ അളവ് ഏകദേശം 3 മടങ്ങ് കുറയുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ ഗതാഗതം ലളിതമാക്കിയിരിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ്റെ പരിവർത്തനത്തിനും ദ്രവീകരണത്തിനും ചിലവുകളൊന്നുമില്ല.

രണ്ട് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിലൂടെ ലോഹ ഹൈഡ്രൈഡുകളിൽ നിന്ന് ഹൈഡ്രജൻ ലഭിക്കും: ജലവിശ്ലേഷണവും വിഘടനവും.

ജലവിശ്ലേഷണം വഴി ഹൈഡ്രൈഡിൽ ഉള്ളതിൻ്റെ ഇരട്ടി ഹൈഡ്രജൻ ലഭിക്കും. എന്നിരുന്നാലും, ഈ പ്രക്രിയ പ്രായോഗികമായി മാറ്റാനാവാത്തതാണ്. ഒരു ഹൈഡ്രൈഡിൻ്റെ താപ വിഘടനത്തിലൂടെ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന രീതി ഹൈഡ്രജൻ ബാറ്ററികൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു, ഇതിനായി സിസ്റ്റത്തിലെ താപനിലയിലും മർദ്ദത്തിലും നേരിയ മാറ്റം ഹൈഡ്രൈഡ് രൂപീകരണ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ കാര്യമായ മാറ്റത്തിന് കാരണമാകുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ്റെ രൂപത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ സംഭരിക്കുന്നതിനുള്ള സ്റ്റേഷണറി ഉപകരണങ്ങൾക്ക് പിണ്ഡത്തിലും വോളിയത്തിലും കർശനമായ നിയന്ത്രണങ്ങൾ ഇല്ല, അതിനാൽ ഒരു പ്രത്യേക ഹൈഡ്രൈഡിൻ്റെ തിരഞ്ഞെടുപ്പിൽ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന ഘടകം അതിൻ്റെ വിലയായിരിക്കും. ചില പ്രയോഗങ്ങൾക്ക്, വനേഡിയം ഹൈഡ്രൈഡ് ഉപയോഗപ്രദമാണ്, കാരണം ഇത് 270 കെക്ക് അടുത്ത താപനിലയിൽ നന്നായി വിഘടിക്കുന്നു. മഗ്നീഷ്യം ഹൈഡ്രൈഡ് താരതമ്യേന ചെലവുകുറഞ്ഞതാണ്, പക്ഷേ താരതമ്യേന ഉയർന്ന ഡിസോസിയേഷൻ താപനില 560 - 570 കെയും രൂപീകരണത്തിൻ്റെ ഉയർന്ന താപവുമുണ്ട്. ഇരുമ്പ്-ടൈറ്റാനിയം അലോയ് താരതമ്യേന ചെലവുകുറഞ്ഞതാണ്, അതിൻ്റെ ഹൈഡ്രൈഡ് 320 - 370 കെ താപനിലയിൽ വിഘടിക്കുന്നു, രൂപീകരണത്തിൻ്റെ കുറഞ്ഞ താപം. ഹൈഡ്രൈഡുകളുടെ ഉപയോഗത്തിന് കാര്യമായ സുരക്ഷാ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. കേടായ ഹൈഡ്രജൻ ഹൈഡ്രജൻ പാത്രം കേടായ ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജൻ ടാങ്കിനെക്കാളും ഹൈഡ്രജൻ നിറച്ച പ്രഷർ പാത്രത്തേക്കാളും അപകടസാധ്യത കുറവാണ്.

നിലവിൽ, ചെർനോഗോലോവ്കയിലെ റഷ്യൻ അക്കാദമി ഓഫ് സയൻസസിൻ്റെ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് കെമിക്കൽ ഫിസിക്സിൽ, മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഹൈഡ്രജൻ ബാറ്ററികൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടക്കുന്നു.

ഗ്രന്ഥസൂചിക :

1. ഡയറക്ടറി. "ഹൈഡ്രജൻ. പ്രോപ്പർട്ടികൾ, രസീത്, സംഭരണം, ഗതാഗതം, അപേക്ഷ.” മോസ്കോ "രസതന്ത്രം" - 1989

2. "ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ ​​രീതികളുടെ അവലോകനം." ഉക്രെയ്നിലെ നാഷണൽ അക്കാദമി ഓഫ് സയൻസസിൻ്റെ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് മെറ്റീരിയൽസ് സയൻസ് പ്രശ്നങ്ങൾ. http://shp.by.ru/sci/fullerene/rorums/ichms/2003/

• പദവി - എച്ച് (ഹൈഡ്രജൻ);
• ലാറ്റിൻ നാമം - ഹൈഡ്രജൻ;
• കാലഘട്ടം - ഞാൻ;
• ഗ്രൂപ്പ് - 1 (Ia);
• ആറ്റോമിക് പിണ്ഡം - 1.00794;
• ആറ്റോമിക് നമ്പർ - 1;
• ആറ്റോമിക് ആരം = 53 pm;
• കോവാലൻ്റ് ആരം = 32 pm;
• ഇലക്ട്രോൺ വിതരണം - 1 സെ 1;
• ഉരുകൽ താപനില = -259.14 ° C;
• തിളയ്ക്കുന്ന പോയിൻ്റ് = -252.87 ° C;
• ഇലക്ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റി (പോളിംഗ് അനുസരിച്ച് / ആൽപ്രെഡും റോച്ചോവും അനുസരിച്ച്) = 2.02/-;
• ഓക്സിഡേഷൻ അവസ്ഥ: +1; 0; -1;
• സാന്ദ്രത (നമ്പർ) = 0.0000899 g/cm 3 ;
• മോളാർ വോളിയം = 14.1 cm 3 /mol.

ഓക്സിജനുമായി ഹൈഡ്രജൻ്റെ ബൈനറി സംയുക്തങ്ങൾ:

1766-ൽ ഇംഗ്ലീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജി. കാവൻഡിഷ് ആണ് ഹൈഡ്രജൻ ("ജലത്തിന് ജന്മം നൽകുന്നത്") കണ്ടെത്തിയത്. പ്രകൃതിയിലെ ഏറ്റവും ലളിതമായ മൂലകമാണിത് - ഒരു ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിന് ഒരു ന്യൂക്ലിയസും ഒരു ഇലക്ട്രോണും ഉണ്ട്, അതുകൊണ്ടായിരിക്കാം ഹൈഡ്രജൻ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഏറ്റവും സമൃദ്ധമായ മൂലകമായത് (മിക്ക നക്ഷത്രങ്ങളുടെയും പിണ്ഡത്തിൻ്റെ പകുതിയിലധികം വരും).

ഹൈഡ്രജനെ കുറിച്ച് നമുക്ക് പറയാൻ കഴിയും "സ്പൂൾ ചെറുതാണ്, പക്ഷേ ചെലവേറിയതാണ്." "ലാളിത്യം" ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ഹൈഡ്രജൻ ഭൂമിയിലെ എല്ലാ ജീവജാലങ്ങൾക്കും ഊർജ്ജം നൽകുന്നു - സൂര്യനിൽ തുടർച്ചയായ തെർമോ ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനം നടക്കുന്നു, ഈ സമയത്ത് നാല് ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളിൽ നിന്ന് ഒരു ഹീലിയം ആറ്റം രൂപം കൊള്ളുന്നു, ഈ പ്രക്രിയയ്‌ക്കൊപ്പം വലിയ അളവിൽ energy ർജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നു. (കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾക്ക്, ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ കാണുക).

ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിൽ ഹൈഡ്രജൻ്റെ പിണ്ഡം 0.15% മാത്രമാണ്. അതേസമയം, ഭൂമിയിൽ അറിയപ്പെടുന്ന എല്ലാ രാസവസ്തുക്കളിലും ഭൂരിഭാഗവും (95%) ഒന്നോ അതിലധികമോ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.

ലോഹങ്ങളല്ലാത്ത സംയുക്തങ്ങളിൽ (HCl, H 2 O, CH 4 ...), ഹൈഡ്രജൻ അതിൻ്റെ ഏക ഇലക്ട്രോണിനെ കൂടുതൽ ഇലക്ട്രോനെഗറ്റീവ് മൂലകങ്ങൾക്ക് വിട്ടുകൊടുക്കുന്നു, +1 ൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ അവസ്ഥ കാണിക്കുന്നു (കൂടുതൽ പലപ്പോഴും), കോവാലൻ്റ് ബോണ്ടുകൾ മാത്രം ഉണ്ടാക്കുന്നു (കോവാലൻ്റ് കാണുക. ബോണ്ട്).

ലോഹങ്ങളുള്ള സംയുക്തങ്ങളിൽ (NaH, CaH 2 ...), ഹൈഡ്രജൻ, മറ്റൊരു ഇലക്ട്രോണിനെ അതിൻ്റെ ഏക s-ഓർബിറ്റലിലേക്ക് സ്വീകരിക്കുന്നു, അങ്ങനെ അതിൻ്റെ ഇലക്ട്രോണിക് പാളി പൂർത്തിയാക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു, ഇത് -1 ൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ അവസ്ഥ കാണിക്കുന്നു (കുറവ് പലപ്പോഴും), പലപ്പോഴും ഒരു അയോണിക് ബോണ്ട് ഉണ്ടാക്കുന്നു (അയോണിക് ബോണ്ട് കാണുക), കാരണം ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിൻ്റെയും ലോഹ ആറ്റത്തിൻ്റെയും ഇലക്ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റിയിലെ വ്യത്യാസം വളരെ വലുതായിരിക്കും.

എച്ച് 2

വാതകാവസ്ഥയിൽ, ഹൈഡ്രജൻ ഡയറ്റോമിക് തന്മാത്രകളുടെ രൂപത്തിൽ നിലനിൽക്കുന്നു, ഇത് ഒരു നോൺപോളാർ കോവാലൻ്റ് ബോണ്ട് ഉണ്ടാക്കുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ തന്മാത്രകൾക്ക് ഇവയുണ്ട്:

• വലിയ ചലനശേഷി;
• വലിയ ശക്തി;
• കുറഞ്ഞ ധ്രുവീകരണക്ഷമത;
• ചെറിയ വലിപ്പവും ഭാരവും.

ഹൈഡ്രജൻ വാതകത്തിൻ്റെ ഗുണങ്ങൾ:

• പ്രകൃതിയിലെ ഏറ്റവും ഭാരം കുറഞ്ഞ വാതകം, നിറമില്ലാത്തതും മണമില്ലാത്തതും;
• വെള്ളത്തിലും ജൈവ ലായകങ്ങളിലും മോശമായി ലയിക്കുന്നു;
• ദ്രാവക, ഖര ലോഹങ്ങളിൽ (പ്രത്യേകിച്ച് പ്ലാറ്റിനം, പലേഡിയം) ചെറിയ അളവിൽ ലയിക്കുന്നു;
• ദ്രവീകരിക്കാൻ പ്രയാസമാണ് (അതിൻ്റെ കുറഞ്ഞ ധ്രുവീകരണക്ഷമത കാരണം);
• അറിയപ്പെടുന്ന എല്ലാ വാതകങ്ങളുടെയും ഏറ്റവും ഉയർന്ന താപ ചാലകതയുണ്ട്;
• ചൂടാക്കിയാൽ, അത് പല ലോഹങ്ങളുമായും പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു, കുറയ്ക്കുന്ന ഏജൻ്റിൻ്റെ ഗുണങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു;
• ഊഷ്മാവിൽ അത് ഫ്ലൂറിനുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു (ഒരു സ്ഫോടനം സംഭവിക്കുന്നു): H 2 + F 2 = 2HF;
• ലോഹങ്ങളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ഹൈഡ്രൈഡുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഓക്സിഡൈസിംഗ് ഗുണങ്ങൾ പ്രകടമാക്കുന്നു: H 2 + Ca = CaH 2 ;

സംയുക്തങ്ങളിൽ, ഹൈഡ്രജൻ അതിൻ്റെ ഓക്സിഡൈസിംഗ് ഗുണങ്ങളേക്കാൾ വളരെ ശക്തമായി അതിൻ്റെ കുറയ്ക്കുന്ന ഗുണങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. കൽക്കരി, അലുമിനിയം, കാൽസ്യം എന്നിവ കഴിഞ്ഞാൽ ഏറ്റവും ശക്തമായ കുറയ്ക്കുന്ന ഏജൻ്റാണ് ഹൈഡ്രജൻ. ഓക്സൈഡുകളിൽ നിന്നും ഗാലിഡുകളിൽ നിന്നും ലോഹങ്ങളും അലോഹങ്ങളും (ലളിതമായ പദാർത്ഥങ്ങൾ) ലഭിക്കുന്നതിന് ഹൈഡ്രജൻ്റെ കുറയ്ക്കുന്ന ഗുണങ്ങൾ വ്യവസായത്തിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

ലളിതമായ പദാർത്ഥങ്ങളുള്ള ഹൈഡ്രജൻ്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ

ഹൈഡ്രജൻ ഒരു ഇലക്ട്രോൺ സ്വീകരിക്കുന്നു, ഒരു പങ്ക് വഹിക്കുന്നു കുറയ്ക്കുന്ന ഏജൻ്റ്, പ്രതികരണങ്ങളിൽ:

• കൂടെ ഓക്സിജൻ(ജ്വലിക്കുമ്പോൾ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു കാറ്റലിസ്റ്റിൻ്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ), 2: 1 (ഹൈഡ്രജൻ: ഓക്സിജൻ) എന്ന അനുപാതത്തിൽ ഒരു സ്ഫോടനാത്മക സ്ഫോടനാത്മക വാതകം രൂപം കൊള്ളുന്നു: 2H 2 0 +O 2 = 2H 2 +1 O+572 kJ
• കൂടെ ചാരനിറം(150°C-300°C വരെ ചൂടാക്കുമ്പോൾ): H 2 0 +S ↔ H 2 +1 S
• കൂടെ ക്ലോറിൻ(അൾട്രാവയലറ്റ് രശ്മികൾ ഉപയോഗിച്ച് ജ്വലിപ്പിക്കുകയോ വികിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയോ ചെയ്യുമ്പോൾ): H 2 0 +Cl 2 = 2H +1 Cl
• കൂടെ ഫ്ലൂറിൻ: H 2 0 +F 2 = 2H +1 F
• കൂടെ നൈട്രജൻ(കാറ്റലിസ്റ്റുകളുടെ സാന്നിധ്യത്തിലോ ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിലോ ചൂടാക്കുമ്പോൾ): 3H 2 0 +N 2 ↔ 2NH 3 +1

ഹൈഡ്രജൻ ഒരു ഇലക്ട്രോൺ സംഭാവന ചെയ്യുന്നു, ഒരു പങ്ക് വഹിക്കുന്നു ഓക്സിഡൈസിംഗ് ഏജൻ്റ്, പ്രതികരണങ്ങളിൽ ആൽക്കലൈൻഒപ്പം ക്ഷാര ഭൂമിലോഹ ഹൈഡ്രൈഡുകളുടെ രൂപീകരണത്തോടുകൂടിയ ലോഹങ്ങൾ - ഹൈഡ്രൈഡ് അയോണുകൾ അടങ്ങിയ ഉപ്പ് പോലുള്ള അയോണിക് സംയുക്തങ്ങൾ - ഇവ അസ്ഥിരമായ വെളുത്ത പരൽ പദാർത്ഥങ്ങളാണ്.

Ca+H 2 = CaH 2 -1 2Na+H 2 0 = 2NaH -1

ഹൈഡ്രജൻ -1 ഓക്സിഡേഷൻ അവസ്ഥ കാണിക്കുന്നത് സാധാരണമല്ല. ജലവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, ഹൈഡ്രൈഡുകൾ വിഘടിക്കുന്നു, വെള്ളം ഹൈഡ്രജനായി കുറയ്ക്കുന്നു. വെള്ളവുമായുള്ള കാൽസ്യം ഹൈഡ്രൈഡിൻ്റെ പ്രതികരണം ഇപ്രകാരമാണ്:

CaH 2 -1 +2H 2 +1 0 = 2H 2 0 +Ca(OH) 2

സങ്കീർണ്ണമായ പദാർത്ഥങ്ങളുള്ള ഹൈഡ്രജൻ്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ

• ഉയർന്ന താപനിലയിൽ, ഹൈഡ്രജൻ പല ലോഹ ഓക്സൈഡുകളും കുറയ്ക്കുന്നു: ZnO+H 2 = Zn+H 2 O
• കാർബൺ മോണോക്സൈഡുമായുള്ള (II) ഹൈഡ്രജൻ്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിലൂടെയാണ് മീഥൈൽ ആൽക്കഹോൾ ലഭിക്കുന്നത്: 2H 2 +CO → CH 3 OH
• ഹൈഡ്രജൻ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ, ഹൈഡ്രജൻ പല ജൈവ വസ്തുക്കളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ്റെയും അതിൻ്റെ സംയുക്തങ്ങളുടെയും രാസപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ സമവാക്യങ്ങൾ "ഹൈഡ്രജനും അതിൻ്റെ സംയുക്തങ്ങളും - ഹൈഡ്രജൻ ഉൾപ്പെടുന്ന രാസപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ സമവാക്യങ്ങൾ" എന്ന പേജിൽ കൂടുതൽ വിശദമായി ചർച്ചചെയ്യുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ്റെ പ്രയോഗങ്ങൾ

• ന്യൂക്ലിയർ എനർജിയിൽ, ഹൈഡ്രജൻ ഐസോടോപ്പുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു - ഡ്യൂറ്റീരിയം, ട്രിറ്റിയം;
• രാസ വ്യവസായത്തിൽ, അമോണിയ, ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡ്, പല ജൈവ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ സമന്വയത്തിനായി ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു;
• ഭക്ഷ്യ വ്യവസായത്തിൽ, സസ്യ എണ്ണകളുടെ ഹൈഡ്രജനേഷൻ വഴി ഖര കൊഴുപ്പുകളുടെ ഉത്പാദനത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു;
• ലോഹങ്ങൾ വെൽഡിംഗ് ചെയ്യുന്നതിനും മുറിക്കുന്നതിനും, ഓക്സിജൻ്റെ ഉയർന്ന ജ്വലന താപനില (2600 ° C) ഉപയോഗിക്കുന്നു;
• ചില ലോഹങ്ങളുടെ ഉത്പാദനത്തിൽ, ഹൈഡ്രജൻ കുറയ്ക്കുന്ന ഏജൻ്റായി ഉപയോഗിക്കുന്നു (മുകളിൽ കാണുക);
• ഹൈഡ്രജൻ ഒരു നേരിയ വാതകമായതിനാൽ, ബലൂണുകൾ, എയറോസ്റ്റാറ്റുകൾ, എയർഷിപ്പുകൾ എന്നിവയുടെ ഫില്ലറായി ഇത് എയറോനോട്ടിക്സിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു;
• CO മായി കലർത്തിയ ഇന്ധനമായി ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

അടുത്തിടെ, പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ബദൽ സ്രോതസ്സുകൾക്കായുള്ള തിരയലിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ വളരെയധികം ശ്രദ്ധ ചെലുത്തുന്നു. വാഗ്ദാനമായ മേഖലകളിലൊന്നാണ് "ഹൈഡ്രജൻ" ഊർജ്ജം, അതിൽ ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇതിൻ്റെ ജ്വലന ഉൽപ്പന്നം സാധാരണ ജലമാണ്.

ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള രീതികൾ

ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള വ്യാവസായിക രീതികൾ:

• ഒരു നിക്കൽ കാറ്റലിസ്റ്റിൽ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ (800 ° C) ജല നീരാവി ഉപയോഗിച്ച് മീഥെയ്ൻ പരിവർത്തനം (ജല നീരാവിയുടെ ഉത്തേജനം കുറയ്ക്കൽ): CH 4 + 2H 2 O = 4H 2 + CO 2 ;
• ഒരു Fe 2 O 3 കാറ്റലിസ്റ്റിൽ ജല നീരാവി (t=500 ° C) ഉപയോഗിച്ച് കാർബൺ മോണോക്സൈഡിൻ്റെ പരിവർത്തനം: CO + H 2 O = CO 2 + H 2 ;
• മീഥേനിൻ്റെ താപ വിഘടനം: CH 4 = C + 2H 2;
• ഖര ഇന്ധനങ്ങളുടെ ഗ്യാസിഫിക്കേഷൻ (t=1000°C): C + H 2 O = CO + H 2 ;
• ജലത്തിൻ്റെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം (വളരെ ശുദ്ധമായ ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന വളരെ ചെലവേറിയ രീതി): 2H 2 O → 2H 2 + O 2.

ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ലബോറട്ടറി രീതികൾ:

• ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് അല്ലെങ്കിൽ നേർപ്പിച്ച സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡ് ഉപയോഗിച്ച് ലോഹങ്ങളിൽ (സാധാരണയായി സിങ്ക്) പ്രവർത്തനം: Zn + 2HCl = ZCl 2 + H 2 ; Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2;
• ചൂടുള്ള ഇരുമ്പ് ഫയലിംഗുകളുമായുള്ള ജലബാഷ്പത്തിൻ്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനം: 4H 2 O + 3Fe = Fe 3 O 4 + 4H 2.

ദ്രാവക

ഹൈഡ്രജൻ(lat. ഹൈഡ്രജൻ; ചിഹ്നത്താൽ സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു എച്ച്) മൂലകങ്ങളുടെ ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ ആദ്യ മൂലകമാണ്. പ്രകൃതിയിൽ വ്യാപകമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ്റെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ ഐസോടോപ്പായ 1 H ൻ്റെ കാറ്റേഷൻ (ന്യൂക്ലിയസ്) പ്രോട്ടോൺ ആണ്. ജൈവ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ വിശകലനത്തിൽ 1 H ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഗുണവിശേഷതകൾ NMR സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ്റെ മൂന്ന് ഐസോടോപ്പുകൾക്ക് അവരുടേതായ പേരുകളുണ്ട്: 1 എച്ച് - പ്രോട്ടിയം (എച്ച്), 2 എച്ച് - ഡ്യൂറ്റീരിയം (ഡി), 3 എച്ച് - ട്രിഷ്യം (റേഡിയോ ആക്ടീവ്) (ടി).

ലളിതമായ പദാർത്ഥമായ ഹൈഡ്രജൻ - H 2 - ഇളം നിറമില്ലാത്ത വാതകമാണ്. വായുവുമായോ ഓക്സിജനുമായോ കലരുമ്പോൾ അത് തീപിടിക്കുന്നതും സ്ഫോടനാത്മകവുമാണ്. വിഷമല്ലാത്തത്. എത്തനോളിലും നിരവധി ലോഹങ്ങളിലും ലയിക്കുന്നു: ഇരുമ്പ്, നിക്കൽ, പല്ലാഡിയം, പ്ലാറ്റിനം.

കഥ

ആസിഡുകളുടെയും ലോഹങ്ങളുടെയും പ്രതിപ്രവർത്തന സമയത്ത് ജ്വലിക്കുന്ന വാതകത്തിൻ്റെ പ്രകാശനം 16, 17 നൂറ്റാണ്ടുകളിൽ രസതന്ത്രം ഒരു ശാസ്ത്രമായി രൂപപ്പെടുന്നതിൻ്റെ തുടക്കത്തിൽ നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു. മിഖായേൽ വാസിലിയേവിച്ച് ലോമോനോസോവും അതിൻ്റെ ഒറ്റപ്പെടലിനെ നേരിട്ട് ചൂണ്ടിക്കാണിച്ചു, പക്ഷേ അത് ഫ്ലോജിസ്റ്റൺ അല്ലെന്ന് അദ്ദേഹത്തിന് ഇതിനകം തന്നെ അറിയാമായിരുന്നു. ഇംഗ്ലീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനും രസതന്ത്രജ്ഞനുമായ ഹെൻറി കാവൻഡിഷ് 1766-ൽ ഈ വാതകം പരിശോധിക്കുകയും അതിനെ "ജ്വലന വായു" എന്ന് വിളിക്കുകയും ചെയ്തു. കത്തിച്ചപ്പോൾ, "ജ്വലിക്കുന്ന വായു" ജലം ഉൽപ്പാദിപ്പിച്ചു, എന്നാൽ ഫ്ളോജിസ്റ്റൺ സിദ്ധാന്തത്തോടുള്ള കാവൻഡിഷ് ശരിയായ നിഗമനങ്ങളിൽ എത്തിച്ചേരുന്നതിൽ നിന്ന് അവനെ തടഞ്ഞു. ഫ്രഞ്ച് രസതന്ത്രജ്ഞനായ അൻ്റോയിൻ ലാവോസിയർ, എഞ്ചിനീയർ ജെ. മ്യൂനിയർ എന്നിവർ ചേർന്ന്, പ്രത്യേക ഗ്യാസോമീറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, 1783-ൽ ജലത്തിൻ്റെ സമന്വയം നടത്തി, തുടർന്ന് അതിൻ്റെ വിശകലനം, ചൂടുള്ള ഇരുമ്പ് ഉപയോഗിച്ച് ജലബാഷ്പം വിഘടിപ്പിച്ചു. അങ്ങനെ, "ജ്വലിക്കുന്ന വായു" ജലത്തിൻ്റെ ഭാഗമാണെന്നും അതിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുമെന്നും അദ്ദേഹം സ്ഥാപിച്ചു.

പേരിൻ്റെ ഉത്ഭവം

ലാവോസിയർ ഹൈഡ്രജനെ ഹൈഡ്രജൻ എന്ന പേര് നൽകി - "ജലത്തിന് ജന്മം നൽകുന്നു." "ഹൈഡ്രജൻ" എന്ന റഷ്യൻ നാമം 1824-ൽ രസതന്ത്രജ്ഞനായ എം.എഫ്. സോളോവീവ് നിർദ്ദേശിച്ചു - സ്ലോമോനോസോവിൻ്റെ "ഓക്സിജൻ" എന്നതുമായി സാമ്യപ്പെടുത്തി.

വ്യാപനം

പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഏറ്റവും കൂടുതലുള്ള മൂലകമാണ് ഹൈഡ്രജൻ. ഇത് എല്ലാ ആറ്റങ്ങളുടെയും ഏകദേശം 92% ആണ് (8% ഹീലിയം ആറ്റങ്ങളാണ്, മറ്റ് എല്ലാ മൂലകങ്ങളുടെയും വിഹിതം 0.1% ൽ താഴെയാണ്). അതിനാൽ, നക്ഷത്രങ്ങളുടെയും നക്ഷത്രാന്തര വാതകങ്ങളുടെയും പ്രധാന ഘടകമാണ് ഹൈഡ്രജൻ. നക്ഷത്ര താപനിലയുടെ അവസ്ഥയിൽ (ഉദാഹരണത്തിന്, സൂര്യൻ്റെ ഉപരിതല താപനില ~ 6000 ° C ആണ്), ഹൈഡ്രജൻ പ്ലാസ്മയുടെ രൂപത്തിൽ നിലവിലുണ്ട്; നക്ഷത്രാന്തര ബഹിരാകാശത്ത്, ഈ മൂലകം വ്യക്തിഗത തന്മാത്രകൾ, ആറ്റങ്ങൾ, അയോണുകൾ എന്നിവയുടെ രൂപത്തിൽ നിലവിലുണ്ട്, അത് രൂപപ്പെടാം. വലിപ്പത്തിലും സാന്ദ്രതയിലും താപനിലയിലും കാര്യമായ വ്യത്യാസമുള്ള തന്മാത്രാ മേഘങ്ങൾ.

ഭൂമിയുടെ പുറംതോടും ജീവജാലങ്ങളും

ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിലെ ഹൈഡ്രജൻ്റെ പിണ്ഡം 1% ആണ് - ഇത് ഏറ്റവും സമൃദ്ധമായ പത്താമത്തെ മൂലകമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, പ്രകൃതിയിലെ അതിൻ്റെ പങ്ക് നിർണ്ണയിക്കുന്നത് പിണ്ഡമല്ല, മറിച്ച് ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണമാണ്, മറ്റ് മൂലകങ്ങൾക്കിടയിൽ ഇവയുടെ പങ്ക് 17% ആണ് (ഓക്സിജനുശേഷം രണ്ടാം സ്ഥാനം, ആറ്റങ്ങളുടെ പങ്ക് ~ 52%). അതിനാൽ, ഭൂമിയിൽ സംഭവിക്കുന്ന രാസപ്രക്രിയകളിൽ ഹൈഡ്രജൻ്റെ പ്രാധാന്യം ഓക്സിജൻ്റെ അത്രതന്നെ വലുതാണ്. ബന്ധിതവും സ്വതന്ത്രവുമായ അവസ്ഥകളിൽ ഭൂമിയിൽ നിലനിൽക്കുന്ന ഓക്സിജനിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഭൂമിയിലെ മിക്കവാറും എല്ലാ ഹൈഡ്രജനും സംയുക്തങ്ങളുടെ രൂപത്തിലാണ്; ഒരു ലളിതമായ പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ രൂപത്തിൽ വളരെ ചെറിയ അളവിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ മാത്രമേ അന്തരീക്ഷത്തിൽ അടങ്ങിയിട്ടുള്ളൂ (വോളിയം അനുസരിച്ച് 0.00005%).

ഹൈഡ്രജൻ മിക്കവാറും എല്ലാ ഓർഗാനിക് വസ്തുക്കളുടെയും ഭാഗമാണ്, എല്ലാ ജീവകോശങ്ങളിലും ഉണ്ട്. ജീവനുള്ള കോശങ്ങളിൽ, ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണത്തിൻ്റെ ഏതാണ്ട് 50% ഹൈഡ്രജൻ ആണ്.

രസീത്

ലളിതമായ പദാർത്ഥങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള വ്യാവസായിക രീതികൾ അനുബന്ധ മൂലകം പ്രകൃതിയിൽ കാണപ്പെടുന്ന രൂപത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, അതായത്, അതിൻ്റെ ഉൽപാദനത്തിനുള്ള അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ എന്തായിരിക്കാം. അങ്ങനെ, സ്വതന്ത്രമായ അവസ്ഥയിൽ ലഭ്യമായ ഓക്സിജൻ ഭൗതികമായി ലഭിക്കുന്നു - ദ്രാവക വായുവിൽ നിന്ന് വേർപെടുത്തുന്നതിലൂടെ. ഹൈഡ്രജൻ മിക്കവാറും എല്ലാം സംയുക്തങ്ങളുടെ രൂപത്തിലാണ്, അതിനാൽ അത് ലഭിക്കുന്നതിന് രാസ രീതികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രത്യേകിച്ച്, വിഘടിപ്പിക്കൽ പ്രതികരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാം. ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു മാർഗ്ഗം വൈദ്യുത പ്രവാഹത്താൽ ജലത്തെ വിഘടിപ്പിക്കുക എന്നതാണ്.

ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന വ്യാവസായിക രീതി, പ്രകൃതിവാതകത്തിൻ്റെ ഭാഗമായ മീഥേൻ വെള്ളവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നതാണ്. ഉയർന്ന താപനിലയിലാണ് ഇത് നടത്തുന്നത് (തിളച്ച വെള്ളത്തിലൂടെ പോലും മീഥെയ്ൻ കടക്കുമ്പോൾ, പ്രതികരണമൊന്നും സംഭവിക്കുന്നില്ലെന്ന് പരിശോധിക്കുന്നത് എളുപ്പമാണ്):

CH 4 + 2H 2 O = CO 2 + 4H 2 -165 kJ

ലബോറട്ടറിയിൽ, ലളിതമായ പദാർത്ഥങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നതിന്, അവർ സ്വാഭാവിക അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കണമെന്നില്ല, എന്നാൽ ആവശ്യമുള്ള പദാർത്ഥത്തെ വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ എളുപ്പമുള്ള പ്രാരംഭ വസ്തുക്കൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുക. ഉദാഹരണത്തിന്, ലബോറട്ടറിയിൽ, വായുവിൽ നിന്ന് ഓക്സിജൻ ലഭിക്കുന്നില്ല. ഹൈഡ്രജൻ്റെ ഉൽപാദനത്തിനും ഇത് ബാധകമാണ്. ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ലബോറട്ടറി രീതികളിലൊന്ന്, ചിലപ്പോൾ വ്യവസായത്തിൽ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്, വൈദ്യുത പ്രവാഹത്താൽ ജലത്തിൻ്റെ വിഘടനമാണ്.

സാധാരണഗതിയിൽ, ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡുമായി സിങ്ക് പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ ലബോറട്ടറിയിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു.

വ്യവസായത്തിൽ

1.ജല ഉപ്പ് ലായനികളുടെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + 2NaOH + Cl 2

2.ഏകദേശം 1000 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് താപനിലയിൽ ചൂടുള്ള കോക്കിനു മുകളിലൂടെ ജലബാഷ്പം കടത്തിവിടുന്നു:

H2O+C? H2+CO

3. പ്രകൃതി വാതകത്തിൽ നിന്ന്.

ആവി പരിവർത്തനം:

CH 4 + H 2 O ? CO + 3H 2 (1000 °C)

ഓക്സിജനുമായി കാറ്റലിറ്റിക് ഓക്സിഡേഷൻ:

2CH 4 + O 2? 2CO + 4H2

4. എണ്ണ ശുദ്ധീകരണ സമയത്ത് ഹൈഡ്രോകാർബണുകളുടെ വിള്ളലും പരിഷ്കരണവും.

ലബോറട്ടറിയിൽ

1.ലോഹങ്ങളിൽ നേർപ്പിച്ച ആസിഡുകളുടെ പ്രഭാവം.ഈ പ്രതികരണം നടപ്പിലാക്കാൻ, സിങ്കും നേർപ്പിച്ച ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡും മിക്കപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു:

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2.വെള്ളവുമായുള്ള കാൽസ്യത്തിൻ്റെ ഇടപെടൽ:

Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

3.ഹൈഡ്രൈഡുകളുടെ ജലവിശ്ലേഷണം:

NaH + H 2 O → NaOH + H 2

4.സിങ്ക് അല്ലെങ്കിൽ അലൂമിനിയത്തിൽ ക്ഷാരത്തിൻ്റെ പ്രഭാവം:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2

5.വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം ഉപയോഗിച്ച്.ആൽക്കലിസിൻ്റെയോ ആസിഡുകളുടെയോ ജലീയ ലായനികളുടെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ സമയത്ത്, കാഥോഡിൽ ഹൈഡ്രജൻ പുറത്തുവിടുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്:

2H 3 O + + 2e - → H 2 + 2H 2 O

ഭൌതിക ഗുണങ്ങൾ

ഹൈഡ്രജൻ രണ്ട് രൂപങ്ങളിൽ (മാറ്റങ്ങൾ) നിലനിൽക്കും - ഓർത്തോ-, പാരാ-ഹൈഡ്രജൻ രൂപത്തിൽ. ഒരു ഓർത്തോഹൈഡ്രജൻ തന്മാത്രയിൽ ഒ-H 2 (mp -259.10 °C, bp −252.56 °C) ന്യൂക്ലിയർ സ്പിന്നുകൾ ഒരേപോലെ (സമാന്തരമായി), പാരാഹൈഡ്രജനും പി-H 2 (ദ്രവണാങ്കം -259.32 °C, തിളയ്ക്കുന്ന പോയിൻ്റ് -252.89 °C) - പരസ്പരം എതിർവശത്ത് (ആൻ്റിപാരലൽ). സന്തുലിത മിശ്രിതം ഒ-H 2 ഒപ്പം പിഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിൽ -H 2 എന്ന് വിളിക്കുന്നു സന്തുലിത ഹൈഡ്രജൻ ഇ-H2.

ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ താപനിലയിൽ സജീവമായ കാർബണിൽ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ ഹൈഡ്രജൻ പരിഷ്ക്കരണങ്ങൾ വേർതിരിക്കാനാകും. വളരെ താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ, ഓർത്തോഹൈഡ്രജനും പാരാഹൈഡ്രജനും തമ്മിലുള്ള സന്തുലിതാവസ്ഥ ഏതാണ്ട് പൂർണ്ണമായും രണ്ടാമത്തേതിലേക്ക് മാറുന്നു. 80 കെയിൽ ഫോമുകളുടെ അനുപാതം ഏകദേശം 1:1 ആണ്. ചൂടാക്കുമ്പോൾ, ഊഷ്മാവിൽ സന്തുലിതമായ ഒരു മിശ്രിതം രൂപപ്പെടുന്നതുവരെ ഡിസോർബ്ഡ് പാരാഹൈഡ്രജൻ ഓർത്തോഹൈഡ്രജൻ ആയി മാറുന്നു (ഓർത്തോ-പാരാ: 75:25). ഒരു ഉത്തേജകമില്ലാതെ, പരിവർത്തനം സാവധാനത്തിൽ സംഭവിക്കുന്നു (ഇൻ്റർസ്റ്റെല്ലാർ മീഡിയത്തിൻ്റെ സാഹചര്യങ്ങളിൽ - കോസ്മോളജിക്കൽ സമയം വരെയുള്ള സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ), ഇത് വ്യക്തിഗത പരിഷ്ക്കരണങ്ങളുടെ സവിശേഷതകൾ പഠിക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ ഏറ്റവും ഭാരം കുറഞ്ഞ വാതകമാണ്, ഇത് വായുവിനേക്കാൾ 14.5 മടങ്ങ് ഭാരം കുറഞ്ഞതാണ്. വ്യക്തമായും, തന്മാത്രകളുടെ പിണ്ഡം ചെറുതാണെങ്കിൽ, അതേ താപനിലയിൽ അവയുടെ വേഗത കൂടുതലാണ്. ഏറ്റവും ഭാരം കുറഞ്ഞ തന്മാത്രകൾ എന്ന നിലയിൽ, ഹൈഡ്രജൻ തന്മാത്രകൾ മറ്റേതൊരു വാതകത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകളേക്കാളും വേഗത്തിൽ നീങ്ങുന്നു, അങ്ങനെ ഒരു ശരീരത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് വേഗത്തിൽ ചൂട് കൈമാറാൻ കഴിയും. വാതക പദാർത്ഥങ്ങളിൽ ഏറ്റവും ഉയർന്ന താപ ചാലകത ഹൈഡ്രജനാണെന്ന് ഇത് പിന്തുടരുന്നു. അതിൻ്റെ താപ ചാലകത വായുവിൻ്റെ താപ ചാലകതയേക്കാൾ ഏകദേശം ഏഴിരട്ടി കൂടുതലാണ്.

ഹൈഡ്രജൻ തന്മാത്ര ഡയറ്റോമിക് ആണ് - H2. സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ, ഇത് നിറമില്ലാത്ത, മണമില്ലാത്ത, രുചിയില്ലാത്ത വാതകമാണ്. സാന്ദ്രത 0.08987 g/l (n.s.), തിളയ്ക്കുന്ന പോയിൻ്റ് -252.76 °C, ജ്വലനത്തിൻ്റെ പ്രത്യേക ചൂട് 120.9×10 6 J/kg, വെള്ളത്തിൽ ചെറുതായി ലയിക്കുന്ന - 18.8 ml/l. പല ലോഹങ്ങളിലും (Ni, Pt, Pd, മുതലായവ) ഹൈഡ്രജൻ വളരെ ലയിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് പലേഡിയത്തിൽ (1 വോളിയം Pd ന് 850 വാല്യങ്ങൾ). ലോഹങ്ങളിലെ ഹൈഡ്രജൻ്റെ ലായകത അവയിലൂടെ വ്യാപിക്കാനുള്ള കഴിവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു; ഒരു കാർബൺ അലോയ് വഴിയുള്ള വ്യാപനം (ഉദാഹരണത്തിന്, ഉരുക്ക്) ചിലപ്പോൾ കാർബണുമായുള്ള ഹൈഡ്രജൻ്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനം മൂലം അലോയ് നശിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു (ഡീകാർബണൈസേഷൻ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവ). വെള്ളിയിൽ പ്രായോഗികമായി ലയിക്കില്ല.

ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ−252.76 മുതൽ −259.2 °C വരെയുള്ള വളരെ ഇടുങ്ങിയ താപനില പരിധിയിലാണ് ഇത് നിലനിൽക്കുന്നത്. ഇത് നിറമില്ലാത്ത ദ്രാവകമാണ്, വളരെ ഭാരം കുറഞ്ഞതും (സാന്ദ്രത -253 °C 0.0708 g/cm3) ദ്രാവകവും (വിസ്കോസിറ്റി -253 °C 13.8 സ്പുവസിൽ). ഹൈഡ്രജൻ്റെ നിർണായക പാരാമീറ്ററുകൾ വളരെ കുറവാണ്: താപനില -240.2 °C, മർദ്ദം 12.8 atm. ഹൈഡ്രജനെ ദ്രവീകരിക്കുന്നതിലെ ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ ഇത് വിശദീകരിക്കുന്നു. ദ്രവാവസ്ഥയിൽ, സന്തുലിത ഹൈഡ്രജൻ 99.79% പാരാ-എച്ച്2, 0.21% ഓർത്തോ-എച്ച്2 എന്നിവ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.

ഖര ഹൈഡ്രജൻ, ദ്രവണാങ്കം -259.2 °C, സാന്ദ്രത 0.0807 g/cm 3 (-262 °C ൽ) - മഞ്ഞുപോലെയുള്ള പിണ്ഡം, ഷഡ്ഭുജ പരലുകൾ, സ്പേസ് ഗ്രൂപ്പ് P6/mmc, സെൽ പാരാമീറ്ററുകൾ എ=3,75 സി=6.12. ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിൽ, ഹൈഡ്രജൻ ഒരു ലോഹാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുന്നു.

ഐസോടോപ്പുകൾ

ഹൈഡ്രജൻ മൂന്ന് ഐസോടോപ്പുകളുടെ രൂപത്തിലാണ് സംഭവിക്കുന്നത്, അവയ്ക്ക് വ്യക്തിഗത പേരുകളുണ്ട്: 1 എച്ച് - പ്രോട്ടിയം (എച്ച്), 2 എച്ച് - ഡ്യൂട്ടീരിയം (ഡി), 3 എച്ച് - ട്രിഷ്യം (റേഡിയോ ആക്ടീവ്) (ടി).

പ്രോട്ടിയം, ഡ്യൂറ്റീരിയം എന്നിവ പിണ്ഡ സംഖ്യകൾ 1 ഉം 2 ഉം ഉള്ള സ്ഥിരതയുള്ള ഐസോടോപ്പുകളാണ്. പ്രകൃതിയിൽ അവയുടെ ഉള്ളടക്കം യഥാക്രമം 99.9885 ± 0.0070% ഉം 0.0115 ± 0.0070% ഉം ആണ്. ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഉറവിടത്തെയും രീതിയെയും ആശ്രയിച്ച് ഈ അനുപാതം അല്പം വ്യത്യാസപ്പെടാം.

ഹൈഡ്രജൻ ഐസോടോപ്പ് 3H (ട്രിറ്റിയം) അസ്ഥിരമാണ്. അതിൻ്റെ അർദ്ധായുസ്സ് 12.32 വർഷമാണ്. ട്രിറ്റിയം വളരെ ചെറിയ അളവിൽ സ്വാഭാവികമായി സംഭവിക്കുന്നു.

4 - 7 പിണ്ഡ സംഖ്യകളും 10 -22 - 10 -23 സെക്കൻ്റുകളുടെ അർദ്ധായുസ്സുമുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ഐസോടോപ്പുകളെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങളും സാഹിത്യം നൽകുന്നു.

സ്വാഭാവിക ഹൈഡ്രജനിൽ 3200:1 എന്ന അനുപാതത്തിൽ H 2, HD (ഡ്യൂറ്റീരിയം ഹൈഡ്രജൻ) തന്മാത്രകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ശുദ്ധമായ ഡ്യൂട്ടീരിയം ഹൈഡ്രജൻ ഡി 2 ൻ്റെ ഉള്ളടക്കം ഇതിലും കുറവാണ്. HD, D 2 എന്നിവയുടെ സാന്ദ്രതയുടെ അനുപാതം ഏകദേശം 6400:1 ആണ്.

രാസ മൂലകങ്ങളുടെ എല്ലാ ഐസോടോപ്പുകളിലും, ഹൈഡ്രജൻ ഐസോടോപ്പുകളുടെ ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങൾ പരസ്പരം വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ആറ്റോമിക പിണ്ഡത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ ആപേക്ഷിക മാറ്റമാണ് ഇതിന് കാരണം.

	താപനില ഉരുകുന്നത്, കെ	താപനില തിളയ്ക്കുന്ന, കെ	ട്രിപ്പിൾ ഡോട്ട്, K/kPa	ക്രിട്ടിക്കൽ ഡോട്ട്, K/kPa	സാന്ദ്രത ദ്രാവകം/വാതകം, കി.ഗ്രാം/മീ³

ഡ്യൂട്ടീരിയം, ട്രിറ്റിയം എന്നിവയ്ക്കും ഓർത്തോ, പാരാ പരിഷ്‌ക്കരണങ്ങൾ ഉണ്ട്: പി-ഡി 2, ഒ-ഡി 2, പി-ടി 2, ഒ-ടി 2 . ഹെറ്ററോഐസോടോപ്പ് ഹൈഡ്രജൻ (HD, HT, DT) ഓർത്തോ-, പാരാ-മോഡിഫിക്കേഷനുകൾ ഇല്ല.

രാസ ഗുണങ്ങൾ

വിഘടിച്ച ഹൈഡ്രജൻ തന്മാത്രകളുടെ അംശം

ഹൈഡ്രജൻ തന്മാത്രകൾ H2 വളരെ ശക്തമാണ്, ഹൈഡ്രജൻ പ്രതികരിക്കുന്നതിന്, ധാരാളം ഊർജ്ജം ചെലവഴിക്കേണ്ടതുണ്ട്:

H 2 = 2H - 432 kJ

അതിനാൽ, സാധാരണ ഊഷ്മാവിൽ, ഹൈഡ്രജൻ കാൽസ്യം പോലുള്ള വളരെ സജീവമായ ലോഹങ്ങളുമായി മാത്രം പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് കാൽസ്യം ഹൈഡ്രൈഡ് ഉണ്ടാക്കുന്നു:

Ca + H 2 = CaH 2

ഹൈഡ്രജൻ ഫ്ലൂറൈഡ് ഉണ്ടാക്കുന്ന ഒരേയൊരു ലോഹമല്ലാത്ത ഫ്ലൂറിൻ:

ഉയർന്ന താപനിലയിലോ മറ്റ് സ്വാധീനങ്ങളിലോ ഹൈഡ്രജൻ മിക്ക ലോഹങ്ങളുമായും അലോഹങ്ങളുമായും പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, ലൈറ്റിംഗ്:

O 2 + 2H 2 = 2H 2 O

ഇതിന് ചില ഓക്സൈഡുകളിൽ നിന്ന് ഓക്സിജൻ "എടുക്കാൻ" കഴിയും, ഉദാഹരണത്തിന്:

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

എഴുതിയ സമവാക്യം ഹൈഡ്രജൻ്റെ കുറയ്ക്കുന്ന ഗുണങ്ങളെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു.

N 2 + 3H 2 → 2NH 3

ഹാലോജനുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ ഹാലൈഡുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു:

F 2 + H 2 → 2HF, പ്രതികരണം ഇരുട്ടിലും ഏത് താപനിലയിലും സ്ഫോടനാത്മകമായി സംഭവിക്കുന്നു,

Cl 2 + H 2 → 2HCl, പ്രതികരണം സ്ഫോടനാത്മകമായി തുടരുന്നു, വെളിച്ചത്തിൽ മാത്രം.

ഉയർന്ന ചൂടിൽ ഇത് മണ്ണുമായി ഇടപഴകുന്നു:

C + 2H 2 → CH 4

ആൽക്കലി, ആൽക്കലൈൻ എർത്ത് ലോഹങ്ങളുമായുള്ള ഇടപെടൽ

സജീവ ലോഹങ്ങളുമായി ഇടപഴകുമ്പോൾ, ഹൈഡ്രജൻ ഹൈഡ്രൈഡുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു:

2Na + H 2 → 2NaH

Ca + H 2 → CaH 2

Mg + H 2 → MgH 2

ഹൈഡ്രൈഡുകൾഉപ്പ് പോലെയുള്ള, ഖര പദാർത്ഥങ്ങൾ, എളുപ്പത്തിൽ ജലവിശ്ലേഷണം:

CaH 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + 2H 2

മെറ്റൽ ഓക്സൈഡുകളുമായുള്ള ഇടപെടൽ (സാധാരണയായി ഡി-മൂലകങ്ങൾ)

ഓക്സൈഡുകൾ ലോഹങ്ങളായി ചുരുങ്ങുന്നു:

CuO + H 2 → Cu + H 2 O

Fe 2 O 3 + 3H 2 → 2Fe + 3H 2 O

WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O

ജൈവ സംയുക്തങ്ങളുടെ ഹൈഡ്രജനേഷൻ

തന്മാത്രാ ഹൈഡ്രജൻ ജൈവ സംയുക്തങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഓർഗാനിക് സിന്തസിസിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയകളെ വിളിക്കുന്നു ഹൈഡ്രജനേഷൻ പ്രതികരണങ്ങൾ. ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിലും താപനിലയിലും ഒരു ഉൽപ്രേരകത്തിൻ്റെ സാന്നിധ്യത്തിലാണ് ഈ പ്രതികരണങ്ങൾ നടത്തുന്നത്. ഉൽപ്രേരകം ഒന്നുകിൽ ഏകതാനമായിരിക്കാം (ഉദാ. വിൽക്കിൻസൺ കാറ്റലിസ്റ്റ്) അല്ലെങ്കിൽ വൈവിധ്യമാർന്ന (ഉദാ. റാണി നിക്കൽ, കാർബണിലെ പല്ലാഡിയം).

അതിനാൽ, പ്രത്യേകിച്ച്, ആൽക്കീനുകളും ആൽക്കൈനുകളും പോലുള്ള അപൂരിത സംയുക്തങ്ങളുടെ കാറ്റലറ്റിക് ഹൈഡ്രജനേഷൻ സമയത്ത്, പൂരിത സംയുക്തങ്ങൾ രൂപം കൊള്ളുന്നു - ആൽക്കെയ്നുകൾ.

ഹൈഡ്രജൻ്റെ ജിയോകെമിസ്ട്രി

ഭൗമ വാതകങ്ങളിൽ സ്വതന്ത്ര ഹൈഡ്രജൻ H2 താരതമ്യേന അപൂർവമാണ്, എന്നാൽ ജലത്തിൻ്റെ രൂപത്തിൽ ഇത് ജിയോകെമിക്കൽ പ്രക്രിയകളിൽ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.

അമോണിയം അയോൺ, ഹൈഡ്രോക്‌സിൽ അയോൺ, ക്രിസ്റ്റലിൻ ജലം എന്നിവയുടെ രൂപത്തിൽ ധാതുക്കളിൽ ഹൈഡ്രജൻ ഉണ്ടാകാം.

അന്തരീക്ഷത്തിൽ, സൗരവികിരണത്താൽ ജലത്തിൻ്റെ വിഘടനത്തിൻ്റെ ഫലമായി ഹൈഡ്രജൻ തുടർച്ചയായി ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. കുറഞ്ഞ പിണ്ഡമുള്ളതിനാൽ, ഹൈഡ്രജൻ തന്മാത്രകൾക്ക് ഉയർന്ന വേഗതയുള്ള വ്യാപന ചലനമുണ്ട് (ഇത് രണ്ടാമത്തെ കോസ്മിക് വേഗതയോട് അടുത്താണ്), അവ അന്തരീക്ഷത്തിൻ്റെ മുകളിലെ പാളികളിൽ പ്രവേശിക്കുമ്പോൾ അവയ്ക്ക് ബഹിരാകാശത്തേക്ക് പറക്കാൻ കഴിയും.

ചികിത്സയുടെ സവിശേഷതകൾ

ഹൈഡ്രജൻ, വായുവുമായി കലരുമ്പോൾ, ഒരു സ്ഫോടനാത്മക മിശ്രിതം രൂപപ്പെടുന്നു - പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്ന വാതകം. ഹൈഡ്രജൻ്റെയും ഓക്സിജൻ്റെയും വോളിയം അനുപാതം 2:1 ആണെങ്കിൽ, അല്ലെങ്കിൽ ഹൈഡ്രജനും വായുവും ഏകദേശം 2:5 ആയിരിക്കുമ്പോൾ ഈ വാതകം ഏറ്റവും സ്ഫോടനാത്മകമാണ്, കാരണം വായുവിൽ ഏകദേശം 21% ഓക്സിജൻ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രജനും അഗ്നി അപകടകാരിയാണ്. ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജൻ ചർമ്മവുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തിയാൽ കടുത്ത മഞ്ഞുവീഴ്ചയ്ക്ക് കാരണമാകും.

ഹൈഡ്രജൻ്റെയും ഓക്സിജൻ്റെയും സ്ഫോടനാത്മകമായ സാന്ദ്രത 4% മുതൽ 96% വരെ സംഭവിക്കുന്നു. വോളിയം അനുസരിച്ച് 4% മുതൽ 75(74)% വരെ വായുവുമായി കലരുമ്പോൾ.

സമ്പദ്

വലിയ മൊത്ത വിതരണത്തിനുള്ള ഹൈഡ്രജൻ്റെ വില കിലോയ്ക്ക് $ 2-5 വരെയാണ്.

അപേക്ഷ

ആറ്റോമിക് ഹൈഡ്രജൻ വെൽഡിങ്ങിനായി ആറ്റോമിക് ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

രാസ വ്യവസായം

• അമോണിയ, മെഥനോൾ, സോപ്പ്, പ്ലാസ്റ്റിക് എന്നിവയുടെ ഉത്പാദനത്തിൽ
• ദ്രാവക സസ്യ എണ്ണകളിൽ നിന്നുള്ള അധികമൂല്യ ഉൽപാദനത്തിൽ
• ഒരു ഡയറ്ററി സപ്ലിമെൻ്റായി രജിസ്റ്റർ ചെയ്തു E949(പാക്കേജിംഗ് ഗ്യാസ്)

ഭക്ഷ്യ വ്യവസായം

വ്യോമയാന വ്യവസായം

ഹൈഡ്രജൻ വളരെ ഭാരം കുറഞ്ഞതും എപ്പോഴും വായുവിൽ ഉയരുന്നതും ആണ്. ഒരു കാലത്ത് എയർഷിപ്പുകളിലും ബലൂണുകളിലും ഹൈഡ്രജൻ നിറച്ചിരുന്നു. എന്നാൽ 30 കളിൽ. XX നൂറ്റാണ്ട് ആകാശക്കപ്പലുകൾ പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും കത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന നിരവധി ദുരന്തങ്ങൾ ഉണ്ടായി. ഇക്കാലത്ത്, എയർഷിപ്പുകൾ ഹീലിയം കൊണ്ട് നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു, അതിൻ്റെ ഉയർന്ന വില ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും.

ഇന്ധനം

ഹൈഡ്രജൻ റോക്കറ്റ് ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

കാറുകൾക്കും ട്രക്കുകൾക്കും ഇന്ധനമായി ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ച് ഗവേഷണം നടക്കുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ എഞ്ചിനുകൾ പരിസ്ഥിതിയെ മലിനമാക്കുന്നില്ല, മാത്രമല്ല ജലബാഷ്പം മാത്രം പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ-ഓക്സിജൻ ഇന്ധന സെല്ലുകൾ ഒരു രാസപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജത്തെ നേരിട്ട് വൈദ്യുതോർജ്ജമാക്കി മാറ്റാൻ ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

"ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ"(“LH”) ഹൈഡ്രജൻ്റെ ദ്രാവകാവസ്ഥയാണ്, 0.07 g/cm³ കുറഞ്ഞ നിർദ്ദിഷ്ട സാന്ദ്രതയും 14.01 K (−259.14 °C) ശീതീകരണ പോയിൻ്റുള്ള ക്രയോജനിക് ഗുണങ്ങളും 20.28 K (−252.87 °C) തിളനിലവുമാണ്. ). ഇത് നിറമില്ലാത്തതും മണമില്ലാത്തതുമായ ദ്രാവകമാണ്, ഇത് വായുവുമായി കലരുമ്പോൾ 4-75% ജ്വലന പരിധിയുള്ള സ്ഫോടനാത്മകമായി തരംതിരിക്കുന്നു. ദ്രാവക ഹൈഡ്രജനിലെ ഐസോമറുകളുടെ സ്പിൻ അനുപാതം: 99.79% - പാരാഹൈഡ്രജൻ; 0.21% - ഓർത്തോഹൈഡ്രജൻ. ഹൈഡ്രജൻ്റെ അഗ്രഗേഷൻ അവസ്ഥയെ വാതകമാക്കി മാറ്റുമ്പോൾ അതിൻ്റെ വികാസ ഗുണകം 20 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 848:1 ആണ്.

മറ്റേതൊരു വാതകത്തേയും പോലെ, ഹൈഡ്രജൻ്റെ ദ്രവീകരണം അതിൻ്റെ അളവ് കുറയുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ദ്രവീകരണത്തിനുശേഷം, ദ്രാവക ദ്രാവകം സമ്മർദ്ദത്തിൽ താപ ഇൻസുലേറ്റ് ചെയ്ത പാത്രങ്ങളിൽ സൂക്ഷിക്കുന്നു. ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ, LH2, LH 2) വ്യവസായത്തിൽ, വാതക സംഭരണത്തിൻ്റെ ഒരു രൂപമായും, ബഹിരാകാശ വ്യവസായത്തിൽ, റോക്കറ്റ് ഇന്ധനമായും സജീവമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

കഥ

കൃത്രിമ ശീതീകരണത്തിൻ്റെ ആദ്യത്തെ ഡോക്യുമെൻ്റഡ് ഉപയോഗം 1756-ൽ ഇംഗ്ലീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ വില്യം കുള്ളൻ നടത്തി, 1784-ൽ സൾഫർ ഓക്സൈഡിൻ്റെ ദ്രാവകാവസ്ഥ ആദ്യമായി നേടിയത് ഗാസ്പാർഡ് മോംഗാണ്, ദ്രവീകൃത അമോണിയ ആദ്യമായി നേടിയത് മൈക്കൽ ഫാരഡെയാണ്, അമേരിക്കൻ കണ്ടുപിടുത്തക്കാരനായ ഒലിവർ ഇവാൻസ്. 1805-ൽ ആദ്യമായി ഒരു റഫ്രിജറേഷൻ കംപ്രസർ വികസിപ്പിച്ചത് ജേക്കബ് പെർക്കിൻസ്, 1834-ൽ കൂളിംഗ് മെഷീന് പേറ്റൻ്റ് നേടിയത് ജേക്കബ് പെർക്കിൻസ്, 1851-ൽ അമേരിക്കയിൽ എയർകണ്ടീഷണറിന് പേറ്റൻ്റ് നേടിയ ആദ്യ വ്യക്തി ജോൺ ഗോറി. വെർണർ സീമെൻസ് 1857-ൽ പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന തണുപ്പിക്കൽ എന്ന ആശയം മുന്നോട്ടുവച്ചു, കാൾ ലിൻഡെ 1876-ൽ കാസ്കേഡ് "ജൂൾ-തോംസൺ എക്സ്പാൻഷൻ ഇഫക്റ്റ്" ഉപയോഗിച്ച് ദ്രാവക വായു ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്ക് പേറ്റൻ്റ് നേടി. 1885-ൽ, പോളിഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനും രസതന്ത്രജ്ഞനുമായ സിഗ്മണ്ട് വ്രോബ്ലെവ്സ്കി ഹൈഡ്രജൻ 33 കെയുടെ നിർണായക താപനിലയും 13.3 എടിഎം നിർണ്ണായക മർദ്ദവും പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. 23 കെയിൽ തിളയ്ക്കുന്ന പോയിൻ്റ്. 1898-ൽ ജെയിംസ് ദേവർ പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന തണുപ്പും അദ്ദേഹത്തിൻ്റെ കണ്ടുപിടിത്തമായ ദേവർ ഫ്ലാസ്കും ഉപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ ആദ്യമായി ദ്രവീകൃതമാക്കി. ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ്റെ സ്ഥിരതയുള്ള ഐസോമറായ പാരാഹൈഡ്രജൻ്റെ ആദ്യത്തെ സമന്വയം 1929 ൽ പോൾ ഹാർടെക്കും കാൾ ബോൺഹോഫറും ചേർന്ന് നടത്തി.

ഹൈഡ്രജൻ്റെ സ്പിൻ ഐസോമറുകൾ

ഊഷ്മാവിൽ ഹൈഡ്രജൻ പ്രാഥമികമായി ഒരു സ്പിൻ ഐസോമർ, ഓർത്തോഹൈഡ്രജൻ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഉൽപ്പാദനത്തിനുശേഷം, ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ ഒരു മെറ്റാസ്റ്റബിൾ അവസ്ഥയിലാണ്, കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ മാറുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്ന സ്ഫോടനാത്മകമായ എക്സോതെർമിക് പ്രതികരണം ഒഴിവാക്കാൻ പാരാഹൈഡ്രജൻ രൂപത്തിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യണം. അയൺ ഓക്സൈഡ്, ക്രോമിയം ഓക്സൈഡ്, ആക്ടിവേറ്റഡ് കാർബൺ, പ്ലാറ്റിനം പൂശിയ ആസ്ബറ്റോസ്, അപൂർവ എർത്ത് ലോഹങ്ങൾ, അല്ലെങ്കിൽ യുറേനിയം അല്ലെങ്കിൽ നിക്കൽ അഡിറ്റീവുകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചാണ് പാരാഹൈഡ്രജൻ ഘട്ടത്തിലേക്കുള്ള പരിവർത്തനം സാധാരണയായി നടത്തുന്നത്.

ഉപയോഗം

ആന്തരിക ജ്വലന എഞ്ചിനുകൾക്കും ഇന്ധന സെല്ലുകൾക്കും ഇന്ധന സംഭരണത്തിൻ്റെ ഒരു രൂപമായി ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കാം. വിവിധ അന്തർവാഹിനികളും ("212A", "214", ജർമ്മനി) ഹൈഡ്രജൻ ഗതാഗത ആശയങ്ങളും ഹൈഡ്രജൻ്റെ ഈ മൊത്തത്തിലുള്ള രൂപം ഉപയോഗിച്ച് സൃഷ്ടിച്ചിട്ടുണ്ട് (ഉദാഹരണത്തിന് "DeepC" അല്ലെങ്കിൽ "BMW H2R" കാണുക). ഡിസൈനുകളുടെ സാമീപ്യം കാരണം, എൽഎച്ച്വി ഉപകരണങ്ങളുടെ സ്രഷ്‌ടാക്കൾക്ക് ദ്രവീകൃത പ്രകൃതി വാതകം (എൽഎൻജി) ഉപയോഗിച്ച് സിസ്റ്റങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാനോ പരിഷ്‌ക്കരിക്കാനോ മാത്രമേ കഴിയൂ. എന്നിരുന്നാലും, കുറഞ്ഞ വോള്യൂമെട്രിക് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത കാരണം, ജ്വലനത്തിന് പ്രകൃതി വാതകത്തേക്കാൾ വലിയ അളവിൽ ഹൈഡ്രജൻ ആവശ്യമാണ്. പിസ്റ്റൺ എഞ്ചിനുകളിൽ "CNG" എന്നതിനുപകരം ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ, കൂടുതൽ ഭീമമായ ഇന്ധന സംവിധാനം സാധാരണയായി ആവശ്യമാണ്. നേരിട്ടുള്ള കുത്തിവയ്പ്പിലൂടെ, ഇൻടേക്ക് ട്രാക്റ്റിലെ വർദ്ധിച്ച നഷ്ടം സിലിണ്ടർ പൂരിപ്പിക്കൽ കുറയ്ക്കുന്നു.

ന്യൂട്രോൺ സ്കാറ്ററിംഗ് പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ന്യൂട്രോണുകളെ തണുപ്പിക്കാനും ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ന്യൂട്രോണിൻ്റെയും ഹൈഡ്രജൻ ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെയും പിണ്ഡം ഏതാണ്ട് തുല്യമാണ്, അതിനാൽ ഒരു ഇലാസ്റ്റിക് കൂട്ടിയിടി സമയത്ത് ഊർജ്ജ കൈമാറ്റം ഏറ്റവും ഫലപ്രദമാണ്.

പ്രയോജനങ്ങൾ

ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നതിൻ്റെ പ്രയോജനം അതിൻ്റെ ഉപയോഗത്തിൻ്റെ "സീറോ എമിഷൻ" ആണ്. വായുവുമായുള്ള അതിൻ്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ ഫലം ജലമാണ്.

തടസ്സങ്ങൾ

ഒരു ലിറ്റർ "ZhV" യുടെ ഭാരം 0.07 കിലോഗ്രാം മാത്രമാണ്. അതായത്, അതിൻ്റെ പ്രത്യേക ഗുരുത്വാകർഷണം 20 K-ൽ 70.99 g/l ആണ്. ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജന് പ്രത്യേക താപ ഇൻസുലേറ്റഡ് കണ്ടെയ്‌നറുകൾ പോലെയുള്ള ക്രയോജനിക് സ്റ്റോറേജ് സാങ്കേതികവിദ്യ ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ എല്ലാ ക്രയോജനിക് മെറ്റീരിയലുകൾക്കും സാധാരണമായ പ്രത്യേക കൈകാര്യം ചെയ്യൽ ആവശ്യമാണ്. ഇത് ദ്രാവക ഓക്സിജനുമായി അടുത്താണ്, പക്ഷേ തീപിടുത്തം കാരണം കൂടുതൽ ജാഗ്രത ആവശ്യമാണ്. ഇൻസുലേറ്റ് ചെയ്ത പാത്രങ്ങൾ പോലും, ദ്രാവകം നിലനിർത്താൻ ആവശ്യമായ കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ സൂക്ഷിക്കാൻ പ്രയാസമാണ് (സാധാരണയായി ഇത് പ്രതിദിനം 1% എന്ന നിരക്കിൽ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്നു). ഇത് കൈകാര്യം ചെയ്യുമ്പോൾ, ഹൈഡ്രജനുമായി പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ നിങ്ങൾ സാധാരണ സുരക്ഷാ മുൻകരുതലുകളും പാലിക്കേണ്ടതുണ്ട് - ഇത് വായു ദ്രവീകരിക്കാൻ മതിയായ തണുപ്പാണ്, അത് സ്ഫോടനാത്മകമാണ്.

റോക്കറ്റ് ഇന്ധനം

വിക്ഷേപണ വാഹനങ്ങളെയും ബഹിരാകാശ പേടകങ്ങളെയും മുന്നോട്ട് നയിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന റോക്കറ്റ് ഇന്ധനങ്ങളുടെ ഒരു സാധാരണ ഘടകമാണ് ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജൻ. മിക്ക ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജൻ റോക്കറ്റ് എഞ്ചിനുകളിലും, നോസലും മറ്റ് എഞ്ചിൻ ഭാഗങ്ങളും ഒരു ഓക്‌സിഡൈസറുമായി കലർത്തി കത്തിച്ച് ത്രസ്റ്റ് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് പുനരുജ്ജീവിപ്പിക്കാനാണ് ഇത് ആദ്യം ഉപയോഗിക്കുന്നത്. H 2/O 2 ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ആധുനിക എഞ്ചിനുകൾ ഹൈഡ്രജനിൽ അധികമായി സമ്പുഷ്ടമായ ഒരു ഇന്ധന മിശ്രിതം ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റിൽ ഒരു നിശ്ചിത അളവിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ കത്താത്തതിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. തന്മാത്രാ ഭാരം കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ എഞ്ചിൻ്റെ പ്രത്യേക പ്രേരണ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് പുറമേ, ഇത് നോസിലിൻ്റെയും ജ്വലന അറയുടെയും മണ്ണൊലിപ്പ് കുറയ്ക്കുന്നു.

ക്രയോജനിക് സ്വഭാവം, കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രത എന്നിവ പോലുള്ള മറ്റ് മേഖലകളിൽ എൽഎച്ച് ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള അത്തരം തടസ്സങ്ങളും ഈ കേസിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന ഘടകമാണ്. 2009 ലെ കണക്കനുസരിച്ച്, ഒരു വിക്ഷേപണ വാഹനം (ഡെൽറ്റ-4 ലോഞ്ച് വെഹിക്കിൾ) മാത്രമേയുള്ളൂ, അത് പൂർണ്ണമായും ഒരു ഹൈഡ്രജൻ റോക്കറ്റാണ്. അടിസ്ഥാനപരമായി, റോക്കറ്റുകളുടെ മുകളിലെ ഘട്ടങ്ങളിലോ ബ്ലോക്കുകളിലോ "ZhV" ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് പേലോഡ് ഒരു ശൂന്യതയിൽ ബഹിരാകാശത്തേക്ക് വിക്ഷേപിക്കുന്ന ജോലിയുടെ ഒരു പ്രധാന ഭാഗം നിർവഹിക്കുന്നു. ഇത്തരത്തിലുള്ള ഇന്ധനത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള നടപടികളിലൊന്നായി, സ്ലഡ്ജ് പോലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കാനുള്ള നിർദ്ദേശങ്ങളുണ്ട്, അതായത്, "ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ്റെ" അർദ്ധ-ശീതീകരിച്ച രൂപം.