Fakta Om Hydrogen

{h1}

Historie, egenskaber, kilder, anvendelser og isotoper af elementet hydrogen.

Det mest rigelige element i universet, brint er også en lovende kilde til "rent" brændstof på jorden.

Navngivet efter de græske ord hydro for "vand" og gener til "dannelse" udgør hydrogen mere end 90 procent af alle atomerne, hvilket svarer til tre fjerdedele af universets masse ifølge Los Alamos National Laboratory. Brint er afgørende for livet, og det er til stede i næsten alle molekyler i levende ting, ifølge Royal Society of Chemistry. Elementet forekommer også i stjernerne og styrker universet gennem proton-protonreaktionen og carbon-nitrogen-cyklusen. Stellære hydrogenfusionsprocesser frigør enorme mængder energi, da de kombinerer hydrogenatomer til dannelse af helium, ifølge Los Alamos.

Ren hydrogengas er knappe i Jordens atmosfære, og ethvert brint, der rent faktisk kommer ind i atmosfæren, undgår hurtigt Jordens tyngdekraft, ifølge Royal Society. På vores planet forekommer hydrogen hovedsageligt i kombination med ilt og vand, såvel som i organiske stoffer som levende planter, olie og kul, Los Alamos rapporter.

Bare fakta

  • Atomtal (antal protoner i kernen): 1
  • Atom symbol (på elementets periodiske tabel): H
  • Atomvægt (atomets gennemsnitlige masse): 1,00794
  • Tæthed: 0.00008988 gram pr. Kubikcentimeter
  • Fase ved stuetemperatur: Gas
  • Smeltepunkt: minus 434,7 grader Fahrenheit (minus 259,34 grader Celsius)
  • Kogepunkt: minus 423,2 F (minus 252,87 C)
  • Antal isotoper (atomer af samme element med et andet antal neutroner): 3 fælles isotoper, herunder 2 stabile
  • Mest almindelige isotop: 1H, naturlig overflod 99,9885 procent

Hydrogenopdagelse

Robert Boyle producerede hydrogengas i 1671, mens han eksperimenterede med jern og syrer, men det var først i 1766, at Henry Cavendish anerkendte det som et særskilt element, ifølge Jefferson Lab. Elementet hedde hydrogen af ​​den franske kemiker Antoine Lavoisier.

Hydrogen har tre fælles isotoper: protium, som er bare almindeligt hydrogen; deuterium, en stabil isotop, der blev opdaget i 1932 af Harold C. Urey; og tritium, en ustabil isotop, der blev opdaget i 1934, ifølge Jefferson Lab. Forskellen mellem de tre isotoper ligger i antallet af neutroner, som hver af dem har. Hydrogen har ingen neutroner overhovedet; deuterium har en, mens tritium har to neutroner, ifølge Lawrence Berkeley National Laboratory. Deuterium og tritium anvendes som brændstof i atomfusionsreaktorer, ifølge Los Alamos.

Hydrogen kombinerer med andre elementer, der danner en række forbindelser, herunder almindelige sådanne såsom vand (H2O), ammoniak (NH3), methan (CH4), bordsukker (C12H22O11), hydrogenperoxid (H2O2) og saltsyre (HCI) ifølge Jefferson Lab.

Hydrogen fremstilles typisk ved opvarmning af naturgas med damp til dannelse af en blanding af hydrogen og carbonmonoxid kaldet syngas, som derefter separeres til fremstilling af hydrogen ifølge Royal Society.

Brint anvendes til fremstilling af ammoniak til gødning, i en proces kaldet Haber-processen, hvor den reageres med nitrogen. Elementet er også tilsat fedtstoffer og olier, såsom jordnøddeolie, gennem en proces kaldet hydrogenering, ifølge Jefferson Lab. Andre eksempler på hydrogenanvendelse indbefatter raketbrændstof, svejsning, producerende saltsyre, reducerende metalmalmer og påfyldningsballoner ifølge Los Alamos. Forskere har arbejdet på at udvikle hydrogenbrændselscelleteknologien, der gør det muligt at opnå betydelige mængder elkraft ved hjælp af hydrogengas som en forureningsfri energikilde, som kan bruges som brændstof til biler og andre køretøjer.

Hydrogen anvendes også i glasindustrien som en beskyttende atmosfære til fremstilling af flade glasplader, mens elektronikindustrien, det anvendes som skyllegas i færd med fremstilling af siliciumchips, ifølge Royal Society.

Denne ægtefarvede simulerede visning af Jupiter består af 4 billeder taget af NASAs Cassini rumfartøj den 7. december 2000. Opløsningen er omkring 144 kilometer pr. Pixel.

Denne ægtefarvede simulerede visning af Jupiter består af 4 billeder taget af NASAs Cassini rumfartøj den 7. december 2000. Opløsningen er omkring 144 kilometer pr. Pixel.

Kredit: NASA / JPL / University of Arizona

Denne ægtefarvede simulerede visning af Jupiter består af 4 billeder taget af NASAs Cassini rumfartøj den 7. december 2000. Opløsningen er omkring 144 kilometer pr. Pixel.
Kredit: NASA / JPL / University of Arizona

Der kan man bare se?

  • Hydrogen er hovedkomponenten i Jupiter og de andre gasgigantplaneter, ifølge Los Alamos.
  • Den første gasballongflyvning blev lanceret i Paris i 1783, og den gas, der blev anvendt i ballonen, var hydrogen, ifølge National Balloon Museum. Dens brug ved udfyldning af luftskibe sluttede, da Hindenburg slog i brand, ifølge Royal Society.
  • NASA bruger brint som raketbrændstof til at levere besætning til rum.
  • Flydende brint er ekstremt koldt, og det kan forårsage alvorlig frostskader, når den kommer i berøring med huden.
  • Brint er ca. 14 gange lettere end luft, ifølge "Kemis principper".
  • Lavoisier, den franske kemiker, der gav brint navnet, tjente som finansminister og offentlig administrator før den franske revolution og blev henrettet under revolutionen, ifølge Encyclopedia Britannica.
  • Ca. 3 mia. Kubikmeter brint produceres i USA pr. År, ifølge Los Alamos.
  • Hydrogen har den laveste tæthed af alle gasser, ifølge Royal Society.
  • Hydrogen er det eneste element, hvis tre fælles isotoper - protium, deuterium og tritium - har fået forskellige navne, Los Alamos rapporter.

Nuværende forskning

Forskere har studeret brint med stor interesse i årevis på grund af dets potentiale som forureningsfrit brændstof. "Hydrogen er en energibærer uden kulstof i det, så når du brænder det, producerer du kun vand", hvilket gør det til et rent brændstof uden nogen emissioner, siger Richard Chahine, direktør for Hydrogen Research Institute at University af Quebec i Trois-Rivières i Canada. Der er dog et stort problem med brint: det er dyrere end gas. Faktisk sidste år meddelte Toyotas senior vicepræsident Bob Carter, at ifølge Energy Department's estimater ville en fuld tank komprimeret brint i starten koste omkring $ 50, rapporterede Ecomento.com. Generelt er omkostninger forbundet med hydrogenbrændstofteknologi "en meget udfordrende barriere, fordi folk gerne foretrækker at have bedre teknologier til den løbende pris," fortalte Chahine WordsSideKick.com.

Et andet problem med brintbrændstof er, at processen med hydrogenproduktion i sig selv ikke er så "ren" eller forureningsfri. "I dag kommer det meste af den producerede brint af naturgas," en proces der frembringer kuldioxid (CO2), Sagde chahine.

Forskere har derfor været på udkig efter alternative og mere miljøvenlige måder at producere hydrogen, der ideelt set ville eliminere CO2 emissioner fra processen. I forrige år udviklede forskere fra US Department of Energy's Argonne National Laboratory en lille "nanostørrelse hydrogengenerator", en anordning, der producerer rent hydrogen ved hjælp af lys og grafen og uden brænding af fossile brændstoffer. Den nuværende version af generatoren er meget lille, men hvis det viser sig, at det kan udvides, kan det give forskere mulighed for at producere nok brint til at give brændstof til biler og generatorer.

En anden måde at producere brint, kaldet "biologisk vandopdeling", indebærer anvendelse af visse fotosyntetiske mikrober, der bruger lysenergi til at producere hydrogen fra vand som en del af deres metaboliske processer, ifølge det nationale laboratorium for vedvarende energi, hvor forskere i øjeblikket undersøger denne proces. En anden potentiel metode til fremstilling af hydrogen involverer fermentering af fornyelige biomassematerialer, NREL-rapporterne. Forskere fra NREL har også arbejdet med at omdanne landbrugsrester (såsom jordnøddeskaller) og forbrugsaffald (såsom plast og affaldsfedt) til et flydende produkt kaldet bioolie, hvis komponenter derefter kan separeres i brændstoffer, herunder hydrogen. Den reneste måde at producere brint på er imidlertid ved at opdele vand i hydrogen og ilt ved at bruge sollys, NREL rapporter.

Yderligere ressourcer

  • Her er mere information om hydrogen fra Los Alamos National Laboratory.
  • Her er hvad Jefferson Lab siger om hydrogen.
  • Royal Society of Chemistry vejer også i omkring hydrogen.

Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+.


Video Supplement: HYDROGEN CLUB - Fakta o molekulárním vodíku i produktech.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com