હાઇડ્રોજન કયા પ્રકારનો પદાર્થ છે? હાઇડ્રોજનના રાસાયણિક અને ભૌતિક ગુણધર્મો. હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ એક સાર્વત્રિક ઉપાય છે

સામયિક કોષ્ટકમાં, હાઇડ્રોજન તત્વોના બે જૂથોમાં સ્થિત છે જે તેમના ગુણધર્મોમાં સંપૂર્ણપણે વિરુદ્ધ છે. આ લક્ષણતેને સંપૂર્ણપણે અનન્ય બનાવો. હાઇડ્રોજન માત્ર એક તત્વ અથવા પદાર્થ નથી, પણ છે અભિન્ન ભાગઘણા જટિલ સંયોજનો, ઓર્ગેનોજેનિક અને બાયોજેનિક તત્વ. તેથી, ચાલો તેના ગુણધર્મો અને લાક્ષણિકતાઓને વધુ વિગતવાર જોઈએ.

16મી સદીમાં એટલે કે વિજ્ઞાન તરીકે રસાયણશાસ્ત્રની રચના દરમિયાન ધાતુઓ અને એસિડની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન જ્વલનશીલ ગેસનું પ્રકાશન જોવા મળ્યું હતું. પ્રખ્યાત અંગ્રેજી વૈજ્ઞાનિક હેનરી કેવેન્ડિશે 1766 માં શરૂ થતા પદાર્થનો અભ્યાસ કર્યો અને તેને "દહનક્ષમ હવા" નામ આપ્યું. જ્યારે બળી જાય છે, ત્યારે આ ગેસ પાણી ઉત્પન્ન કરે છે. દુર્ભાગ્યવશ, વૈજ્ઞાનિકના ફલોજિસ્ટન સિદ્ધાંત (કાલ્પનિક "અલ્ટ્રાફાઇન મેટર") નું પાલન તેને યોગ્ય નિષ્કર્ષ પર આવતા અટકાવ્યું.

ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રીઅને પ્રકૃતિવાદી એ. લેવોઇસિયર, એન્જિનિયર જે. મ્યુનિયર સાથે મળીને અને ખાસ ગેસોમીટરની મદદથી, 1783માં પાણીનું સંશ્લેષણ અને પછી ગરમ આયર્ન સાથે પાણીની વરાળના વિઘટન દ્વારા તેનું વિશ્લેષણ હાથ ધર્યું. આમ, વૈજ્ઞાનિકો યોગ્ય નિષ્કર્ષ પર આવવા સક્ષમ હતા. તેઓએ જોયું કે "દહનક્ષમ હવા" માત્ર પાણીનો ભાગ નથી, પણ તેમાંથી મેળવી શકાય છે.

1787 માં, લેવોઇસિયરે સૂચવ્યું કે અભ્યાસ હેઠળનો ગેસ હતો સરળ પદાર્થઅને, તે મુજબ, પ્રાથમિક રાસાયણિક તત્વોમાંનું એક છે. તેણે તેને હાઇડ્રોજન (માંથી ગ્રીક શબ્દોહાઇડોર - પાણી + ગેનાઓ - હું જન્મ આપું છું), એટલે કે "પાણીને જન્મ આપવો."

રશિયન નામ "હાઈડ્રોજન" 1824 માં રસાયણશાસ્ત્રી એમ. સોલોવીવ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું. પાણીની રચનાનું નિર્ધારણ "ફ્લોજિસ્ટન સિદ્ધાંત" ના અંતને ચિહ્નિત કરે છે. 18મી અને 19મી સદીના વળાંક પર, તે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું હતું કે હાઇડ્રોજન અણુ ખૂબ જ હળવા છે (અન્ય તત્વોના અણુઓની તુલનામાં) અને તેના દળને અણુ સમૂહની તુલના કરવા માટે મૂળભૂત એકમ તરીકે લેવામાં આવ્યો હતો, જેનું મૂલ્ય 1 જેટલું હતું.

ભૌતિક ગુણધર્મો

હાઇડ્રોજન એ બધામાં સૌથી હલકો છે વિજ્ઞાન માટે જાણીતું છેપદાર્થો (તે હવા કરતા 14.4 ગણા હળવા છે), તેની ઘનતા 0.0899 g/l (1 atm, 0 °C) છે. આ સામગ્રી અનુક્રમે -259.1 ° સે અને -252.8 ° સે પર ઓગળે છે (ઘન બનાવે છે) અને ઉકળે છે (પ્રવાહી બનાવે છે) (માત્ર હિલિયમમાં ઉકળતા અને ગલનનું તાપમાન ઓછું હોય છે).

હાઇડ્રોજનનું નિર્ણાયક તાપમાન અત્યંત નીચું (-240 °C) છે. આ કારણોસર, તેનું પ્રવાહીકરણ એ એક જટિલ અને ખર્ચાળ પ્રક્રિયા છે. પદાર્થનું નિર્ણાયક દબાણ 12.8 kgf/cm² છે, અને નિર્ણાયક ઘનતા 0.0312 g/cm³ છે. તમામ વાયુઓમાં, હાઇડ્રોજન સૌથી વધુ થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે: 1 atm અને 0 °C પર તે 0.174 W/(mxK) ની બરાબર છે.

સમાન પરિસ્થિતિઓમાં પદાર્થની વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતા 14.208 kJ/(kgxK) અથવા 3.394 cal/(gh°C) છે. આ તત્વ પાણીમાં થોડું દ્રાવ્ય છે (1 atm અને 20 °C પર આશરે 0.0182 ml/g), પરંતુ મોટાભાગની ધાતુઓ (Ni, Pt, Pa અને અન્ય), ખાસ કરીને પેલેડિયમમાં સારી રીતે દ્રાવ્ય છે (Pd ના વોલ્યુમ દીઠ આશરે 850 વોલ્યુમો) .

પછીની મિલકત તેની પ્રસરવાની ક્ષમતા સાથે સંકળાયેલી છે, અને કાર્બન એલોય (ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટીલ) દ્વારા પ્રસરણ કાર્બન સાથે હાઇડ્રોજનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે એલોયના વિનાશ સાથે થઈ શકે છે (આ પ્રક્રિયાને ડેકાર્બોનાઇઝેશન કહેવામાં આવે છે). IN પ્રવાહી સ્થિતિપદાર્થ ખૂબ જ હળવો છે (ઘનતા - 0.0708 g/cm³ t° = -253 °C પર) અને પ્રવાહી (સમાન સ્થિતિમાં સ્નિગ્ધતા - 13.8 સ્પોઇસ).

ઘણા સંયોજનોમાં, આ તત્વ સોડિયમ અને અન્ય આલ્કલી ધાતુઓની જેમ +1 વેલેન્સી (ઓક્સિડેશન સ્થિતિ) દર્શાવે છે. તે સામાન્ય રીતે આ ધાતુઓના એનાલોગ તરીકે ગણવામાં આવે છે. તદનુસાર, તે સામયિક સિસ્ટમના જૂથ Iનું નેતૃત્વ કરે છે. મેટલ હાઇડ્રાઇડ્સમાં, હાઇડ્રોજન આયન નકારાત્મક ચાર્જ દર્શાવે છે (ઓક્સિડેશન સ્થિતિ -1 છે), એટલે કે, Na+H- નું માળખું Na+Cl-ક્લોરાઇડ જેવું જ છે. આ અને કેટલાક અન્ય તથ્યો (તત્વ "H" અને હેલોજનના ભૌતિક ગુણધર્મોની સમાનતા, તેને કાર્બનિક સંયોજનોમાં હેલોજન સાથે બદલવાની ક્ષમતા) અનુસાર, હાઇડ્રોજનને સામયિક સિસ્ટમના જૂથ VII માં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજનની પ્રવૃત્તિ ઓછી હોય છે, જે ફક્ત સૌથી વધુ સક્રિય બિન-ધાતુઓ (ફ્લોરિન અને ક્લોરિન, પ્રકાશમાં હોય છે) સાથે સીધી રીતે જોડાય છે. બદલામાં, જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે તે ઘણા રાસાયણિક તત્વો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.

અણુ હાઇડ્રોજન રાસાયણિક પ્રવૃત્તિમાં વધારો કરે છે (મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજનની તુલનામાં). ઓક્સિજન સાથે તે સૂત્ર અનુસાર પાણી બનાવે છે:

Н₂ + ½О₂ = Н₂О,

285.937 kJ/mol ગરમી અથવા 68.3174 kcal/mol (25 °C, 1 atm) મુક્ત કરે છે. સામાન્ય તાપમાનની સ્થિતિમાં, પ્રતિક્રિયા ધીમે ધીમે આગળ વધે છે, અને t° >= 550 °C પર તે બેકાબૂ છે. વોલ્યુમ દ્વારા હાઇડ્રોજન + ઓક્સિજન મિશ્રણની વિસ્ફોટક મર્યાદા 4-94% H₂ છે, અને હાઇડ્રોજન + હવાનું મિશ્રણ 4-74% H₂ છે (H₂ના બે વોલ્યુમ અને O₂ના એક જથ્થાના મિશ્રણને ડિટોનેટીંગ ગેસ કહેવામાં આવે છે).

આ તત્વનો ઉપયોગ મોટાભાગની ધાતુઓને ઘટાડવા માટે થાય છે, કારણ કે તે ઓક્સાઇડમાંથી ઓક્સિજન દૂર કરે છે:

Fe₃O₄ + 4H₂ = 3Fe + 4H₂O,

CuO + H₂ = Cu + H₂O, વગેરે.

હાઇડ્રોજન વિવિધ હેલોજન સાથે હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સ બનાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે:

H₂ + Cl₂ = 2HCl.

જો કે, ફ્લોરિન સાથે પ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, હાઇડ્રોજન વિસ્ફોટ થાય છે (આ અંધારામાં પણ થાય છે, -252 ° સે પર), બ્રોમિન અને ક્લોરિન સાથે તે માત્ર ત્યારે જ પ્રતિક્રિયા આપે છે જ્યારે ગરમ અથવા પ્રકાશિત થાય છે, અને આયોડિન સાથે - જ્યારે ગરમ થાય છે. નાઇટ્રોજન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, એમોનિયા રચાય છે, પરંતુ માત્ર ઉત્પ્રેરક પર, ઊંચા દબાણ અને તાપમાને:

ЗН₂ + N₂ = 2NN₃.

જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે હાઇડ્રોજન સલ્ફર સાથે સક્રિય રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે:

H₂ + S = H₂S (હાઈડ્રોજન સલ્ફાઈડ),

અને ટેલુરિયમ અથવા સેલેનિયમ સાથે વધુ મુશ્કેલ. હાઇડ્રોજન ઉત્પ્રેરક વિના શુદ્ધ કાર્બન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, પરંતુ સાથે ઉચ્ચ તાપમાન:

2H₂ + C (અમૂર્ફ) = CH₄ (મિથેન).

આ પદાર્થ કેટલીક ધાતુઓ (આલ્કલી, આલ્કલાઇન પૃથ્વી અને અન્ય) સાથે સીધી પ્રતિક્રિયા આપે છે, જે હાઇડ્રાઈડ્સ બનાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે:

H₂ + 2Li = 2LiH.

હાઇડ્રોજન અને કાર્બન મોનોક્સાઇડ (II) વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ નોંધપાત્ર વ્યવહારિક મહત્વ ધરાવે છે. આ કિસ્સામાં, દબાણ, તાપમાન અને ઉત્પ્રેરકના આધારે, વિવિધ કાર્બનિક સંયોજનો રચાય છે: HCHO, CH₃OH, વગેરે. પ્રતિક્રિયા દરમિયાન અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન સંતૃપ્ત થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે:

С n Н₂ n + Н₂ = С n Н₂ n ₊₂.

હાઇડ્રોજન અને તેના સંયોજનો રસાયણશાસ્ત્રમાં અસાધારણ ભૂમિકા ભજવે છે. તે શરતો એસિડ ગુણધર્મોકહેવાતા પ્રોટિક એસિડ્સ, વિવિધ તત્વો સાથે હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવવાનું વલણ ધરાવે છે, જે ઘણા અકાર્બનિક અને કાર્બનિક સંયોજનોના ગુણધર્મો પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે.

હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન

આ તત્વના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટેના કાચા માલના મુખ્ય પ્રકારો તેલ શુદ્ધિકરણ વાયુઓ, કુદરતી જ્વલનશીલ અને કોક ઓવન વાયુઓ છે. તે વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા (જ્યાં વીજળી ઉપલબ્ધ હોય તેવા સ્થળોએ) પાણીમાંથી પણ મેળવવામાં આવે છે. માંથી સામગ્રી ઉત્પન્ન કરવાની સૌથી મહત્વપૂર્ણ પદ્ધતિઓમાંની એક કુદરતી ગેસહાઇડ્રોકાર્બનની ઉત્પ્રેરક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, મુખ્યત્વે મિથેન, પાણીની વરાળ (કહેવાતા રૂપાંતરણ) સાથે ગણવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે:

CH₄ + H₂O = CO + ZN₂.

ઓક્સિજન સાથે હાઇડ્રોકાર્બનનું અપૂર્ણ ઓક્સિડેશન:

CH₄ + ½O₂ = CO + 2H₂.

સંશ્લેષિત કાર્બન મોનોક્સાઇડ (II) રૂપાંતરણમાંથી પસાર થાય છે:

CO + H₂O = CO₂ + H₂.

કુદરતી ગેસમાંથી ઉત્પન્ન થતો હાઇડ્રોજન સૌથી સસ્તો છે.

પાણીના વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ માટે, પ્રત્યક્ષ પ્રવાહનો ઉપયોગ થાય છે, જે NaOH અથવા KOH ના દ્રાવણમાંથી પસાર થાય છે (સાધનના કાટને ટાળવા માટે એસિડનો ઉપયોગ થતો નથી). પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓમાં, સામગ્રી પાણીના વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા અથવા હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ અને જસત વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાના પરિણામે મેળવવામાં આવે છે. જો કે, સિલિન્ડરોમાં તૈયાર ફેક્ટરી સામગ્રીનો ઉપયોગ વધુ વખત થાય છે.

આ તત્વ અન્ય તમામ ઘટકોને દૂર કરીને તેલ શુદ્ધિકરણ વાયુઓ અને કોક ઓવન ગેસથી અલગ કરવામાં આવે છે. ગેસ મિશ્રણ, કારણ કે જ્યારે ઊંડા ઠંડુ થાય છે ત્યારે તેઓ વધુ સરળતાથી લિક્વિફાય થાય છે.

આ સામગ્રીનું ઉત્પાદન 18મી સદીના અંતમાં ઔદ્યોગિક રીતે થવાનું શરૂ થયું. પછી તે ભરવા માટે વપરાય છે ફુગ્ગા. ચાલુ આ ક્ષણેહાઇડ્રોજનનો વ્યાપકપણે ઉદ્યોગમાં ઉપયોગ થાય છે, મુખ્યત્વે રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં, એમોનિયાના ઉત્પાદન માટે.

પદાર્થના મોટા પ્રમાણમાં ગ્રાહકો મિથાઈલ અને અન્ય આલ્કોહોલ, કૃત્રિમ ગેસોલિન અને અન્ય ઘણા ઉત્પાદનોના ઉત્પાદકો છે. તેઓ કાર્બન મોનોક્સાઇડ (II) અને હાઇડ્રોજનમાંથી સંશ્લેષણ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ ભારે અને ઘન પ્રવાહી ઇંધણ, ચરબી વગેરેના હાઇડ્રોજનેશન માટે, HCl ના સંશ્લેષણ માટે, પેટ્રોલિયમ ઉત્પાદનોના હાઇડ્રોટ્રીટીંગ તેમજ મેટલ કટીંગ/વેલ્ડીંગમાં થાય છે. સૌથી મહત્વપૂર્ણ તત્વોપરમાણુ ઊર્જા માટે તેના આઇસોટોપ્સ છે - ટ્રીટિયમ અને ડ્યુટેરિયમ.

હાઇડ્રોજનની જૈવિક ભૂમિકા

જીવંત સજીવોના સમૂહના લગભગ 10% (સરેરાશ) આ તત્વમાંથી આવે છે. તે પાણીનો ભાગ છે અને કુદરતી સંયોજનોના સૌથી મહત્વપૂર્ણ જૂથો છે, જેમાં પ્રોટીન, ન્યુક્લિક એસિડ, લિપિડ્સ અને કાર્બોહાઇડ્રેટ્સનો સમાવેશ થાય છે. તેનો ઉપયોગ શેના માટે થાય છે?

આ સામગ્રી ભજવે છે નિર્ણાયક ભૂમિકા: જાળવી રાખતી વખતે અવકાશી માળખુંપ્રોટીન (ચતુર્થાંશ), ન્યુક્લીક એસિડની પૂરકતાના સિદ્ધાંતના અમલીકરણમાં (એટલે ​​​​કે આનુવંશિક માહિતીના અમલીકરણ અને સંગ્રહમાં), સામાન્ય રીતે "માન્યતા" પર પરમાણુ સ્તર.

હાઇડ્રોજન આયન H+ શરીરમાં મહત્વપૂર્ણ ગતિશીલ પ્રતિક્રિયાઓ/પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે. સહિત: જૈવિક ઓક્સિડેશનમાં, જે જીવંત કોષોને ઊર્જા સાથે પ્રદાન કરે છે, જૈવસંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાઓમાં, છોડમાં પ્રકાશસંશ્લેષણમાં, બેક્ટેરિયલ પ્રકાશસંશ્લેષણ અને નાઇટ્રોજન ફિક્સેશનમાં, એસિડ-બેઝ સંતુલન અને હોમિયોસ્ટેસિસ જાળવવામાં, પટલ પરિવહન પ્રક્રિયાઓમાં. કાર્બન અને ઓક્સિજન સાથે, તે કાર્યાત્મક અને રચના કરે છે માળખાકીય આધારજીવનની ઘટના.

સામયિક કોષ્ટકમાં તેની પોતાની વિશિષ્ટ સ્થિતિ છે, જે તે દર્શાવે છે તે ગુણધર્મોને પ્રતિબિંબિત કરે છે અને તેના વિશે બોલે છે. ઇલેક્ટ્રોનિક માળખું. જો કે, તે બધામાં એક ખાસ અણુ છે જે એક સાથે બે કોષોને રોકે છે. તે તત્વોના બે જૂથોમાં સ્થિત છે જે તેમના ગુણધર્મોમાં સંપૂર્ણપણે વિરુદ્ધ છે. આ હાઇડ્રોજન છે. આવા લક્ષણો તેને અનન્ય બનાવે છે.

હાઇડ્રોજન માત્ર એક તત્વ નથી, પણ એક સરળ પદાર્થ પણ છે ઘટકઘણા જટિલ સંયોજનો, બાયોજેનિક અને ઓર્ગેનોજેનિક તત્વ. તેથી, ચાલો તેની લાક્ષણિકતાઓ અને ગુણધર્મોને વધુ વિગતવાર ધ્યાનમાં લઈએ.

રાસાયણિક તત્વ તરીકે હાઇડ્રોજન

હાઇડ્રોજન એ જૂથ 1 તત્વ છે મુખ્ય પેટાજૂથ, તેમજ પ્રથમ નાના સમયગાળામાં મુખ્ય પેટાજૂથનો સાતમો જૂથ. આ સમયગાળામાં ફક્ત બે અણુઓનો સમાવેશ થાય છે: હિલીયમ અને તત્વ જે આપણે વિચારી રહ્યા છીએ. ચાલો સામયિક કોષ્ટકમાં હાઇડ્રોજનની સ્થિતિના મુખ્ય લક્ષણોનું વર્ણન કરીએ.

1. હાઇડ્રોજનની અણુ સંખ્યા 1 છે, ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સમાન છે, અને તે મુજબ, પ્રોટોનની સંખ્યા સમાન છે. અણુ સમૂહ- 1.00795. સમૂહ નંબર 1, 2, 3 સાથે આ તત્વના ત્રણ આઇસોટોપ્સ છે. જો કે, તેમાંના દરેકના ગુણધર્મો ખૂબ જ અલગ છે, કારણ કે હાઇડ્રોજન માટે એક દ્વારા પણ સમૂહમાં વધારો તરત જ બમણો છે.
2. હકીકત એ છે કે તે તેની બાહ્ય સપાટી પર માત્ર એક ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે તે તેને સફળતાપૂર્વક ઓક્સિડાઇઝિંગ અને ઘટાડવાના ગુણધર્મોને પ્રદર્શિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. વધુમાં, ઇલેક્ટ્રોનનું દાન કર્યા પછી, તે મુક્ત ભ્રમણકક્ષામાં રહે છે, જે દાતા-સ્વીકારની પદ્ધતિ અનુસાર રાસાયણિક બોન્ડની રચનામાં ભાગ લે છે.
3. હાઇડ્રોજન એક મજબૂત ઘટાડનાર એજન્ટ છે. તેથી, તેનું મુખ્ય સ્થાન મુખ્ય પેટાજૂથનું પ્રથમ જૂથ માનવામાં આવે છે, જ્યાં તે સૌથી વધુ સક્રિય ધાતુઓનું નેતૃત્વ કરે છે - આલ્કલી.
4. જો કે, જ્યારે ધાતુઓ જેવા મજબૂત ઘટાડતા એજન્ટો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ પણ બની શકે છે, જે ઇલેક્ટ્રોનને સ્વીકારે છે. આ સંયોજનોને હાઇડ્રાઇડ્સ કહેવામાં આવે છે. આ લક્ષણ અનુસાર, તે હેલોજનના પેટાજૂથનું નેતૃત્વ કરે છે જેની સાથે તે સમાન છે.
5. તેના ખૂબ જ નાના પરમાણુ દળને કારણે, હાઇડ્રોજનને સૌથી હલકો તત્વ માનવામાં આવે છે. વધુમાં, તેની ઘનતા પણ ખૂબ ઓછી છે, તેથી તે હળવાશ માટે પણ એક માપદંડ છે.

આમ, તે સ્પષ્ટ છે કે હાઇડ્રોજન પરમાણુ એક સંપૂર્ણપણે અનન્ય તત્વ છે, અન્ય તમામથી વિપરીત. પરિણામે, તેના ગુણધર્મો પણ વિશિષ્ટ છે, અને રચાયેલા સરળ અને જટિલ પદાર્થો ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ચાલો તેમને વધુ ધ્યાનમાં લઈએ.

સાદો પદાર્થ

જો આપણે વાત કરીએ આ તત્વપરમાણુ તરીકે, આપણે કહેવું જોઈએ કે તે ડાયટોમિક છે. એટલે કે, હાઇડ્રોજન (એક સરળ પદાર્થ) એક વાયુ છે. તેનું પ્રયોગમૂલક સૂત્ર H2 તરીકે લખવામાં આવશે, અને તેનું ગ્રાફિકલ સૂત્ર એક સિગ્મા H-H સંબંધ દ્વારા લખવામાં આવશે. અણુઓ વચ્ચે બોન્ડ નિર્માણની પદ્ધતિ સહસંયોજક બિનધ્રુવીય છે.

1. સ્ટીમ મિથેન રિફોર્મિંગ.
2. કોલ ગેસિફિકેશન - પ્રક્રિયામાં કોલસાને 1000 0 સે સુધી ગરમ કરવાનો સમાવેશ થાય છે, જેના પરિણામે હાઇડ્રોજન અને ઉચ્ચ-કાર્બન કોલસાની રચના થાય છે.
3. ઇલેક્ટ્રોલિસિસ. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ ફક્ત વિવિધ ક્ષારના જલીય દ્રાવણ માટે જ થઈ શકે છે, કારણ કે પીગળવાથી કેથોડ પર પાણીનો સ્ત્રાવ થતો નથી.

હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવા માટેની પ્રયોગશાળા પદ્ધતિઓ:

1. મેટલ હાઇડ્રાઇડ્સનું હાઇડ્રોલિસિસ.
2. સક્રિય ધાતુઓ અને મધ્યમ પ્રવૃત્તિ પર પાતળું એસિડની અસર.
3. પાણી સાથે આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા.

ઉત્પાદિત હાઇડ્રોજન એકત્રિત કરવા માટે, તમારે ટેસ્ટ ટ્યુબને ઊંધું પકડી રાખવું જોઈએ. છેવટે, આ ગેસ એ જ રીતે એકત્રિત કરી શકાતો નથી, ઉદાહરણ તરીકે, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ. આ હાઇડ્રોજન છે, તે હવા કરતાં ઘણું હળવું છે. તે ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે, અને જ્યારે હવા સાથે ભળી જાય છે ત્યારે તે મોટા પ્રમાણમાં વિસ્ફોટ થાય છે. તેથી, ટેસ્ટ ટ્યુબ ઊંધી હોવી જોઈએ. તેને ભર્યા પછી, તેને રબર સ્ટોપરથી બંધ કરવું આવશ્યક છે.

એકત્રિત હાઇડ્રોજનની શુદ્ધતા ચકાસવા માટે, તમારે ગરદન પર સળગતી મેચ લાવવી જોઈએ. જો તાળી નીરસ અને શાંત હોય, તો તેનો અર્થ એ છે કે ગેસ સ્વચ્છ છે, હવાની અશુદ્ધિઓ ઓછામાં ઓછી છે. જો તે મોટેથી અને સીટી વગાડે છે, તો તે ગંદા છે, જેમાં વિદેશી ઘટકોનો મોટો હિસ્સો છે.

ઉપયોગના વિસ્તારો

જ્યારે હાઇડ્રોજન સળગાવવામાં આવે છે, ત્યારે આટલી મોટી માત્રામાં ઉર્જા (ગરમી) છોડવામાં આવે છે કે આ ગેસ સૌથી વધુ નફાકારક બળતણ માનવામાં આવે છે. વધુમાં, તે પર્યાવરણને અનુકૂળ છે. જો કે, આજ સુધી આ ક્ષેત્રમાં તેની અરજી મર્યાદિત છે. આ શુદ્ધ હાઇડ્રોજનના સંશ્લેષણની ખોટી કલ્પના અને વણઉકેલાયેલી સમસ્યાઓને કારણે છે, જે રિએક્ટર, એન્જિન અને પોર્ટેબલ ઉપકરણો તેમજ રહેણાંક હીટિંગ બોઇલર્સમાં બળતણ તરીકે ઉપયોગ માટે યોગ્ય હશે.

છેવટે, આ ગેસના ઉત્પાદન માટેની પદ્ધતિઓ ખૂબ ખર્ચાળ છે, તેથી પ્રથમ તમારે એક ખાસ સંશ્લેષણ પદ્ધતિ વિકસાવવી જરૂરી છે. એક કે જે તમને મોટા જથ્થામાં અને ન્યૂનતમ કિંમતે ઉત્પાદન મેળવવાની મંજૂરી આપશે.

ત્યાં ઘણા મુખ્ય ક્ષેત્રો છે જેમાં આપણે જે ગેસનો વિચાર કરી રહ્યા છીએ તેનો ઉપયોગ થાય છે.

1. રાસાયણિક સંશ્લેષણ. હાઇડ્રોજનેશનનો ઉપયોગ સાબુ, માર્જરિન અને પ્લાસ્ટિકના ઉત્પાદન માટે થાય છે. હાઇડ્રોજનની ભાગીદારી સાથે, મિથેનોલ અને એમોનિયા, તેમજ અન્ય સંયોજનો, સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.
2. ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં - એડિટિવ E949 તરીકે.
3. ઉડ્ડયન ઉદ્યોગ (રોકેટ વિજ્ઞાન, એરક્રાફ્ટ ઉત્પાદન).
4. ઇલેક્ટ્રિક પાવર ઉદ્યોગ.
5. હવામાનશાસ્ત્ર.
6. પર્યાવરણને અનુકૂળ બળતણ.

દેખીતી રીતે, હાઇડ્રોજન તેટલું જ મહત્વપૂર્ણ છે જેટલું તે પ્રકૃતિમાં વિપુલ પ્રમાણમાં છે. તે બનાવે છે તે વિવિધ સંયોજનો વધુ મોટી ભૂમિકા ભજવે છે.

હાઇડ્રોજન સંયોજનો

આ હાઇડ્રોજન પરમાણુ ધરાવતા જટિલ પદાર્થો છે. આવા પદાર્થોના ઘણા મુખ્ય પ્રકારો છે.

1. હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સ. સામાન્ય સૂત્ર HHal છે. તેમની વચ્ચે ખાસ મહત્વ હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ છે. તે એક ગેસ છે જે પાણીમાં ઓગળીને સોલ્યુશન બનાવે છે હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ. લગભગ તમામ રાસાયણિક સંશ્લેષણમાં આ એસિડનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. તદુપરાંત, કાર્બનિક અને અકાર્બનિક બંને. હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ એ પ્રયોગમૂલક સૂત્ર HCL સાથેનું સંયોજન છે અને તે આપણા દેશમાં વાર્ષિક ધોરણે સૌથી વધુ ઉત્પાદિત છે. હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સમાં હાઇડ્રોજન આયોડાઇડ, હાઇડ્રોજન ફલોરાઇડ અને હાઇડ્રોજન બ્રોમાઇડનો પણ સમાવેશ થાય છે. તે બધા અનુરૂપ એસિડ બનાવે છે.
2. અસ્થિર લગભગ તે બધા તદ્દન છે ઝેરી વાયુઓ. ઉદાહરણ તરીકે, હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ, મિથેન, સિલેન, ફોસ્ફાઇન અને અન્ય. તે જ સમયે, તેઓ ખૂબ જ જ્વલનશીલ છે.
3. હાઇડ્રાઇડ્સ ધાતુઓ સાથે સંયોજનો છે. તેઓ ક્ષારના વર્ગના છે.
4. હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ: પાયા, એસિડ અને એમ્ફોટેરિક સંયોજનો. તેઓ આવશ્યકપણે હાઇડ્રોજન પરમાણુ ધરાવે છે, એક અથવા વધુ. ઉદાહરણ: NaOH, K 2, H 2 SO 4 અને અન્ય.
5. હાઇડ્રોજન હાઇડ્રોક્સાઇડ. આ સંયોજન પાણી તરીકે વધુ જાણીતું છે. બીજું નામ હાઇડ્રોજન ઓક્સાઇડ છે. પ્રયોગમૂલક સૂત્ર આના જેવો દેખાય છે - H 2 O.
6. હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ. આ એક મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે, જેનું સૂત્ર H 2 O 2 છે.
7. અસંખ્ય કાર્બનિક સંયોજનો: હાઇડ્રોકાર્બન, પ્રોટીન, ચરબી, લિપિડ્સ, વિટામિન્સ, હોર્મોન્સ, આવશ્યક તેલ અને અન્ય.

તે સ્પષ્ટ છે કે આપણે જે તત્વની વિચારણા કરી રહ્યા છીએ તેના સંયોજનોની વિવિધતા ઘણી મોટી છે. આ ફરી એકવાર પ્રકૃતિ અને મનુષ્યો તેમજ તમામ જીવંત પ્રાણીઓ માટે તેના ઉચ્ચ મહત્વની પુષ્ટિ કરે છે.

- આ શ્રેષ્ઠ દ્રાવક છે

ઉપર સૂચવ્યા મુજબ, આ પદાર્થનું સામાન્ય નામ પાણી છે. બે હાઇડ્રોજન પરમાણુ અને એક ઓક્સિજનનો સમાવેશ થાય છે, જે સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા એકસાથે જોડાયેલા છે ધ્રુવીય બોન્ડ. પાણીના પરમાણુ એ દ્વિધ્રુવ છે, આ તે દર્શાવે છે તે ઘણા ગુણધર્મો સમજાવે છે. ખાસ કરીને, તે સાર્વત્રિક દ્રાવક છે.

તે જળચર વાતાવરણમાં છે કે લગભગ તમામ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ થાય છે. જીવંત સજીવોમાં પ્લાસ્ટિક અને ઊર્જા ચયાપચયની આંતરિક પ્રતિક્રિયાઓ પણ હાઇડ્રોજન ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે.

પાણીને યોગ્ય રીતે પૃથ્વી પરનો સૌથી મહત્વપૂર્ણ પદાર્થ માનવામાં આવે છે. તે જાણીતું છે કે કોઈપણ જીવંત જીવ તેના વિના જીવી શકતો નથી. પૃથ્વી પર તે એકત્રીકરણની ત્રણ સ્થિતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે:

• પ્રવાહી
• ગેસ (વરાળ);
• નક્કર (બરફ).

પરમાણુમાં સમાવિષ્ટ હાઇડ્રોજનના આઇસોટોપના આધારે, ત્રણ પ્રકારના પાણીને અલગ પાડવામાં આવે છે.

1. પ્રકાશ અથવા પ્રોટિયમ. સમૂહ નંબર 1 સાથેનો આઇસોટોપ. ફોર્મ્યુલા - H 2 O. આ સામાન્ય સ્વરૂપ છે જેનો ઉપયોગ તમામ જીવો કરે છે.
2. ડ્યુટેરિયમ અથવા ભારે, તેનું સૂત્ર D 2 O છે. આઇસોટોપ 2 H ધરાવે છે.
3. સુપર હેવી અથવા ટ્રીટિયમ. સૂત્ર T 3 O, આઇસોટોપ - 3 H જેવું દેખાય છે.

ગ્રહ પર તાજા પ્રોટિયમ પાણીનો ભંડાર ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ઘણા દેશોમાં તેની પહેલેથી જ અછત છે. પીવાના પાણીના ઉત્પાદન માટે ખારા પાણીને ટ્રીટ કરવા માટેની પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં આવી રહી છે.

હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ એક સાર્વત્રિક ઉપાય છે

આ સંયોજન, ઉપર જણાવ્યા મુજબ, એક ઉત્તમ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે. જો કે, મજબૂત પ્રતિનિધિઓ સાથે તે પુનઃસ્થાપિત કરનાર તરીકે પણ વર્તે છે. વધુમાં, તેની ઉચ્ચારણ બેક્ટેરિયાનાશક અસર છે.

આ સંયોજનનું બીજું નામ પેરોક્સાઇડ છે. તે આ સ્વરૂપમાં છે કે તેનો ઉપયોગ દવામાં થાય છે. પ્રશ્નમાં રહેલા સંયોજનના સ્ફટિકીય હાઇડ્રેટનું 3% સોલ્યુશન એ એક તબીબી દવા છે જેનો ઉપયોગ નાના ઘાને જંતુનાશક કરવાના હેતુથી સારવાર માટે કરવામાં આવે છે. જો કે, તે સાબિત થયું છે કે આ ઘાના હીલિંગ સમયને વધારે છે.

હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડનો ઉપયોગ રોકેટ ઇંધણમાં, ઉદ્યોગોમાં જીવાણુ નાશકક્રિયા અને વિરંજન માટે અને યોગ્ય સામગ્રી (ઉદાહરણ તરીકે, ફીણ) ના ઉત્પાદન માટે ફોમિંગ એજન્ટ તરીકે પણ થાય છે. વધુમાં, પેરોક્સાઇડ માછલીઘરને સાફ કરવામાં, વાળને બ્લીચ કરવામાં અને દાંતને સફેદ કરવામાં મદદ કરે છે. જો કે, તે પેશીઓને નુકસાન પહોંચાડે છે, તેથી આ હેતુઓ માટે નિષ્ણાતો દ્વારા તેની ભલામણ કરવામાં આવતી નથી.

હાઇડ્રોજન એક રાસાયણિક તત્વ છે જેનું પ્રતીક H અને છે અણુ સંખ્યા 1. લગભગ 1.008 ના પ્રમાણભૂત અણુ વજન સાથે, હાઇડ્રોજન એ સૌથી હલકો તત્વ છે સામયિક કોષ્ટક. તેનું મોનોટોમિક સ્વરૂપ (H) બ્રહ્માંડમાં સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં રાસાયણિક છે, જે કુલ બેરીયન સમૂહના આશરે 75% હિસ્સો ધરાવે છે. તારાઓ મુખ્યત્વે પ્લાઝ્મા અવસ્થામાં હાઇડ્રોજનથી બનેલા હોય છે. હાઇડ્રોજનનો સૌથી સામાન્ય આઇસોટોપ, જેને પ્રોટિયમ કહેવાય છે (આ નામ ભાગ્યે જ વપરાય છે, પ્રતીક 1H), તેમાં એક પ્રોટોન છે અને ન્યુટ્રોન નથી. સર્વવ્યાપક દેખાવ અણુ હાઇડ્રોજનપ્રથમ પુનઃસંયોજન યુગ દરમિયાન થયું હતું. પ્રમાણભૂત તાપમાન અને દબાણમાં, હાઇડ્રોજન એ મોલેક્યુલર ફોર્મ્યુલા H2 સાથે રંગહીન, ગંધહીન, સ્વાદહીન, બિન-ઝેરી, બિન-ધાતુ, જ્વલનશીલ ડાયટોમિક ગેસ છે. કારણ કે હાઇડ્રોજન સહેલાઈથી સહસંયોજક બોન્ડ બનાવે છે બિન-ધાતુ તત્વો, પૃથ્વી પર મોટાભાગના હાઇડ્રોજન પાણી અથવા કાર્બનિક સંયોજનો જેવા પરમાણુ સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. હાઇડ્રોજન ખાસ કરીને ભજવે છે મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકાએસિડ-બેઝ પ્રતિક્રિયાઓમાં કારણ કે મોટાભાગની એસિડ-આધારિત પ્રતિક્રિયાઓમાં દ્રાવ્ય અણુઓ વચ્ચે પ્રોટોનનું વિનિમય સામેલ છે. IN આયનીય સંયોજનો, હાઇડ્રોજન નકારાત્મક ચાર્જ (એટલે ​​​​કે, એનિઓન) નું સ્વરૂપ લઈ શકે છે, જ્યાં તેને હાઈડ્રાઈડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અથવા હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ (એટલે ​​​​કે, કેશન) સ્વરૂપ તરીકે, H+ પ્રતીક દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. હાઇડ્રોજન કેશનને સાદા પ્રોટોનના બનેલા તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે, પરંતુ વાસ્તવમાં આયનીય સંયોજનોમાં હાઇડ્રોજન કેશન હંમેશા વધુ જટિલ હોય છે. એકમાત્ર તટસ્થ અણુ તરીકે કે જેના માટે શ્રોડિન્જર સમીકરણ વિશ્લેષણાત્મક રીતે ઉકેલી શકાય છે, હાઇડ્રોજન (એટલે ​​​​કે, તેના અણુના ઊર્જા અને બંધનનો અભ્યાસ) એ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના વિકાસમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવી હતી. હાઇડ્રોજન ગેસ સૌપ્રથમ 16મી સદીની શરૂઆતમાં ધાતુઓ સાથે એસિડની પ્રતિક્રિયા કરીને કૃત્રિમ રીતે બનાવવામાં આવ્યો હતો. 1766-81 માં. હેનરી કેવેન્ડિશ એ સૌપ્રથમ ઓળખી કાઢ્યું હતું કે હાઇડ્રોજન ગેસ એક અલગ પદાર્થ છે, અને જ્યારે તેને બાળવામાં આવે ત્યારે તે પાણી ઉત્પન્ન કરે છે, તેને તેનું નામ આપ્યું: ગ્રીકમાં, હાઇડ્રોજનનો અર્થ "પાણી ઉત્પાદક" થાય છે. ઔદ્યોગિક હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનમાં મુખ્યત્વે કુદરતી ગેસનું વરાળ રૂપાંતર અને ઓછા સામાન્ય રીતે, વધુ ઊર્જા-સઘન પદ્ધતિઓ જેમ કે પાણીના વિદ્યુત વિચ્છેદનનો સમાવેશ થાય છે. મોટા ભાગના હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ જ્યાં તે ઉત્પન્ન થાય છે તેની નજીક થાય છે, જેમાં બે સૌથી સામાન્ય ઉપયોગો અશ્મિભૂત ઇંધણ પ્રક્રિયા (જેમ કે હાઇડ્રોક્રેકીંગ) અને એમોનિયા ઉત્પાદન છે, મુખ્યત્વે ખાતર બજાર માટે. ધાતુશાસ્ત્રમાં હાઇડ્રોજન એ ચિંતાનો વિષય છે કારણ કે તે ઘણી ધાતુઓને બરડ બનાવી શકે છે, જે પાઇપલાઇન્સ અને સ્ટોરેજ ટાંકીઓની ડિઝાઇનને મુશ્કેલ બનાવે છે.

ગુણધર્મો

દહન

હાઇડ્રોજન ગેસ (ડાઇહાઇડ્રોજન અથવા મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજન) એક જ્વલનશીલ ગેસ છે જે 4% થી 75% સુધીની સાંદ્રતાની વિશાળ શ્રેણીમાં હવામાં બળી જશે. કમ્બશનની એન્થાલ્પી 286 kJ/mol છે:

2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (l) + 572 kJ (286 kJ/mol)

હાઇડ્રોજન ગેસ 4-74% સુધીની સાંદ્રતામાં હવા સાથે અને 5.95% સુધીની સાંદ્રતામાં ક્લોરિન સાથે વિસ્ફોટક મિશ્રણ બનાવે છે. વિસ્ફોટક પ્રતિક્રિયાઓ સ્પાર્ક, ગરમી અથવા સૂર્યપ્રકાશને કારણે થઈ શકે છે. હાઇડ્રોજનનું સ્વયંસંચાલિત તાપમાન, તે તાપમાન કે જેના પર તે હવામાં સ્વયંભૂ સળગે છે, તે 500 °C (932 °F) છે. શુદ્ધ હાઇડ્રોજન-ઓક્સિજન જ્વાળાઓ બહાર નીકળે છે અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગઅને ઉચ્ચ ઓક્સિજન મિશ્રણ સાથે તે નરી આંખે લગભગ અદ્રશ્ય હોય છે, જેમ કે મુખ્ય એન્જિનના ઝાંખા પ્લુમ દ્વારા પુરાવા મળે છે. સ્પેસ શટલસ્પેસ શટલ સોલિડ રોકેટ બૂસ્ટરના અત્યંત દૃશ્યમાન પ્લુમની સરખામણીમાં, જે એમોનિયમ પરક્લોરેટ કમ્પોઝિટનો ઉપયોગ કરે છે. બર્નિંગ હાઇડ્રોજન લીકને શોધવા માટે ફ્લેમ ડિટેક્ટરની જરૂર પડી શકે છે; આવા લિક ખૂબ જોખમી હોઈ શકે છે. હાઇડ્રોજન જ્યોત અન્ય પરિસ્થિતિઓમાં વાદળી હોય છે, અને કુદરતી ગેસની વાદળી જ્યોત જેવી હોય છે. એરશીપ "હિંડનબર્ગ" નું મૃત્યુ દુઃખદ છે પ્રખ્યાત ઉદાહરણહાઇડ્રોજન બર્નિંગ, અને આ બાબત હજુ પણ ચર્ચા હેઠળ છે. આ ઘટનામાં દેખાતી નારંગી જ્વાળાઓ એરશીપની ત્વચામાંથી કાર્બન સંયોજનો સાથે હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનના મિશ્રણના સંપર્કમાં આવવાને કારણે થઈ હતી. H2 દરેક ઓક્સિડાઇઝિંગ તત્વ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. હાઇડ્રોજન ઓરડાના તાપમાને ક્લોરિન અને ફ્લોરિન સાથે સ્વયંભૂ પ્રતિક્રિયા આપીને અનુરૂપ હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સ બનાવે છે, હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડઅને હાઇડ્રોજન ફલોરાઇડ, જે સંભવિત જોખમી એસિડ પણ છે.

ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જા સ્તરો

હાઇડ્રોજન અણુમાં ઇલેક્ટ્રોનનું ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ એનર્જી લેવલ −13.6 eV છે, જે લગભગ 91 nm ની તરંગલંબાઇ સાથે અલ્ટ્રાવાયોલેટ ફોટોનની સમકક્ષ છે. ઊર્જા સ્તરોહાઇડ્રોજનની ગણતરી અણુના બોહર મોડલનો ઉપયોગ કરીને તદ્દન સચોટ રીતે કરી શકાય છે, જે ઇલેક્ટ્રોનને "ઓર્બિટલ" પ્રોટોન તરીકે કલ્પના કરે છે, જે તેના સમાન છે. પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષાસૂર્ય. જો કે, અણુ ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળ દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવે છે, જ્યારે ગ્રહો અને અવકાશી પદાર્થો ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવે છે. બોહર દ્વારા પ્રારંભિક ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સમાં અનુમાનિત કોણીય મોમેન્ટમના વિવેકીકરણને કારણે, બોહરના મોડેલમાં ઇલેક્ટ્રોન માત્ર પ્રોટોનથી અમુક અનુમતિપાત્ર અંતરો પર કબજો કરી શકે છે અને તેથી માત્ર અમુક સ્વીકાર્ય ઊર્જા જ ધરાવે છે. હાઇડ્રોજન અણુનું વધુ સચોટ વર્ણન સંપૂર્ણપણે ક્વોન્ટમ મિકેનિકલ ટ્રીટમેન્ટમાંથી આવે છે, જે પ્રોટોનની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોનની સંભાવના ઘનતાના વિતરણની ગણતરી કરવા માટે શ્રોડિંગર સમીકરણ, ડિરાક સમીકરણ અથવા તો ફેનમેન ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટનો ઉપયોગ કરે છે. સૌથી અત્યાધુનિક પ્રક્રિયા પદ્ધતિઓ ખાસ સાપેક્ષતા અને વેક્યૂમ ધ્રુવીકરણની નાની અસરો પેદા કરી શકે છે. ક્વોન્ટમ મશીનિંગમાં, ગ્રાઉન્ડ-સ્ટેટ હાઈડ્રોજન અણુમાં ઈલેક્ટ્રોનમાં બિલકુલ ટોર્ક હોતો નથી, જે દર્શાવે છે કે કેવી રીતે "ગ્રહોની ભ્રમણકક્ષા" ઈલેક્ટ્રોન ગતિથી અલગ છે.

પ્રાથમિક પરમાણુ સ્વરૂપો

ડાયટોમિક હાઇડ્રોજન પરમાણુઓના બે અલગ અલગ સ્પિન આઇસોમર્સ છે, જે તેમના મધ્યવર્તી કેન્દ્રના સંબંધિત સ્પિનમાં અલગ છે. ઓર્થોહાઈડ્રોજન સ્વરૂપમાં, બે પ્રોટોનના સ્પિન સમાંતર હોય છે અને 1 (1/2 + 1/2) ના મોલેક્યુલર સ્પિન ક્વોન્ટમ નંબર સાથે ત્રિપુટી સ્થિતિ બનાવે છે; પેરાહાઈડ્રોજનના સ્વરૂપમાં, સ્પિન સમાંતર હોય છે અને 0 (1/2 1/2) ની મોલેક્યુલર સ્પિન ક્વોન્ટમ નંબર સાથે સિંગલટ બનાવે છે. પ્રમાણભૂત તાપમાન અને દબાણ પર, હાઇડ્રોજન ગેસ લગભગ 25% પેરા ફોર્મ અને 75% ઓર્થો ફોર્મ ધરાવે છે, જેને "સામાન્ય સ્વરૂપ" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. ઓર્થોહાઈડ્રોજન અને પેરાહાઈડ્રોજનનો સંતુલન ગુણોત્તર તાપમાન પર આધાર રાખે છે, પરંતુ ઓર્થો ફોર્મ એક ઉત્તેજિત અવસ્થા છે અને પેરા ફોર્મ કરતાં વધુ ઉર્જા ધરાવે છે, તે અસ્થિર છે અને તેને શુદ્ધ કરી શકાતું નથી. ખૂબ નીચા તાપમાને, સંતુલન અવસ્થામાં લગભગ ફક્ત પેરા સ્વરૂપનો સમાવેશ થાય છે. થર્મલ ગુણધર્મોશુદ્ધ પેરાહાઈડ્રોજનના પ્રવાહી અને ગેસ તબક્કાઓ ગુણધર્મોથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ પડે છે સામાન્ય આકારરોટેશનલ હીટ કેપેસિટીમાં તફાવતને કારણે, જેની હાઇડ્રોજનના સ્પિન આઇસોમર્સમાં વધુ વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવી છે. ઓર્થો/જોડીનો ભેદ અન્ય હાઇડ્રોજન ધરાવતા અણુઓ અથવા પાણી અને મિથાઈલીન જેવા કાર્યાત્મક જૂથોમાં પણ જોવા મળે છે, પરંતુ તેમના થર્મલ ગુણધર્મો માટે આનું બહુ ઓછું મહત્વ છે. વધતા તાપમાન સાથે પેરા અને ઓર્થો એચ 2 વચ્ચે અનકેટાલાઈઝ્ડ ઇન્ટરકન્વર્ઝન વધે છે; આમ, ઝડપથી કન્ડેન્સ્ડ H2 માં ઉચ્ચ ઉર્જા ઓર્થોગોનલ સ્વરૂપની મોટી માત્રા હોય છે, જે ખૂબ જ ધીરે ધીરે પેરા સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત થાય છે. કન્ડેન્સ્ડ H2 નો ઓર્થો/વરાળ ગુણોત્તર પ્રવાહી હાઇડ્રોજનની તૈયારી અને સંગ્રહમાં એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે: ઓર્થોમાંથી વરાળમાં રૂપાંતર એક્ઝોથર્મિક છે અને કેટલાક હાઇડ્રોજન પ્રવાહીને બાષ્પીભવન કરવા માટે પૂરતી ગરમી પ્રદાન કરે છે, પરિણામે લિક્વિફાઇડ સામગ્રીનું નુકસાન થાય છે. ઓર્થો-પેરા રૂપાંતર માટે ઉત્પ્રેરક જેમ કે આયર્ન ઓક્સાઇડ, સક્રિય કાર્બન, પ્લેટિનાઇઝ્ડ એસ્બેસ્ટોસ, દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓ, યુરેનિયમ સંયોજનો, ક્રોમિયમ ઓક્સાઇડ અથવા કેટલાક નિકલ સંયોજનોનો ઉપયોગ હાઇડ્રોજન ઠંડક હેઠળ થાય છે.

તબક્કાઓ

હાઇડ્રોજન ગેસ

પ્રવાહી હાઇડ્રોજન

કાદવ હાઇડ્રોજન

ઘન હાઇડ્રોજન

મેટાલિક હાઇડ્રોજન

જોડાણો

સહસંયોજક અને કાર્બનિક સંયોજનો

જ્યારે H2 પ્રમાણભૂત પરિસ્થિતિઓમાં ખૂબ પ્રતિક્રિયાશીલ નથી, તે મોટાભાગના તત્વો સાથે સંયોજનો બનાવે છે. હાઇડ્રોજન વધુ ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ તત્વો સાથે સંયોજનો બનાવી શકે છે, જેમ કે હેલોજન (દા.ત. F, Cl, Br, I) અથવા ઓક્સિજન; આ સંયોજનોમાં, હાઇડ્રોજન આંશિક સ્વીકારે છે હકારાત્મક ચાર્જ. જ્યારે ફ્લોરિન, ઓક્સિજન અથવા નાઇટ્રોજન સાથે જોડાય છે, ત્યારે હાઇડ્રોજન અન્ય સમાન અણુઓના હાઇડ્રોજન સાથે મધ્યમ-શક્તિના બિન-સહસંયોજક બંધના સ્વરૂપમાં ભાગ લઈ શકે છે, જે હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગ તરીકે ઓળખાતી ઘટના છે. નિર્ણાયકઘણા જૈવિક અણુઓની સ્થિરતા માટે. હાઇડ્રોજન ઓછા ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ તત્વો જેવા કે ધાતુઓ અને મેટાલોઇડ્સ સાથે સંયોજનો પણ બનાવે છે, જ્યાં તે આંશિક નકારાત્મક ચાર્જ લે છે. આ સંયોજનો ઘણીવાર હાઇડ્રાઇડ્સ તરીકે ઓળખાય છે. હાઇડ્રોજન કાર્બન સાથે વિવિધ પ્રકારના સંયોજનો બનાવે છે, જેને હાઇડ્રોકાર્બન કહેવામાં આવે છે, અને હેટરોએટોમ્સ સાથેના સંયોજનોની પણ મોટી વિવિધતા, જે તેમના કારણે સામાન્ય સંચારજીવંત વસ્તુઓ સાથે કાર્બનિક સંયોજનો કહેવાય છે. તેમના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ એ કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રનો વિષય છે, અને જીવંત સજીવોના સંદર્ભમાં તેમનો અભ્યાસ બાયોકેમિસ્ટ્રી તરીકે ઓળખાય છે. કેટલીક વ્યાખ્યાઓ દ્વારા, "ઓર્ગેનિક" સંયોજનોમાં માત્ર કાર્બન હોવો જોઈએ. જો કે, તેમાંના મોટાભાગનામાં હાઇડ્રોજન પણ હોય છે, અને કારણ કે તે કાર્બન-હાઇડ્રોજન બોન્ડ છે જે સંયોજનોના આ વર્ગને તેમની મોટાભાગની ચોક્કસ રાસાયણિક લાક્ષણિકતાઓ આપે છે, રસાયણશાસ્ત્રમાં "ઓર્ગેનિક" શબ્દની કેટલીક વ્યાખ્યાઓમાં કાર્બન-હાઇડ્રોજન બોન્ડ જરૂરી છે. લાખો હાઇડ્રોકાર્બન જાણીતા છે, અને તે સામાન્ય રીતે જટિલ કૃત્રિમ માર્ગો દ્વારા રચાય છે જેમાં ભાગ્યે જ એલિમેન્ટલ હાઇડ્રોજનનો સમાવેશ થાય છે.

હાઇડ્રાઇડ્સ

હાઇડ્રોજન સંયોજનોને ઘણીવાર હાઇડ્રાઇડ્સ કહેવામાં આવે છે. શબ્દ "હાઇડ્રાઇડ" ધારે છે કે H અણુએ નકારાત્મક અથવા એનિઓનિક અક્ષર ધારણ કર્યું છે, H- નિયુક્ત, અને જ્યારે હાઇડ્રોજન વધુ ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ તત્વ સાથે સંયોજન બનાવે છે ત્યારે તેનો ઉપયોગ થાય છે. 1916માં ગિલ્બર્ટ એન. લુઈસ દ્વારા જૂથ 1 અને 2 ના મીઠાવાળા હાઈડ્રાઈડ્સ માટે પ્રસ્તાવિત હાઈડ્રાઈડ એનિઓનનું અસ્તિત્વ 1920માં મોઈર્સ દ્વારા પીગળેલા લિથિયમ હાઈડ્રાઈડ (LiH) ના વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું હતું, જેમાં હાઈડ્રોજનનો સ્ટોઈકિયોમેટ્રિક જથ્થો ઉત્પન્ન થયો હતો. એનોડ ગ્રુપ 1 અને 2 ધાતુઓ સિવાયના હાઈડ્રાઈડ્સ માટે, હાઈડ્રોજનની ઓછી ઈલેક્ટ્રોનગેટિવિટી જોતાં આ શબ્દ ભ્રામક છે. જૂથ 2 હાઇડ્રાઇડ્સનો અપવાદ BeH2 છે, જે પોલિમરીક છે. લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડમાં, AlH-4 આયન હાઇડ્રાઇડ કેન્દ્રો ધરાવે છે જે Al(III) સાથે નિશ્ચિતપણે જોડાયેલ છે. જોકે હાઈડ્રાઈડ્સ લગભગ તમામ મુખ્ય જૂથ તત્વોમાં રચાઈ શકે છે, સંભવિત સંયોજનોની સંખ્યા અને સંયોજન મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે; ઉદાહરણ તરીકે, 100 થી વધુ બાઈનરી બોરેન હાઈડ્રાઈડ અને માત્ર એક બાઈનરી એલ્યુમિનિયમ હાઈડ્રાઈડ જાણીતું છે. દ્વિસંગી ઇન્ડિયમ હાઇડ્રાઇડની હજુ સુધી ઓળખ કરવામાં આવી નથી, જો કે મોટા સંકુલ અસ્તિત્વમાં છે. IN અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રહાઇડ્રાઇડ્સ બ્રિજિંગ લિગાન્ડ્સ તરીકે પણ કામ કરી શકે છે જે સંકલન સંકુલમાં બે ધાતુ કેન્દ્રોને જોડે છે. આ કાર્ય ખાસ કરીને જૂથ 13 તત્વોની લાક્ષણિકતા છે, ખાસ કરીને બોરેન્સ (બોરોન હાઇડ્રાઇડ્સ) અને એલ્યુમિનિયમ કોમ્પ્લેક્સમાં, તેમજ ક્લસ્ટર્ડ કાર્બોરેન્સમાં.

પ્રોટોન અને એસિડ

હાઇડ્રોજનનું ઓક્સિડેશન તેના ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરે છે અને H+ ઉત્પન્ન કરે છે, જેમાં કોઈ ઇલેક્ટ્રોન અને ન્યુક્લિયસ હોતું નથી જેમાં સામાન્ય રીતે એક પ્રોટોન હોય છે. તેથી જ H+ ને ઘણીવાર પ્રોટોન કહેવામાં આવે છે. આ પ્રજાતિ એસિડની ચર્ચામાં કેન્દ્રિય છે. બ્રોન્સ્ટેડ-લોરી સિદ્ધાંત મુજબ, એસિડ પ્રોટોન દાતા છે અને પાયા પ્રોટોન સ્વીકારનાર છે. એકદમ પ્રોટોન, H+, તેના કારણે દ્રાવણમાં અથવા આયનીય સ્ફટિકોમાં અસ્તિત્વમાં નથી અનિવાર્ય આકર્ષણઇલેક્ટ્રોન સાથે અન્ય અણુઓ અથવા પરમાણુઓ માટે. પ્લાઝ્મા સાથે સંકળાયેલ ઊંચા તાપમાન સિવાય, આવા પ્રોટોન અણુઓ અને પરમાણુઓના ઇલેક્ટ્રોન વાદળોમાંથી દૂર કરી શકાતા નથી અને તેમની સાથે જોડાયેલા રહેશે. જો કે, "પ્રોટોન" શબ્દનો ઉપયોગ કેટલીકવાર આ રીતે અન્ય પ્રજાતિઓ સાથે જોડાયેલ સકારાત્મક ચાર્જ્ડ અથવા કેશનિક હાઇડ્રોજનનો સંદર્ભ આપવા માટે રૂપકાત્મક રીતે કરવામાં આવે છે, અને જેમ કે કોઈપણ વ્યક્તિગત પ્રોટોન એક પ્રજાતિ તરીકે મુક્તપણે અસ્તિત્વમાં છે તેવા કોઈ પણ સૂચિતાર્થ વિના તેને "H+" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. દ્રાવણમાં નગ્ન "સોલ્વેટેડ પ્રોટોન" ના દેખાવને ટાળવા માટે, એસિડિક જલીય દ્રાવણમાં ક્યારેક "હાઇડ્રોનિયમ આયન" (H3O+) તરીકે ઓળખાતી ઓછી અસંભવિત કાલ્પનિક પ્રજાતિઓ હોવાનું માનવામાં આવે છે. જો કે, આ કિસ્સામાં પણ, આવા સોલ્વેટેડ હાઇડ્રોજન કેશન્સ વધુ વાસ્તવિક રીતે સંગઠિત ક્લસ્ટર તરીકે જોવામાં આવે છે જે H9O+4 ની નજીકની પ્રજાતિઓ બનાવે છે. જ્યારે પાણી અન્ય દ્રાવકો સાથે એસિડિક દ્રાવણમાં હોય ત્યારે અન્ય ઓક્સોનિયમ આયનો જોવા મળે છે. પૃથ્વી પર તેના વિચિત્ર દેખાવ હોવા છતાં, બ્રહ્માંડમાં સૌથી સામાન્ય આયનોમાંનો એક H+3 છે, જે પ્રોટોનેટેડ મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજન અથવા ટ્રાઇહાઇડ્રોજન કેશન તરીકે ઓળખાય છે.

આઇસોટોપ્સ

હાઇડ્રોજનમાં કુદરતી રીતે બનતા ત્રણ આઇસોટોપ છે, નિયુક્ત 1H, 2H અને 3H. અન્ય, અત્યંત અસ્થિર ન્યુક્લી (4H થી 7H) પ્રયોગશાળામાં સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યા છે પરંતુ પ્રકૃતિમાં જોવા મળ્યા નથી. 1H એ 99.98% થી વધુની વિપુલતા સાથે હાઇડ્રોજનનો સૌથી વધુ વિપુલ આઇસોટોપ છે. કારણ કે આ આઇસોટોપના ન્યુક્લિયસમાં માત્ર એક પ્રોટોન હોય છે, તેને વર્ણનાત્મક પરંતુ ભાગ્યે જ ઔપચારિક નામ પ્રોટિયમ આપવામાં આવે છે. 2H, હાઇડ્રોજનનો બીજો સ્થિર આઇસોટોપ, ડ્યુટેરિયમ તરીકે ઓળખાય છે અને તેના ન્યુક્લિયસમાં એક પ્રોટોન અને એક ન્યુટ્રોન ધરાવે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે બ્રહ્માંડના તમામ ડ્યુટેરિયમનું નિર્માણ દરમિયાન થયું હતું મોટા ધડાકાઅને તે સમયથી અત્યાર સુધી અસ્તિત્વમાં છે. ડ્યુટેરિયમ એ કિરણોત્સર્ગી તત્વ નથી અને તે નોંધપાત્ર ઝેરી જોખમ ઊભું કરતું નથી. સામાન્ય હાઇડ્રોજનને બદલે ડ્યુટેરિયમનો સમાવેશ કરતા પરમાણુઓથી સમૃદ્ધ પાણીને ભારે પાણી કહેવામાં આવે છે. ડ્યુટેરિયમ અને તેના સંયોજનોનો ઉપયોગ બિન-કિરણોત્સર્ગી ટ્રેસર તરીકે થાય છે રાસાયણિક પ્રયોગોઅને 1H-NMR સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી માટે સોલવન્ટ્સમાં. પરમાણુ રિએક્ટર માટે ન્યુટ્રોન મોડરેટર અને શીતક તરીકે ભારે પાણીનો ઉપયોગ થાય છે. ડ્યુટેરિયમ પણ વ્યાપારી માટે સંભવિત બળતણ છે ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન. 3H ટ્રીટિયમ તરીકે ઓળખાય છે અને ન્યુક્લિયસમાં એક પ્રોટોન અને બે ન્યુટ્રોન ધરાવે છે. તે કિરણોત્સર્ગી છે, 12.32 વર્ષનાં અર્ધ જીવન સાથે બીટા સડો દ્વારા હિલીયમ-3માં ક્ષીણ થાય છે. તે એટલું કિરણોત્સર્ગી છે કે તેનો ઉપયોગ તેજસ્વી પેઇન્ટમાં થઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, તે તેજસ્વી ડાયલ્સ સાથે ઘડિયાળો બનાવવામાં ઉપયોગી બનાવે છે. કાચ નાની માત્રામાં રેડિયેશનને બહાર નીકળતા અટકાવે છે. જ્યારે કોસ્મિક કિરણો વાતાવરણીય વાયુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે ત્યારે ટ્રીટિયમની થોડી માત્રા કુદરતી રીતે રચાય છે; ટ્રીટિયમ પણ પરીક્ષણ દરમિયાન બહાર પાડવામાં આવ્યું હતું પરમાણુ શસ્ત્રો. તેનો ઉપયોગ આઇસોટોપ જીઓકેમિસ્ટ્રીના સૂચક તરીકે અને વિશિષ્ટ સ્વ-સંચાલિત લાઇટિંગ ઉપકરણોમાં ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓમાં થાય છે. ટ્રીટિયમનો ઉપયોગ કિરણોત્સર્ગી ટ્રેસર તરીકે રાસાયણિક અને જૈવિક ટેગિંગ પ્રયોગોમાં પણ કરવામાં આવ્યો છે. હાઇડ્રોજન એક માત્ર તત્વ છે જે ધરાવે છે વિવિધ નામોતેના આઇસોટોપ્સ માટે, જેનો આજે વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. રેડિયોએક્ટિવિટીના પ્રારંભિક અભ્યાસ દરમિયાન, વિવિધ ભારે કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ આપવામાં આવ્યા હતા યોગ્ય નામો, પરંતુ ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રીટિયમના અપવાદ સિવાય હવે આવા નામોનો ઉપયોગ થતો નથી. ડી અને ટી (2H અને 3H ને બદલે) ચિહ્નો કેટલીકવાર ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રીટિયમ માટે વપરાય છે, પરંતુ પ્રોટિયમ P માટે અનુરૂપ પ્રતીકનો ઉપયોગ પહેલાથી જ ફોસ્ફરસ માટે થાય છે અને તેથી તે પ્રોટિયમ માટે ઉપલબ્ધ નથી. તેના નામકરણ માર્ગદર્શિકામાં, આંતરરાષ્ટ્રીય સંઘશુદ્ધ અને લાગુ રસાયણશાસ્ત્ર D, T, 2H અને 3H કોઈપણ પ્રતીકોનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે, જો કે 2H અને 3H પસંદ કરવામાં આવે છે. એન્ટિમ્યુઅન અને ઈલેક્ટ્રોનનો સમાવેશ કરતું વિદેશી પરમાણુ મ્યુઓનિયમ (પ્રતીક Mu) ક્યારેક એન્ટિમ્યુઅન અને ઈલેક્ટ્રોન વચ્ચેના સામૂહિક તફાવતને કારણે હાઈડ્રોજનનો પ્રકાશ રેડિયોઆઈસોટોપ પણ માનવામાં આવે છે, જેની શોધ 1960માં થઈ હતી. મ્યુઓનના જીવનકાળ દરમિયાન, 2.2 μs, મ્યુઓનિયમને અનુક્રમે હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ અને સોડિયમ હાઇડ્રાઇડ જેવા મ્યુઓનિયમ ક્લોરાઇડ (MuCl) અથવા સોડિયમ મ્યુઓનાઇડ (NaMu) જેવા સંયોજનોમાં સમાવી શકાય છે.

વાર્તા

ઓપનિંગ અને યુઝ

1671 માં, રોબર્ટ બોયલે વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા શોધી કાઢી અને તેનું વર્ણન કર્યું આયર્ન ફાઇલિંગઅને એસિડને પાતળું કરે છે, જે હાઇડ્રોજન ગેસ ઉત્પન્ન કરે છે. 1766માં, હેનરી કેવેન્ડિશ એ હાઇડ્રોજન ગેસને એક અલગ પદાર્થ તરીકે ઓળખનાર સૌપ્રથમ વ્યક્તિ હતા, જે તેની મેટલ-એસિડ પ્રતિક્રિયાને કારણે ગેસને "જ્વલનશીલ હવા" કહે છે. તેમણે સિદ્ધાંત આપ્યો હતો કે "જ્વલનશીલ હવા" "ફ્લોજિસ્ટન" નામના કાલ્પનિક પદાર્થ સાથે વર્ચ્યુઅલ રીતે સમાન છે અને 1781 માં ફરીથી શોધ્યું કે જ્યારે બળી જાય ત્યારે ગેસ પાણી ઉત્પન્ન કરે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે તેમણે જ હાઇડ્રોજનને તત્વ તરીકે શોધ્યું હતું. 1783 માં, એન્ટોઈન લેવોઇસિયરે તત્વને હાઇડ્રોજન નામ આપ્યું (ગ્રીક ὑδρο-હાઇડ્રો જેનો અર્થ થાય છે "પાણી" અને -γενής જનીનો જેનો અર્થ થાય છે "સર્જક"). લેવોઇસિયરે અગ્નિથી ગરમ થયેલા અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવા દ્વારા ધાતુના લોખંડ સાથે વરાળના પ્રવાહ પર પ્રતિક્રિયા કરીને સમૂહના સંરક્ષણ પરના તેમના પ્રયોગો માટે હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન કર્યું. ઊંચા તાપમાને પાણીના પ્રોટોન દ્વારા આયર્નનું એનારોબિક ઓક્સિડેશન નીચેની પ્રતિક્રિયાઓના સમૂહ દ્વારા યોજનાકીય રીતે રજૂ કરી શકાય છે:

Fe + H2O → FeO + H2

2 Fe + 3 H2O → Fe2O3 + 3 H2

3 Fe + 4 H2O → Fe3O4 + 4 H2

ઘણી ધાતુઓ, જેમ કે ઝિર્કોનિયમ, હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવા માટે પાણી સાથે સમાન પ્રતિક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. રિજનરેટિવ રેફ્રિજરેશન અને તેમની શોધ, વેક્યુમ ફ્લાસ્કનો ઉપયોગ કરીને 1898 માં જેમ્સ દેવાર દ્વારા હાઇડ્રોજનને પ્રથમ વખત લિક્વિફાઇડ કરવામાં આવ્યું હતું. પછીના વર્ષે તેણે ઘન હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન કર્યું. ડ્યુટેરિયમની શોધ ડિસેમ્બર 1931માં હેરોલ્ડ યુરે દ્વારા કરવામાં આવી હતી, અને ટ્રીટિયમ 1934માં અર્નેસ્ટ રધરફોર્ડ, માર્ક ઓલિફન્ટ અને પોલ હાર્ટેક દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું. ભારે પાણી, જેમાં સામાન્ય હાઇડ્રોજનને બદલે ડ્યુટેરિયમનો સમાવેશ થાય છે, તે યુરેના જૂથ દ્વારા 1932 માં શોધાયું હતું. ફ્રાન્કોઇસ આઇઝેક ડી રિવાઝે પ્રથમ રિવાઝ એન્જિન, એન્જિન બનાવ્યું આંતરિક કમ્બશન, 1806 માં હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન દ્વારા સંચાલિત. એડવર્ડ ડેનિયલ ક્લાર્કે 1819માં હાઇડ્રોજન ગેસ ટ્યુબની શોધ કરી હતી. Döbereiner ચકમક (પ્રથમ સંપૂર્ણ લાઇટર) ની શોધ 1823 માં થઈ હતી. પ્રથમ હાઇડ્રોજન બલૂનની ​​શોધ જેક ચાર્લ્સ દ્વારા 1783 માં કરવામાં આવી હતી. હાઇડ્રોજન એ પ્રથમ વિશ્વસનીય સ્વરૂપનો ઉદય આપ્યો હવાઈ ​​ટ્રાફિકહેનરી ગિફાર્ડ દ્વારા 1852 માં પ્રથમ હાઇડ્રોજન-સંચાલિત એરશીપની શોધ પછી. જર્મન કાઉન્ટ ફર્ડિનાન્ડ વોન ઝેપ્પેલીને હાઇડ્રોજન દ્વારા હવામાં ચાલતા કઠોર એરશીપ્સના વિચારને પ્રોત્સાહન આપ્યું હતું, જેને પાછળથી ઝેપ્પેલીન્સ કહેવામાં આવતું હતું; આમાંથી પ્રથમ પ્રથમ 1900 માં ઉડાન ભરી હતી. નિયમિત રીતે નિર્ધારિત ફ્લાઇટ્સ 1910 માં શરૂ થઈ અને ઓગસ્ટ 1914 માં પ્રથમ વિશ્વ યુદ્ધ ફાટી નીકળ્યા પછી તેઓ કોઈ મોટી ઘટના વિના 35,000 મુસાફરોને લઈ ગયા. યુદ્ધ દરમિયાન, હાઇડ્રોજન એરશીપનો ઉપયોગ નિરીક્ષણ પ્લેટફોર્મ અને બોમ્બર તરીકે કરવામાં આવતો હતો. પ્રથમ નોન-સ્ટોપ ટ્રાન્સએટલાન્ટિક ફ્લાઇટ બ્રિટિશ એરશીપ R34 દ્વારા 1919માં કરવામાં આવી હતી. 1920 ના દાયકામાં નિયમિત પેસેન્જર સેવા ફરી શરૂ થઈ, અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં હિલીયમ ભંડારની શોધથી મુસાફરીની સલામતીમાં સુધારો થવાની અપેક્ષા હતી, પરંતુ યુએસ સરકારે આ હેતુ માટે ગેસ વેચવાનો ઇનકાર કર્યો હતો, તેથી હિન્ડેનબર્ગ એરશીપમાં H2 નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જે નાશ પામ્યો હતો. ન્યુ યોર્કમાં મિલાનમાં આગ - જર્સી 6 મે, 1937. આ ઘટનાનું રેડિયો પર જીવંત પ્રસારણ અને ફિલ્માંકન કરવામાં આવ્યું હતું. એવું વ્યાપકપણે માનવામાં આવતું હતું કે ઇગ્નીશનનું કારણ હાઇડ્રોજન લીક હતું, પરંતુ પછીના અભ્યાસો દર્શાવે છે કે એલ્યુમિનાઇઝ્ડ ફેબ્રિક આવરણ સ્થિર વીજળી દ્વારા સળગાવવામાં આવ્યું હતું. પરંતુ આ સમય સુધીમાં, લિફ્ટિંગ ગેસ તરીકે હાઇડ્રોજનની પ્રતિષ્ઠાને પહેલાથી જ નુકસાન થયું હતું. તે જ વર્ષે, રોટર અને સ્ટેટરમાં શીતક તરીકે હાઇડ્રોજન ગેસ સાથેનું પ્રથમ હાઇડ્રોજન-કૂલ્ડ ટર્બોજનરેટર, ડેટોન પાવર એન્ડ લાઇટ કંપની દ્વારા 1937માં ડેટોન, ઓહિયોમાં સેવામાં પ્રવેશ્યું; હાઇડ્રોજન ગેસની થર્મલ વાહકતાને કારણે, તે આજે આ ક્ષેત્રમાં ઉપયોગમાં લેવાતો સૌથી સામાન્ય ગેસ છે. નિકલ-હાઇડ્રોજન બેટરીનો ઉપયોગ સૌપ્રથમ 1977માં યુએસ નેવિગેશન ટેક્નોલોજી સેટેલાઇટ-2 (NTS-2) પર કરવામાં આવ્યો હતો. ISS, Mars Odyssey અને Mars Global Surveyor નિકલ-હાઈડ્રોજન બેટરીથી સજ્જ છે. તેની ભ્રમણકક્ષાના અંધારા ભાગમાં, સ્પેસ ટેલિસ્કોપહબલ નિકલ-હાઇડ્રોજન બેટરીઓ દ્વારા પણ સંચાલિત છે, જે આખરે મે 2009માં, લોન્ચ થયાના 19 વર્ષથી વધુ અને ડિઝાઇન કર્યાના 13 વર્ષ પછી બદલવામાં આવી હતી.

ક્વોન્ટમ થિયરીમાં ભૂમિકા

તેના સરળ અણુ બંધારણને કારણે, જેમાં માત્ર પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનનો સમાવેશ થાય છે, હાઇડ્રોજન અણુ, તેમાંથી બનાવેલ અથવા તેના દ્વારા શોષાયેલ પ્રકાશના સ્પેક્ટ્રમ સાથે, અણુ માળખું સિદ્ધાંતના વિકાસ માટે કેન્દ્રિય હતો. વધુમાં, હાઇડ્રોજન પરમાણુની અનુરૂપ સરળતા અને અનુરૂપ H+2 કેશનનો અભ્યાસ પ્રકૃતિની સમજણ તરફ દોરી ગયો. રાસાયણિક બંધન, જે 2020 ના મધ્યમાં ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સમાં હાઇડ્રોજન પરમાણુની ભૌતિક સારવાર પછી તરત જ સ્પષ્ટપણે અવલોકન કરવામાં આવેલી પ્રથમ ક્વોન્ટમ અસરોમાંની એક હતી (પરંતુ તે સમયે સમજાયું ન હતું) મેક્સવેલનું હાઇડ્રોજન સાથેનું અવલોકન હતું, જે પૂર્ણ ક્વોન્ટમના અડધા સદી પહેલા હતું. યાંત્રિક સિદ્ધાંત. મેક્સવેલે નોંધ્યું હતું કે H2 ની ચોક્કસ ઉષ્મા ક્ષમતા ડાયાટોમિક ગેસને ઓરડાના તાપમાનથી નીચે છોડી દે છે અને મોનોટોમિક ગેસની ચોક્કસ ઉષ્મા ક્ષમતા સાથે વધુને વધુ મળતા આવે છે. ક્રાયોજેનિક તાપમાન. અનુસાર ક્વોન્ટમ થિયરી, આ વર્તણૂક (ક્વોન્ટાઇઝ્ડ) સ્તરોના અંતરને કારણે ઊભી થાય છે રોટેશનલ એનર્જી, જે તેના નીચા દળને કારણે ખાસ કરીને H2 માં વ્યાપકપણે અંતરે છે. આ વ્યાપક અંતરે સ્તરો થર્મલ ઉર્જાના સમાન વિભાજનને અટકાવે છે રોટેશનલ ચળવળનીચા તાપમાને હાઇડ્રોજનમાં. ડાયટોમ વાયુઓ, જે ભારે અણુઓથી બનેલા હોય છે, તેમાં આટલા બહોળા અંતરના સ્તરો હોતા નથી અને તે સમાન અસર દર્શાવતા નથી. એન્ટિહાઇડ્રોજન એ હાઇડ્રોજનનું એન્ટિટીરિયલ એનાલોગ છે. તે પોઝિટ્રોન સાથે એન્ટિપ્રોટોન ધરાવે છે. એન્ટિહાઇડ્રોજન એ એન્ટિમેટર અણુનો એકમાત્ર પ્રકાર છે જેનું ઉત્પાદન 2015 સુધીમાં થયું છે.

પ્રકૃતિમાં બનવું

હાઇડ્રોજન એ બ્રહ્માંડમાં સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં રાસાયણિક તત્વ છે, જે દળ દ્વારા સામાન્ય પદાર્થના 75% અને અણુઓની સંખ્યા દ્વારા 90% થી વધુ બનાવે છે. (જો કે, બ્રહ્માંડનો મોટા ભાગનો સમૂહ આ રાસાયણિક તત્વના સ્વરૂપમાં નથી, પરંતુ શ્યામ પદાર્થ અને શ્યામ ઉર્જા જેવા સમૂહના હજુ સુધી શોધાયેલ સ્વરૂપો હોવાનું માનવામાં આવે છે.) આ તત્વ તારાઓમાં પુષ્કળ પ્રમાણમાં જોવા મળે છે. અને ગેસ જાયન્ટ્સ. H2 મોલેક્યુલર વાદળો તારાની રચના સાથે સંકળાયેલા છે. સીએનઓ ચક્રના પ્રોટોન-પ્રોટોન પ્રતિક્રિયા અને ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન દ્વારા તારાઓના પાવરિંગમાં હાઇડ્રોજન મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. સમગ્ર વિશ્વમાં, હાઇડ્રોજન મુખ્યત્વે પરમાણુ અને પ્લાઝ્મા અવસ્થામાં જોવા મળે છે જેમાં પરમાણુ હાઇડ્રોજન કરતાં સંપૂર્ણપણે અલગ ગુણધર્મો ધરાવે છે. પ્લાઝ્મા તરીકે, હાઇડ્રોજનના ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન એકબીજા સાથે બંધાયેલા નથી, પરિણામે ખૂબ ઊંચી વિદ્યુત વાહકતા અને ઉચ્ચ ઉત્સર્જન (સૂર્ય અને અન્ય તારાઓમાંથી પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરે છે). ચાર્જ કરેલા કણો ચુંબકીય અને વિદ્યુત ક્ષેત્રોથી ખૂબ પ્રભાવિત થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સૌર પવનમાં તેઓ પૃથ્વીના ચુંબકમંડળ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, બિર્કલેન્ડ પ્રવાહો અને ઓરોરા બનાવે છે. ઇન્ટરસ્ટેલર માધ્યમમાં હાઇડ્રોજન તટસ્થ અણુ અવસ્થામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ક્ષીણ થતી લાયમેન-આલ્ફા સિસ્ટમ્સમાં જોવા મળતા તટસ્થ હાઇડ્રોજનની મોટી માત્રા બ્રહ્માંડની કોસ્મોલોજિકલ બેરીયોન ઘનતા પર રેડશિફ્ટ z = 4 સુધી પ્રભુત્વ ધરાવે છે તેવું માનવામાં આવે છે. પૃથ્વી પર સામાન્ય સ્થિતિમાં, એલિમેન્ટલ હાઇડ્રોજન ડાયટોમિક ગેસ, H2 તરીકે અસ્તિત્વમાં છે. જો કે, હાઇડ્રોજન ગેસ ખૂબ જ દુર્લભ છે પૃથ્વીનું વાતાવરણ(વોલ્યુમ દ્વારા 1 પીપીએમ) તેના હળવા વજનને કારણે, તે ભારે વાયુઓ કરતાં પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણને વધુ સરળતાથી દૂર કરવા દે છે. જો કે, હાઇડ્રોજન એ પૃથ્વીની સપાટી પર ત્રીજું સૌથી વધુ વિપુલ તત્વ છે, જે મુખ્યત્વે હાઇડ્રોકાર્બન અને પાણી જેવા રાસાયણિક સંયોજનોના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. હાઇડ્રોજન ગેસ કેટલાક બેક્ટેરિયા અને શેવાળ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે અને તે વાંસળીનો કુદરતી ઘટક છે, જેમ કે મિથેન છે, જે હાઇડ્રોજનનો વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ સ્ત્રોત છે. પ્રોટોનેટેડ મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજન (H+3) નામનું મોલેક્યુલર સ્વરૂપ ઇન્ટરસ્ટેલર માધ્યમમાં જોવા મળે છે, જ્યાં તે કોસ્મિક કિરણોમાંથી પરમાણુ હાઇડ્રોજનના આયનીકરણ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. આ ચાર્જ થયેલ આયન ગુરુ ગ્રહના ઉપરના વાતાવરણમાં પણ જોવા મળ્યું છે. આયન તેના નીચા તાપમાન અને ઘનતાને કારણે પર્યાવરણમાં પ્રમાણમાં સ્થિર છે. H+3 એ બ્રહ્માંડમાં સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં આયનો છે અને તે તારાઓ વચ્ચેના માધ્યમની રસાયણશાસ્ત્રમાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવે છે. તટસ્થ ટ્રાયટોમિક હાઇડ્રોજન H3 માત્ર ઉત્તેજિત સ્વરૂપમાં જ અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને તે અસ્થિર છે. તેનાથી વિપરીત, હકારાત્મક પરમાણુ હાઇડ્રોજન આયન (H+2) બ્રહ્માંડમાં એક દુર્લભ પરમાણુ છે.

હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન

H2 રાસાયણિક અને જૈવિક પ્રયોગશાળાઓમાં ઉત્પન્ન થાય છે, ઘણીવાર અન્ય પ્રતિક્રિયાઓના આડપેદાશ તરીકે; અસંતૃપ્ત સબસ્ટ્રેટના હાઇડ્રોજનેશન માટે ઉદ્યોગમાં; અને પ્રકૃતિમાં બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓમાં સમકક્ષ ઘટાડીને વિસ્થાપિત કરવાના સાધન તરીકે.

વરાળ સુધારણા

હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન ઘણી રીતે કરી શકાય છે, પરંતુ સૌથી વધુ આર્થિક રીતે મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓહાઇડ્રોકાર્બનમાંથી હાઇડ્રોજનને દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે, કારણ કે 2000માં લગભગ 95% હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન સ્ટીમ રિફોર્મિંગથી આવ્યું હતું. વાણિજ્યિક રીતે, મોટા પ્રમાણમાં હાઇડ્રોજન સામાન્ય રીતે કુદરતી ગેસના વરાળ સુધારણા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. ઊંચા તાપમાને (1000-1400 K, 700-1100 °C અથવા 1300-2000 °F), વરાળ (પાણીની વરાળ) મિથેન સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને H2 ઉત્પન્ન કરે છે.

CH4 + H2O → CO + 3 H2

આ પ્રતિક્રિયા ઓછા દબાણ પર વધુ સારી રીતે કાર્ય કરે છે, પરંતુ, તેમ છતાં, તે ઉચ્ચ દબાણ (2.0 MPa, 20 એટીએમ અથવા 600 ઇંચ પારો) પર પણ કરી શકાય છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે ઉચ્ચ દબાણ H2 એ સૌથી લોકપ્રિય ઉત્પાદન છે અને દબાણયુક્ત ડીહિટીંગ સિસ્ટમ્સ ઉચ્ચ દબાણ પર વધુ સારી રીતે કાર્ય કરે છે. ઉત્પાદનોના મિશ્રણને "સિંગાસ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર મિથેનોલ અને સંબંધિત સંયોજનો બનાવવા માટે થાય છે. મિથેન સિવાયના હાઇડ્રોકાર્બનનો ઉપયોગ વિવિધ ઉત્પાદન ગુણોત્તર સાથે સંશ્લેષણ ગેસ બનાવવા માટે થઈ શકે છે. આ અત્યંત ઑપ્ટિમાઇઝ ટેક્નોલોજીની ઘણી ગૂંચવણોમાંની એક કોક અથવા કાર્બનની રચના છે:

CH4 → C + 2 H2

તેથી, વરાળ સુધારણા સામાન્ય રીતે વધારાના H2O નો ઉપયોગ કરે છે. પાણીની ગેસ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ રિએક્શન દ્વારા કાર્બન મોનોક્સાઇડનો ઉપયોગ કરીને વરાળમાંથી વધારાના હાઇડ્રોજનને પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય છે, ખાસ કરીને આયર્ન ઓક્સાઇડ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરીને. આ પ્રતિક્રિયા કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો સામાન્ય ઔદ્યોગિક સ્ત્રોત પણ છે:

CO + H2O → CO2 + H2

H2 માટેની અન્ય મહત્વપૂર્ણ પદ્ધતિઓમાં હાઇડ્રોકાર્બનનું આંશિક ઓક્સિડેશન શામેલ છે:

2 CH4 + O2 → 2 CO + 4 H2

અને કોલસાની પ્રતિક્રિયા જે ઉપર વર્ણવેલ શીયર પ્રતિક્રિયાના પ્રસ્તાવના તરીકે સેવા આપી શકે છે:

C + H2O → CO + H2

કેટલીકવાર હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન અને વપરાશ એ જ ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયામાં, અલગ કર્યા વિના થાય છે. એમોનિયા ઉત્પન્ન કરવાની હેબર પ્રક્રિયામાં, કુદરતી ગેસમાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન થાય છે. ક્લોરિન ઉત્પન્ન કરવા માટે બ્રિનનું વિદ્યુત વિચ્છેદન પણ આડપેદાશ તરીકે હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન કરે છે.

મેટાલિક એસિડ

પ્રયોગશાળામાં, H2 સામાન્ય રીતે કિપ્પ ઉપકરણ વડે ઝીંક જેવી ચોક્કસ પ્રતિક્રિયાશીલ ધાતુઓ સાથે પાતળા બિન-ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડ પર પ્રતિક્રિયા કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે.

Zn + 2 H + → Zn2 + + H2

જ્યારે પાયા સાથે સારવાર કરવામાં આવે ત્યારે એલ્યુમિનિયમ H2 પણ ઉત્પન્ન કરી શકે છે:

2 Al + 6 H2O + 2 OH- → 2 Al (OH) -4 + 3 H2

પાણીનું વિદ્યુત વિચ્છેદન એ હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવાની એક સરળ રીત છે. નીચા વોલ્ટેજનો પ્રવાહ પાણીમાંથી વહે છે અને એનોડ પર ઓક્સિજન ગેસ ઉત્પન્ન થાય છે, જ્યારે કેથોડ પર હાઇડ્રોજન ગેસ ઉત્પન્ન થાય છે. સંગ્રહ માટે હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન કરતી વખતે સામાન્ય રીતે કેથોડ પ્લેટિનમ અથવા અન્ય નિષ્ક્રિય ધાતુમાંથી બનાવવામાં આવે છે. જો, જો કે, ગેસને સ્થિતિમાં સળગાવવાનો હોય, તો દહનમાં મદદ કરવા માટે ઓક્સિજનની હાજરી ઇચ્છનીય છે અને તેથી બંને ઇલેક્ટ્રોડ નિષ્ક્રિય ધાતુના બનેલા હશે. (ઉદાહરણ તરીકે, આયર્ન ઓક્સિડાઇઝ થાય છે અને તેથી ઉત્પાદિત ઓક્સિજનની માત્રા ઘટાડે છે). સૈદ્ધાંતિક મહત્તમ કાર્યક્ષમતા (ઉત્પાદિત હાઇડ્રોજનના ઊર્જા મૂલ્યની તુલનામાં ઉપયોગમાં લેવાતી વીજળી) 80-94% ની રેન્જમાં છે.

2 H2O (L) → 2 H2 (g) + O2 (g)

પાણીમાં ઉમેરવામાં આવેલા ગ્રાન્યુલ્સના સ્વરૂપમાં એલ્યુમિનિયમ અને ગેલિયમની એલોયનો ઉપયોગ હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવા માટે થઈ શકે છે. આ પ્રક્રિયા એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઈડ પણ ઉત્પન્ન કરે છે, પરંતુ મોંઘા ગેલિયમ, જે ઓક્સાઈડ ત્વચાને ગોળીઓ પર બનતા અટકાવે છે, તેનો ફરીથી ઉપયોગ કરી શકાય છે. હાઇડ્રોજન અર્થતંત્ર માટે આની મહત્વપૂર્ણ સંભવિત અસરો છે, કારણ કે હાઇડ્રોજન સ્થાનિક રીતે ઉત્પન્ન કરી શકાય છે અને તેને પરિવહન કરવાની જરૂર નથી.

થર્મોકેમિકલ ગુણધર્મો

ત્યાં 200 થી વધુ થર્મોકેમિકલ ચક્ર છે જેનો ઉપયોગ પાણીને અલગ કરવા માટે થઈ શકે છે, આમાંથી લગભગ એક ડઝન ચક્ર જેમ કે આયર્ન ઓક્સાઇડ ચક્ર, સેરિયમ(IV) ઓક્સાઇડ ચક્ર, ઝીંક-ઝીંક ઓક્સાઇડ ચક્ર, સલ્ફર આયોડિન ચક્ર, કોપર ચક્ર અને ક્લોરિન અને હાઇબ્રિડ. વીજળીના ઉપયોગ વિના પાણી અને ગરમીમાંથી હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરવા માટે સલ્ફર ચક્ર સંશોધન અને પરીક્ષણ હેઠળ છે. સંખ્યાબંધ પ્રયોગશાળાઓ (જેમાં ફ્રાન્સ, જર્મની, ગ્રીસ, જાપાન અને યુએસએનો સમાવેશ થાય છે) સૌર ઊર્જા અને પાણીમાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવા માટે થર્મોકેમિકલ પદ્ધતિઓ વિકસાવી રહી છે.

એનારોબિક કાટ

એનારોબિક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, આયર્ન અને સ્ટીલ એલોય ધીમે ધીમે પાણીના પ્રોટોન દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થાય છે જ્યારે મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજન (H2) માં ઘટાડો થાય છે. આયર્નનો એનારોબિક કાટ પ્રથમ આયર્ન હાઇડ્રોક્સાઇડ (લીલો કાટ) ની રચના તરફ દોરી જાય છે અને નીચેની પ્રતિક્રિયા દ્વારા વર્ણવી શકાય છે: Fe + 2 H2O → Fe (OH) 2 + H2. બદલામાં, એનારોબિક પરિસ્થિતિઓમાં, આયર્ન હાઇડ્રોક્સાઇડ (Fe (OH) 2) ને મેગ્નેટાઇટ અને મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજન બનાવવા માટે પાણીના પ્રોટોન દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ કરી શકાય છે. આ પ્રક્રિયા શિકોરા પ્રતિક્રિયા દ્વારા વર્ણવવામાં આવી છે: 3 Fe (OH) 2 → Fe3O4 + 2 H2O + H2 આયર્ન હાઇડ્રોક્સાઇડ → મેગ્નેશિયમ + પાણી + હાઇડ્રોજન. સારી રીતે સ્ફટિકીકૃત મેગ્નેટાઇટ (Fe3O4) આયર્ન હાઇડ્રોક્સાઇડ (Fe (OH) 2) કરતાં થર્મોડાયનેમિક રીતે વધુ સ્થિર છે. આ પ્રક્રિયા એનોક્સિક ભૂગર્ભજળમાં લોખંડ અને સ્ટીલના એનારોબિક કાટ દરમિયાન અને પાણીના ટેબલની નીચેની જમીનના પુનઃસંગ્રહ દરમિયાન થાય છે.

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય મૂળ: સર્પેન્ટિનાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા

પૃથ્વીના વાતાવરણથી દૂર પ્રવર્તતી ઊંડી ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પરિસ્થિતિઓમાં ઓક્સિજન (O2) ની ગેરહાજરીમાં, હાઇડ્રોજન (H2) ની રચના પાણીના પ્રોટોન (H+) દ્વારા એનારોબિક ઓક્સિડેશન દ્વારા સર્પેન્ટિનાઇઝેશનની પ્રક્રિયા દરમિયાન થાય છે. ફાયાલાઇટની સ્ફટિક જાળી (Fe2SiO4, ખનિજ ઓલિવિન -ગ્રંથિ). મેગ્નેટાઇટ (Fe3O4), ક્વાર્ટઝ (SiO2) અને હાઇડ્રોજન (H2): 3Fe2SiO4 + 2 H2O → 2 Fe3O4 + 3 SiO2 + 3 H2 ફેયાલાઇટ + પાણી → મેગ્નેટાઇટ + ક્વાર્ટઝ + ની રચના તરફ દોરી જતી અનુરૂપ પ્રતિક્રિયા. આ પ્રતિક્રિયા પાણીના સંપર્કમાં આયર્ન હાઇડ્રોક્સાઇડના એનારોબિક ઓક્સિડેશન દરમિયાન જોવા મળતી શિકોરા પ્રતિક્રિયા જેવી જ છે.

ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં રચના

પાવર ટ્રાન્સફોર્મરમાં ઉત્પાદિત તમામ જોખમી વાયુઓમાં, હાઇડ્રોજન સૌથી સામાન્ય છે અને મોટાભાગની ખામીઓમાં ઉત્પન્ન થાય છે; આમ, હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન એ પ્રારંભિક સંકેત છે ગંભીર સમસ્યાઓવી જીવન ચક્રટ્રાન્સફોર્મર

અરજીઓ

વિવિધ પ્રક્રિયાઓમાં વપરાશ

પેટ્રોલિયમમાં H2 ની મોટી માત્રા જરૂરી છે અને રાસાયણિક ઉદ્યોગ. H2 નો સૌથી મોટો ઉપયોગ અશ્મિભૂત ઇંધણની પ્રક્રિયા ("અપગ્રેડિંગ") અને એમોનિયાના ઉત્પાદન માટે થાય છે. પેટ્રોકેમિકલ પ્લાન્ટ્સમાં, H2 નો ઉપયોગ હાઇડ્રોડીઆલ્કિલેશન, હાઇડ્રોડસલ્ફ્યુરાઇઝેશન અને હાઇડ્રોક્રેકીંગમાં થાય છે. H2 ના અન્ય ઘણા મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગો છે. H2 નો ઉપયોગ હાઇડ્રોજેનેટિંગ એજન્ટ તરીકે થાય છે, ખાસ કરીને અસંતૃપ્ત ચરબી અને તેલના સંતૃપ્તિ સ્તરને વધારવા (માર્જરીન જેવી વસ્તુઓમાં જોવા મળે છે), અને મિથેનોલના ઉત્પાદનમાં. તે હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડના ઉત્પાદનમાં હાઇડ્રોજનનો સ્ત્રોત પણ છે. ધાતુના અયસ્ક માટે H2 નો ઉપયોગ ઘટાડનાર એજન્ટ તરીકે પણ થાય છે. હાઇડ્રોજન ઘણી દુર્લભ પૃથ્વી અને સંક્રમણ ધાતુઓમાં અત્યંત દ્રાવ્ય છે અને નેનોક્રિસ્ટલાઇન અને આકારહીન બંને ધાતુઓમાં દ્રાવ્ય છે. ધાતુઓમાં હાઇડ્રોજનની દ્રાવ્યતા ક્રિસ્ટલ જાળીમાં સ્થાનિક વિકૃતિઓ અથવા અશુદ્ધિઓ પર આધારિત છે. ગરમ પેલેડિયમ ડિસ્કમાંથી પસાર થઈને હાઈડ્રોજનને શુદ્ધ કરવામાં આવે ત્યારે આ ઉપયોગી થઈ શકે છે, પરંતુ ગેસની ઊંચી દ્રાવ્યતા એ ધાતુશાસ્ત્રની સમસ્યા છે જે ઘણી ધાતુઓના ભંગાણમાં ફાળો આપે છે, જે પાઇપલાઈન અને સંગ્રહ ટાંકીની રચનાને જટિલ બનાવે છે. રીએજન્ટ તરીકે તેના ઉપયોગ ઉપરાંત, H2 ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ટેકનોલોજીમાં વ્યાપક એપ્લિકેશન ધરાવે છે. અણુ હાઇડ્રોજન વેલ્ડીંગ જેવી વેલ્ડીંગ તકનીકોમાં તેનો ઉપયોગ રક્ષણાત્મક ગેસ તરીકે થાય છે. H2 નો ઉપયોગ રોટર શીતક તરીકે થાય છે ઇલેક્ટ્રિક જનરેટરપાવર પ્લાન્ટ્સમાં કારણ કે તે તમામ વાયુઓની સૌથી વધુ થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે. લિક્વિડ H2 નો ઉપયોગ સુપરકન્ડક્ટિવિટી સંશોધન સહિત ક્રાયોજેનિક સંશોધનમાં થાય છે. કારણ કે H2 હવા કરતાં હળવા છે, હવાની ઘનતા 1/14 કરતાં સહેજ વધુ હોવાથી, તે એક સમયે બલૂન અને એરશીપમાં લિફ્ટિંગ ગેસ તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતું હતું. નવી એપ્લિકેશનોમાં, હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ એકલા અથવા નાઇટ્રોજન સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે (કેટલીકવાર તેને રચના ગેસ કહેવાય છે) ત્વરિત લીક શોધવા માટે ટ્રેસર ગેસ તરીકે. હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ ઓટોમોટિવ, રાસાયણિક, ઊર્જા, એરોસ્પેસ અને ટેલિકોમ્યુનિકેશન ઉદ્યોગોમાં થાય છે. હાઇડ્રોજન એ માન્ય ફૂડ એડિટિવ (E 949) છે જે અન્ય એન્ટીઑકિસડન્ટ ગુણધર્મો વચ્ચે ખોરાકના લીક પરીક્ષણને મંજૂરી આપે છે. હાઇડ્રોજનના દુર્લભ આઇસોટોપ્સનો પણ ચોક્કસ ઉપયોગ છે. ડ્યુટેરિયમ (હાઈડ્રોજન-2) નો ઉપયોગ ન્યુક્લિયર ફિશન એપ્લીકેશનમાં ધીમા ન્યુટ્રોન મોડરેટર તરીકે અને ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓમાં થાય છે. ડ્યુટેરિયમ સંયોજનોનો ઉપયોગ પ્રતિક્રિયાઓના આઇસોટોપ અસરોનો અભ્યાસ કરવા માટે રસાયણશાસ્ત્ર અને જીવવિજ્ઞાનના ક્ષેત્રોમાં થાય છે. ટ્રીટિયમ (હાઈડ્રોજન-3), ન્યુક્લિયર રિએક્ટરમાં ઉત્પન્ન થાય છે, તેનો ઉપયોગ ઉત્પાદનમાં થાય છે હાઇડ્રોજન બોમ્બ, માં આઇસોટોપિક ટ્રેસર તરીકે જૈવિક વિજ્ઞાન, અને તેજસ્વી પેઇન્ટમાં રેડિયેશનના સ્ત્રોત તરીકે. તાપમાન ત્રિવિધ બિંદુસંતુલન હાઇડ્રોજન નિર્ણાયક પરિબળ છે નિશ્ચિત બિંદુવી તાપમાન સ્કેલ ITS-90 13.8033 કેલ્વિન પર.

ઠંડકનું માધ્યમ

હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે પાવર પ્લાન્ટ્સમાં જનરેટરમાં શીતક તરીકે થાય છે કારણ કે સંખ્યાબંધ અનુકૂળ ગુણધર્મો તેના હળવા વજનના ડાયટોમિક પરમાણુઓનું સીધું પરિણામ છે. આનો સમાવેશ થાય છે ઓછી ઘનતા, ઓછી સ્નિગ્ધતા અને સર્વોચ્ચ વિશિષ્ટ ઉષ્મા ક્ષમતા અને તમામ વાયુઓની થર્મલ વાહકતા.

ઊર્જા વાહક

ડ્યુટેરિયમ અથવા ટ્રીટિયમનો ઉપયોગ કરીને વ્યવસાયિક ફ્યુઝન પાવર પ્લાન્ટના અનુમાનિત સંદર્ભ સિવાય, હાઇડ્રોજન એ ઊર્જા સંસાધન નથી, જે હાલમાં પરિપક્વતાથી દૂર છે. સૂર્યની ઊર્જા હાઇડ્રોજનના ન્યુક્લિયર ફ્યુઝનમાંથી આવે છે, પરંતુ આ પ્રક્રિયા પૃથ્વી પર હાંસલ કરવી મુશ્કેલ છે. સૌર, જૈવિક અથવા વિદ્યુત સ્ત્રોતોમાંથી એલિમેન્ટલ હાઇડ્રોજનને તેને બાળતી વખતે વપરાશ કરતાં વધુ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવાની જરૂર પડે છે, તેથી આ કિસ્સામાં હાઇડ્રોજન બેટરીની જેમ જ ઊર્જા વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે. હાઇડ્રોજન અશ્મિભૂત સ્ત્રોતો (જેમ કે મિથેન) માંથી ઉત્પન્ન થઈ શકે છે, પરંતુ આ સ્ત્રોતો ખાલી થઈ શકે છે. કોઈપણ વ્યવહારિક રીતે પ્રાપ્ત કરી શકાય તેવા દબાણ પર પ્રવાહી હાઈડ્રોજન અને સંકુચિત હાઈડ્રોજન ગેસ બંનેની એકમ જથ્થા દીઠ ઊર્જા ઘનતા પરંપરાગત ઉર્જા સ્ત્રોતો કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછી છે, જો કે બળતણના એકમ સમૂહ દીઠ ઊર્જા ઘનતા વધારે છે. જો કે, સંભવિત ભાવિ અર્થતંત્ર-વ્યાપી ઊર્જા વાહક તરીકે ઉર્જા સંદર્ભમાં નિરંકુશ હાઇડ્રોજનની વ્યાપકપણે ચર્ચા કરવામાં આવી છે. ઉદાહરણ તરીકે, અશ્મિભૂત ઇંધણમાંથી H2 ઉત્પાદનના બિંદુએ કાર્બન કેપ્ચર અને સ્ટોરેજ દ્વારા CO2 જપ્તી હાથ ધરવામાં આવી શકે છે. પરિવહનમાં વપરાતો હાઇડ્રોજન પ્રમાણમાં સ્વચ્છ રીતે બળી જશે, કેટલાક NOx ઉત્સર્જન સાથે પરંતુ કાર્બન ઉત્સર્જન નહીં. જો કે, હાઈડ્રોજન અર્થતંત્રમાં સંપૂર્ણ રૂપાંતર સાથે સંકળાયેલ ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર ખર્ચ નોંધપાત્ર હશે. બળતણ કોષોઆંતરિક કમ્બશન એન્જિન કરતાં વધુ કાર્યક્ષમ રીતે હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનને સીધા વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે.

સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગ

હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ આકારહીન સિલિકોન અને આકારહીન કાર્બનના લટકતા બોન્ડને સંતૃપ્ત કરવા માટે થાય છે, જે સામગ્રીના ગુણધર્મોને સ્થિર કરવામાં મદદ કરે છે. તે ZnO, SnO2, CdO, MgO, ZrO2, HfO2, La2O3, Y2O3, TiO2, SrTiO3, LaAlO3, SiO2, Al2O3, ZrSiO4, HfSiO4 અને SrZ3 સહિત વિવિધ ઑક્સાઈડ સામગ્રીમાં સંભવિત ઇલેક્ટ્રોન દાતા પણ છે.

જૈવિક પ્રતિક્રિયાઓ

H2 એ કેટલાક એનારોબિક ચયાપચયનું ઉત્પાદન છે અને તે કેટલાક સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે, સામાન્ય રીતે આયર્ન- અથવા નિકલ-સમાવતી ઉત્સેચકો દ્વારા ઉત્પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા જેને હાઇડ્રોજનેસ કહેવાય છે. આ ઉત્સેચકો H2 અને તેના ઘટકો - બે પ્રોટોન અને બે ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચે ઉલટાવી શકાય તેવી રેડોક્સ પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. હાઇડ્રોજન ગેસનું નિર્માણ પાણીમાં પાયરુવેટના આથો દ્વારા ઉત્પાદિત ઘટાડતા સમકક્ષોને સ્થાનાંતરિત કરીને થાય છે. સજીવો દ્વારા હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન અને વપરાશના કુદરતી ચક્રને હાઇડ્રોજન ચક્ર કહેવામાં આવે છે. પાણીનું વિભાજન, પ્રક્રિયા કે જેના દ્વારા પાણી તેના ઘટક પ્રોટોન, ઇલેક્ટ્રોન અને ઓક્સિજનમાં વિભાજીત થાય છે, તે તમામ પ્રકાશસંશ્લેષણ સજીવોમાં પ્રકાશ પ્રતિક્રિયાઓમાં થાય છે. શેવાળ ક્લેમીડોમોનાસ રેઈનહાર્ડટી અને સાયનોબેક્ટેરિયા સહિત આવા કેટલાક સજીવોએ અંધારી પ્રતિક્રિયાઓમાં બીજા તબક્કામાં વિકાસ કર્યો છે જેમાં પ્રોટોન અને ઈલેક્ટ્રોન ક્લોરોપ્લાસ્ટમાં વિશિષ્ટ હાઈડ્રોજનેસ દ્વારા H2 ગેસ બનાવવા માટે ઘટાડી દેવામાં આવે છે. ઓક્સિજનની હાજરીમાં પણ H2 ગેસને અસરકારક રીતે સંશ્લેષણ કરવા માટે સાયનોબેક્ટેરિયલ હાઇડ્રેજિસને આનુવંશિક રીતે સંશોધિત કરવાના પ્રયાસો કરવામાં આવ્યા છે. બાયોરિએક્ટરમાં આનુવંશિક રીતે સંશોધિત શેવાળનો ઉપયોગ કરીને પણ પ્રયાસો કરવામાં આવ્યા છે.

હાઇડ્રોજન

હાઇડ્રોજન-એ; mરાસાયણિક તત્વ (H), એક પ્રકાશ, રંગહીન અને ગંધહીન ગેસ જે ઓક્સિજન સાથે જોડાઈને પાણી બનાવે છે.

◁ હાઇડ્રોજન, ઓહ, ઓહ. બીજા જોડાણો. B બેક્ટેરિયા. બીજો બોમ્બ(પ્રચંડ વિનાશક શક્તિનો બોમ્બ, જેની વિસ્ફોટક ક્રિયા પર આધારિત છે થર્મોન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયા). હાઇડ્રોજનસ, ઓહ, ઓહ.

(lat. હાઇડ્રોજનિયમ), રાસાયણિક તત્વ જૂથ VII સામયિક કોષ્ટક. પ્રકૃતિમાં બે જોવા મળે છે સ્થિર આઇસોટોપ(પ્રોટિયમ અને ડ્યુટેરિયમ) અને એક કિરણોત્સર્ગી (ટ્રિટિયમ). પરમાણુ ડાયટોમિક (H 2) છે. રંગહીન અને ગંધહીન ગેસ; ઘનતા 0.0899 g/l, tકિપ - 252.76° સે. ઘણા તત્વો સાથે જોડાય છે અને ઓક્સિજન સાથે પાણી બનાવે છે. કોસમોસનું સૌથી સામાન્ય તત્વ; સૂર્ય અને તારાઓના સમૂહના 70% થી વધુ (પ્લાઝમાના સ્વરૂપમાં) બનાવે છે, જે ઇન્ટરસ્ટેલર માધ્યમ અને નિહારિકાના વાયુઓનો મુખ્ય ભાગ છે. હાઇડ્રોજન અણુ એ ઘણા એસિડ અને પાયા અને મોટાભાગના કાર્બનિક સંયોજનોનો ભાગ છે. તેઓ એમોનિયા, હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડના ઉત્પાદનમાં, ચરબીના હાઇડ્રોજનેશન વગેરે માટે, વેલ્ડીંગ અને ધાતુઓને કાપવા માટે વપરાય છે. બળતણ તરીકે આશાસ્પદ (જુઓ હાઇડ્રોજન ઊર્જા).

હાઇડ્રોજન (lat. હાઇડ્રોજનિયમ), H, અણુ નંબર 1 સાથે રાસાયણિક તત્વ, અણુ સમૂહ 1.00794. હાઇડ્રોજન માટેનું રાસાયણિક પ્રતીક, H, આપણા દેશમાં "એશ" તરીકે વાંચવામાં આવે છે, કારણ કે આ અક્ષર ફ્રેન્ચમાં ઉચ્ચારવામાં આવે છે.
કુદરતી હાઇડ્રોજન બે સ્થિર ન્યુક્લાઇડ્સનું મિશ્રણ ધરાવે છે (સેમીન્યુક્લાઈડ)સમૂહ સંખ્યાઓ 1.007825 (મિશ્રણમાં 99.985%) અને 2.0140 (0.015%) સાથે. વધુમાં, કુદરતી હાઇડ્રોજનમાં હંમેશા કિરણોત્સર્ગી ન્યુક્લાઇડ - ટ્રીટિયમની થોડી માત્રા હોય છે. (સેમીટ્રીટિયમ) 3 N (અર્ધ-જીવન T 1/2 12.43 વર્ષ). (સેમીહાઇડ્રોજન અણુના ન્યુક્લિયસમાં માત્ર 1 પ્રોટોન હોય છે (તત્વના અણુના ન્યુક્લિયસમાં ઓછા પ્રોટોન હોઈ શકતા નથી), કેટલીકવાર એવું કહેવાય છે કે હાઇડ્રોજન D. I. મેન્ડેલીવની તત્વોની સામયિક પ્રણાલીની કુદરતી નીચલી સીમા બનાવે છે (જોકે તત્વ હાઇડ્રોજન પોતે સૌથી ઉપરના ભાગ કોષ્ટકોમાં સ્થિત છે). હાઇડ્રોજન તત્વ સામયિક કોષ્ટકના પ્રથમ સમયગાળામાં સ્થિત છે. તેને જૂથ 1 (જૂથ IA આલ્કલી મેટલ્સ) તરીકે પણ વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છેઆલ્કલી મેટલ્સ) (સેમી), અને જૂથ 7 (જૂથ VIIA હેલોજેન્સ).).
હેલોજન) (સેમીહાઇડ્રોજન આઇસોટોપ્સના અણુ સમૂહ એકબીજાથી ખૂબ જ મજબૂત રીતે અલગ પડે છે (ઘણી વખત દ્વારા). આ ભૌતિક પ્રક્રિયાઓ (નિસ્યંદન, વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ, વગેરે) માં તેમના વર્તનમાં નોંધપાત્ર તફાવત તરફ દોરી જાય છે અને ચોક્કસ રાસાયણિક તફાવતો તરફ દોરી જાય છે (એક તત્વના આઇસોટોપના વર્તનમાં તફાવતોને આઇસોટોપ અસરો કહેવામાં આવે છે; હાઇડ્રોજન માટે, આઇસોટોપ અસરો સૌથી નોંધપાત્ર છે). તેથી, અન્ય તમામ તત્વોના આઇસોટોપ્સથી વિપરીત, હાઇડ્રોજન આઇસોટોપ્સમાં વિશિષ્ટ પ્રતીકો અને નામો છે. 1 ની સામૂહિક સંખ્યા સાથેના હાઇડ્રોજનને પ્રકાશ હાઇડ્રોજન અથવા પ્રોટિયમ (લેટિન પ્રોટિયમ, ગ્રીક પ્રોટોમાંથી - પ્રથમ) કહેવામાં આવે છે, જે પ્રતીક H દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે, અને તેના ન્યુક્લિયસને પ્રોટોન કહેવામાં આવે છે.પ્રોટોન (પ્રાથમિક કણ)) (સેમી, પ્રતીક પી. સમૂહ નંબર 2 ધરાવતા હાઇડ્રોજનને ભારે હાઇડ્રોજન, ડ્યુટેરિયમ કહેવામાં આવે છેડ્યુટેરિયમ) (લેટિન ડ્યુટેરિયમ, ગ્રીક ડ્યુટેરોસમાંથી - સેકન્ડ), ચિહ્નો 2 H, અથવા D (વાંચો “de”) તેને નિયુક્ત કરવા માટે વપરાય છે, ન્યુક્લિયસ d એ ડ્યુટેરોન છે.કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ
સમૂહ નંબર 3 સાથે સુપરહેવી હાઇડ્રોજન, અથવા ટ્રીટિયમ (લેટિન ટ્રીટમ, ગ્રીક ટ્રાઇટોસ - ત્રીજું), પ્રતીક 2 H અથવા T (વાંચો "તેઓ"), ન્યુક્લિયસ ટી - ટ્રાઇટોન કહેવાય છે. તટસ્થ અનએક્સાઇટેડ હાઇડ્રોજન અણુ 1 ના સિંગલ ઇલેક્ટ્રોન સ્તરનું રૂપરેખાંકન 1 s
. સંયોજનોમાં તે ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ +1 અને ઓછા સામાન્ય રીતે -1 (વેલન્સી I) દર્શાવે છે. તટસ્થ હાઇડ્રોજન અણુની ત્રિજ્યા 0.024 nm છે. અણુની આયનીકરણ ઊર્જા 13.595 eV છે, ઇલેક્ટ્રોન એફિનિટી 0.75 eV છે. પૌલિંગ સ્કેલ મુજબ, હાઇડ્રોજનની ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી 2.20 છે. હાઇડ્રોજન એ બિન-ધાતુ છે.
શોધનો ઇતિહાસ
એસિડ અને ધાતુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન જ્વલનશીલ ગેસનું પ્રકાશન 16મી અને 17મી સદીમાં વિજ્ઞાન તરીકે રસાયણશાસ્ત્રની રચનાના પ્રારંભમાં જોવા મળ્યું હતું. પ્રખ્યાત અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી અને રસાયણશાસ્ત્રી જી. કેવેન્ડિશ (સેમીકેવેન્ડિશ હેનરી) 1766 માં તેણે આ ગેસની તપાસ કરી અને તેને "જ્વલનશીલ હવા" તરીકે ઓળખાવી. જ્યારે સળગાવવામાં આવે છે, ત્યારે "જ્વલનશીલ હવા" પાણી ઉત્પન્ન કરે છે, પરંતુ કેવેન્ડિશનું ફ્લોજિસ્ટન સિદ્ધાંતનું પાલન (સેમી PHLOGISTON)તેને યોગ્ય નિષ્કર્ષ દોરવાથી અટકાવ્યો. ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી એ. લેવોઇસિયર (સેમીલેવોઇસિયર એન્ટોઇન લોરેન્ટ)એન્જિનિયર જે. મ્યુનિયર સાથે (સેમીમેનિયર જીન બાપ્ટિસ્ટ મેરી ચાર્લ્સ), ખાસ ગેસોમીટરનો ઉપયોગ કરીને, 1783 માં તેણે પાણીનું સંશ્લેષણ હાથ ધર્યું, અને પછી તેનું વિશ્લેષણ, ગરમ આયર્ન સાથે પાણીની વરાળનું વિઘટન કર્યું. આમ, તેમણે સ્થાપિત કર્યું કે "દહનક્ષમ હવા" પાણીનો ભાગ છે અને તેમાંથી મેળવી શકાય છે. 1787 માં, લેવોઇસિયર નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે "દહનક્ષમ હવા" એ એક સરળ પદાર્થ છે, અને તેથી તે રાસાયણિક તત્વોથી સંબંધિત છે. તેણે તેને હાઇડ્રોજન નામ આપ્યું (ગ્રીક હાઇડોરમાંથી - પાણી અને ગેનાઓ - હું જન્મ આપું છું) - "પાણીને જન્મ આપવો". પાણીની રચનાની સ્થાપનાથી "ફ્લોજિસ્ટન સિદ્ધાંત"નો અંત આવ્યો. રસાયણશાસ્ત્રી એમ.એફ. સોલોવ્યોવ દ્વારા રશિયન નામ "હાઇડ્રોજન" પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું (સેમીસોલોવીવ મિખાઇલ ફેડોરોવિચ) 1824. તત્વોના અણુ સમૂહ માટે. હાઇડ્રોજન અણુના સમૂહને 1 નું મૂલ્ય સોંપવામાં આવ્યું હતું.
પ્રકૃતિમાં બનવું
પૃથ્વીના પોપડાના જથ્થામાં હાઇડ્રોજનનો હિસ્સો લગભગ 1% છે (તમામ તત્વોમાં 10મું સ્થાન). હાઇડ્રોજન વ્યવહારીક રીતે આપણા ગ્રહ પર તેના મુક્ત સ્વરૂપમાં ક્યારેય જોવા મળતું નથી (તેના નિશાન વાતાવરણના ઉપરના સ્તરોમાં જોવા મળે છે), પરંતુ પાણીના ભાગ રૂપે તે પૃથ્વી પર લગભગ દરેક જગ્યાએ વિતરિત થાય છે. હાઇડ્રોજન તત્વ જીવંત જીવોના કાર્બનિક અને અકાર્બનિક સંયોજનોનો ભાગ છે, કુદરતી ગેસ, તેલ અને કોલસો. તે, અલબત્ત, પાણીમાં (વજન દ્વારા આશરે 11%), વિવિધ કુદરતી સ્ફટિકીય હાઇડ્રેટ અને ખનિજોમાં સમાયેલ છે, જેમાં એક અથવા વધુ OH હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો છે.
હાઇડ્રોજન એક તત્વ તરીકે બ્રહ્માંડ પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે. તે સૂર્ય અને અન્ય તારાઓના લગભગ અડધા સમૂહનો હિસ્સો ધરાવે છે, અને તે સંખ્યાબંધ ગ્રહોના વાતાવરણમાં હાજર છે.
રસીદ
હાઇડ્રોજન ઘણી રીતે ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. ઉદ્યોગમાં, આ માટે કુદરતી વાયુઓનો ઉપયોગ થાય છે, તેમજ તેલ શુદ્ધિકરણ, કોકિંગ અને કોલસા અને અન્ય ઇંધણના ગેસિફિકેશનમાંથી મેળવેલા વાયુઓ. કુદરતી ગેસમાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરતી વખતે (મુખ્ય ઘટક મિથેન છે), તે પાણીની વરાળ અને ઓક્સિજન સાથે અપૂર્ણ ઓક્સિડેશન સાથે ઉત્પ્રેરક ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાંથી પસાર થાય છે:
CH 4 + H 2 O = CO + 3H 2 અને CH 4 + 1/2 O 2 = CO 2 + 2H 2
કોક પકાવવાની નાની ભઠ્ઠી ગેસ અને તેલ શુદ્ધિકરણ વાયુઓમાંથી હાઇડ્રોજનનું વિભાજન ઊંડા ઠંડક દરમિયાન તેમના પ્રવાહીકરણ અને હાઇડ્રોજન કરતાં વધુ સરળતાથી પ્રવાહી બને છે તેવા વાયુઓના મિશ્રણમાંથી દૂર કરવા પર આધારિત છે. જ્યારે સસ્તી વીજળી ઉપલબ્ધ હોય છે, ત્યારે પાણીના વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દ્વારા આલ્કલી સોલ્યુશન દ્વારા પ્રવાહ પસાર કરીને હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન થાય છે. પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓમાં, એસિડ સાથે ધાતુઓ પર પ્રતિક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન સરળતાથી મેળવવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ સાથે ઝીંક.
ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો
સામાન્ય સ્થિતિમાં, હાઇડ્રોજન એ પ્રકાશ (સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં ઘનતા 0.0899 kg/m3) રંગહીન ગેસ છે. ગલનબિંદુ -259.15 °C, ઉત્કલન બિંદુ -252.7 °C. પ્રવાહી હાઇડ્રોજન (ઉકળતા બિંદુ પર) ની ઘનતા 70.8 kg/m 3 છે અને તે સૌથી હલકો પ્રવાહી છે. ધોરણ ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત H 2 /H - જલીય દ્રાવણમાં 0 ની બરાબર લેવામાં આવે છે. હાઇડ્રોજન પાણીમાં નબળી રીતે દ્રાવ્ય છે: 0 °C પર દ્રાવ્યતા 0.02 cm 3 / ml કરતાં ઓછી હોય છે, પરંતુ તે કેટલીક ધાતુઓમાં સારી રીતે દ્રાવ્ય હોય છે (સ્પોન્જ આયર્ન અને અન્ય ), ખાસ કરીને મેટલ પેલેડિયમમાં સારી રીતે (ધાતુના 1 વોલ્યુમમાં હાઇડ્રોજનના લગભગ 850 વોલ્યુમો). હાઇડ્રોજનના કમ્બશનની ગરમી 143.06 MJ/kg છે.
ડાયટોમિક H 2 પરમાણુઓના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. 300 K પર અણુઓમાં H 2 નું વિયોજન સ્થિરાંક 2.56·10 -34 છે. H 2 પરમાણુના અણુઓમાં વિયોજનની ઊર્જા 436 kJ/mol છે. H 2 પરમાણુમાં આંતરિક અંતર 0.07414 nm છે.
કારણ કે દરેક H અણુના ન્યુક્લિયસ કે જે પરમાણુનો ભાગ છે તેની પોતાની સ્પિન હોય છે (સેમીસ્પિન), તો મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજન બે સ્વરૂપોમાં હોઈ શકે છે: ઓર્થોહાઈડ્રોજન (o-H 2) ના રૂપમાં (બંને સ્પિન સમાન દિશા ધરાવે છે) અને પેરાહાઈડ્રોજન (n-H 2) ના સ્વરૂપમાં (સ્પિનની દિશા જુદી જુદી હોય છે). સામાન્ય સ્થિતિમાં, સામાન્ય હાઇડ્રોજન 75% o-H 2 અને 25% p-H 2 નું મિશ્રણ છે. p- અને o-H 2 ના ભૌતિક ગુણધર્મો એકબીજાથી થોડા અલગ છે. તેથી, જો ઉકળતા તાપમાન શુદ્ધ ઓ-એન 2 20.45 K, પછી શુદ્ધ p-N 2 - 20.26 K. o-H 2 નું p-H 2 માં રૂપાંતર 1418 J/mol ગરમીના પ્રકાશન સાથે છે.
IN વૈજ્ઞાનિક સાહિત્યવિચારણાઓ વારંવાર વ્યક્ત કરવામાં આવી છે કે ઉચ્ચ દબાણ (10 GPa ઉપર) અને નીચા તાપમાને (લગભગ 10 K અને નીચે), ઘન હાઇડ્રોજન, સામાન્ય રીતે ષટ્કોણ પરમાણુ જાળીમાં સ્ફટિકીકરણ થાય છે, તે પદાર્થમાં પરિવર્તિત થઈ શકે છે. ધાતુના ગુણધર્મો, કદાચ સુપરકન્ડક્ટર પણ. જો કે, અત્યાર સુધી આવા સંક્રમણની શક્યતા અંગે કોઈ સ્પષ્ટ ડેટા નથી.
H2 પરમાણુમાં અણુઓ વચ્ચેના રાસાયણિક બંધનની ઊંચી શક્તિ (જે, ઉદાહરણ તરીકે, મોલેક્યુલર ઓર્બિટલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, આ હકીકત દ્વારા સમજાવી શકાય છે કે આ અણુમાં ઇલેક્ટ્રોન જોડીબોન્ડિંગ ઓર્બિટલમાં સ્થિત છે, અને એન્ટિબોન્ડિંગ ઓર્બિટલ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા કબજે કરવામાં આવતું નથી) એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે ઓરડાના તાપમાને હાઇડ્રોજન ગેસ રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય છે. તેથી, ગરમ કર્યા વિના, સરળ મિશ્રણ સાથે, હાઇડ્રોજન માત્ર ફ્લોરિન ગેસ સાથે (વિસ્ફોટક રીતે) પ્રતિક્રિયા આપે છે:
H 2 + F 2 = 2HF + Q.
જો ઓરડાના તાપમાને હાઇડ્રોજન અને ક્લોરિનનું મિશ્રણ અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશથી ઇરેડિયેટ થાય છે, તો હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ HCl ની તાત્કાલિક રચના જોવા મળે છે. જો આ વાયુઓના મિશ્રણમાં ઉત્પ્રેરક, મેટલ પેલેડિયમ (અથવા પ્લેટિનમ) ઉમેરવામાં આવે તો ઓક્સિજન સાથે હાઇડ્રોજનની પ્રતિક્રિયા વિસ્ફોટક રીતે થાય છે. જ્યારે સળગાવવામાં આવે છે, ત્યારે હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનનું મિશ્રણ (કહેવાતો વિસ્ફોટક ગેસ (સેમીવિસ્ફોટક ગેસ)) વિસ્ફોટ થાય છે, અને વિસ્ફોટ એવા મિશ્રણોમાં થઈ શકે છે જેમાં હાઇડ્રોજનનું પ્રમાણ વોલ્યુમ દ્વારા 5 થી 95 ટકા જેટલું હોય છે. હવામાં અથવા શુદ્ધ ઓક્સિજનમાં શુદ્ધ હાઇડ્રોજન શાંતિથી બળી જાય છે, મોટી માત્રામાં ગરમી મુક્ત કરે છે:
H 2 + 1/2O 2 = H 2 O + 285.75 kJ/mol
જો હાઇડ્રોજન અન્ય બિન-ધાતુઓ અને ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તો તે માત્ર અમુક પરિસ્થિતિઓ (ગરમી, ઉચ્ચ દબાણ, ઉત્પ્રેરકની હાજરી) હેઠળ છે. આમ, હાઇડ્રોજન એલિવેટેડ પ્રેશર (20-30 MPa અથવા વધુ) પર અને 300-400 °C ના તાપમાને ઉત્પ્રેરક - આયર્નની હાજરીમાં નાઇટ્રોજન સાથે ઉલટાવી શકાય તેવું પ્રતિક્રિયા આપે છે:
3H 2 + N 2 = 2NH 3 + Q.
ઉપરાંત, જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે જ, હાઇડ્રોજન સલ્ફર સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ H 2 S બનાવે છે, બ્રોમાઇન સાથે હાઇડ્રોજન બ્રોમાઇડ HBr બનાવે છે, આયોડિન સાથે હાઇડ્રોજન આયોડાઇડ HI બનાવે છે. હાઇડ્રોજન કોલસા (ગ્રેફાઇટ) સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને હાઇડ્રોકાર્બનનું મિશ્રણ બનાવે છે વિવિધ રચના. હાઇડ્રોજન બોરોન, સિલિકોન અને ફોસ્ફરસ સાથે સીધો સંપર્ક કરતું નથી, હાઇડ્રોજન સાથે આ તત્વોના સંયોજનો પરોક્ષ રીતે મેળવવામાં આવે છે.
જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે હાઇડ્રોજન આલ્કલાઇન સાથે પ્રતિક્રિયા કરવા સક્ષમ છે, આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓઅને મેગ્નેશિયમ આયનીય બોન્ડ પ્રકૃતિ સાથે સંયોજનોની રચના સાથે, જેમાં ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં હાઇડ્રોજન હોય છે -1. આમ, જ્યારે હાઇડ્રોજન વાતાવરણમાં કેલ્શિયમ ગરમ થાય છે, ત્યારે CaH 2 ની રચના સાથે મીઠું જેવું હાઇડ્રાઇડ રચાય છે. પોલિમર એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ (AlH 3) x - સૌથી શક્તિશાળી ઘટાડનાર એજન્ટોમાંથી એક - પરોક્ષ રીતે મેળવવામાં આવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, ઓર્ગેનોએલ્યુમિનિયમ સંયોજનોનો ઉપયોગ કરીને). હાઇડ્રોજન અનેક સંક્રમણ ધાતુઓ સાથે સંયોજનો બનાવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, ઝિર્કોનિયમ, હેફનીયમ, વગેરે) ચલ રચના(નક્કર ઉકેલો).
હાઇડ્રોજન માત્ર ઘણા સરળ સાથે જ નહીં, પણ જટિલ પદાર્થો સાથે પણ પ્રતિક્રિયા કરવા સક્ષમ છે. સૌ પ્રથમ, હાઇડ્રોજનની તેમના ઓક્સાઇડમાંથી ઘણી ધાતુઓ (જેમ કે આયર્ન, નિકલ, સીસું, ટંગસ્ટન, તાંબુ વગેરે) ઘટાડવાની ક્ષમતાની નોંધ લેવી જરૂરી છે. આમ, જ્યારે 400-450 °C અને તેથી વધુ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેના કોઈપણ ઓક્સાઇડમાંથી હાઇડ્રોજન સાથે લોખંડ ઘટે છે, ઉદાહરણ તરીકે:
Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O.
એ નોંધવું જોઇએ કે માત્ર મેંગેનીઝની પાછળ પ્રમાણભૂત સંભવિતતાઓની શ્રેણીમાં સ્થિત ધાતુઓ હાઇડ્રોજન સાથેના ઓક્સાઇડથી ઘટાડી શકાય છે. વધુ સક્રિય ધાતુઓ (મેંગેનીઝ સહિત) ઓક્સાઇડમાંથી ધાતુમાં ઘટાડી નથી.
હાઇડ્રોજન ઘણા કાર્બનિક સંયોજનોમાં ડબલ અથવા ટ્રિપલ બોન્ડ ઉમેરવા માટે સક્ષમ છે (આ કહેવાતી હાઇડ્રોજનેશન પ્રતિક્રિયાઓ છે). ઉદાહરણ તરીકે, નિકલ ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં, ઇથિલિન C 2 H 4 નું હાઇડ્રોજનેશન હાથ ધરવાનું શક્ય છે, અને ઇથેન C 2 H 6 રચાય છે:
C 2 H 4 + H 2 = C 2 H 6.
મિથેનોલ કાર્બન મોનોક્સાઇડ (II) અને હાઇડ્રોજનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા ઔદ્યોગિક રીતે ઉત્પન્ન થાય છે:
2H 2 + CO = CH 3 OH.
સંયોજનોમાં કે જેમાં હાઇડ્રોજન અણુ વધુ ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ તત્વ E (E = F, Cl, O, N) ના અણુ સાથે જોડાયેલ હોય છે, અણુઓ વચ્ચે હાઇડ્રોજન બોન્ડ રચાય છે. (સેમીહાઇડ્રોજન બંધન)(એક અથવા બેના બે E અણુઓ વિવિધ તત્વોઅણુ H: E"... N... E"" દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે અને ત્રણેય અણુઓ એક જ સીધી રેખા પર સ્થિત છે. આવા બોન્ડ પાણી, એમોનિયા, મિથેનોલ વગેરેના અણુઓ વચ્ચે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. અને આ પદાર્થોના ઉકળતા તાપમાનમાં નોંધપાત્ર વધારો, બાષ્પીભવનની ગરમીમાં વધારો વગેરે તરફ દોરી જાય છે.
અરજી
હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ એમોનિયા NH 3, હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ HCl, મિથેનોલ CH 3 OH ના સંશ્લેષણમાં કુદરતી હાઇડ્રોકાર્બનના હાઇડ્રોક્રેકીંગ (હાઇડ્રોજન વાતાવરણમાં ક્રેકીંગ) દરમિયાન થાય છે, અમુક ધાતુઓના ઉત્પાદનમાં ઘટાડાના એજન્ટ તરીકે. હાઇડ્રોજનેશન (સેમીહાઇડ્રોજનેશન)કુદરતી વનસ્પતિ તેલનો ઉપયોગ ઘન ચરબી મેળવવા માટે થાય છે - માર્જરિન. પ્રવાહી હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ રોકેટ ઇંધણ તરીકે અને શીતક તરીકે પણ થાય છે. ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજનનું મિશ્રણ વેલ્ડીંગમાં વપરાય છે.
એક સમયે, એવું સૂચવવામાં આવ્યું હતું કે નજીકના ભવિષ્યમાં ઊર્જા ઉત્પાદનનો મુખ્ય સ્ત્રોત હાઇડ્રોજનની દહન પ્રતિક્રિયા હશે, અને હાઇડ્રોજન ઊર્જા ઊર્જા ઉત્પાદનના પરંપરાગત સ્ત્રોતો (કોલસો, તેલ, વગેરે) ને વિસ્થાપિત કરશે. એવું માનવામાં આવતું હતું કે મોટા પાયે હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવા માટે પાણીના વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કરવો શક્ય બનશે. પાણીનું વિદ્યુત વિચ્છેદન એ એક ઉર્જા-સઘન પ્રક્રિયા છે, અને હાલમાં ઔદ્યોગિક ધોરણે વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દ્વારા હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન કરવું ફાયદાકારક નથી. પરંતુ એવું અપેક્ષિત હતું કે વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ મધ્યમ-તાપમાન (500-600 °C) ગરમીના ઉપયોગ પર આધારિત હશે, જે પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટના સંચાલન દરમિયાન મોટી માત્રામાં થાય છે. આ ગરમીનો મર્યાદિત ઉપયોગ છે, અને તેની મદદથી હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવાની સંભાવના પર્યાવરણીય સમસ્યાને ઉકેલવા માટે શક્ય બનાવે છે (જ્યારે હાઇડ્રોજન હવામાં સળગાવવામાં આવે છે, ત્યારે પર્યાવરણીય રીતે ઉત્પન્ન થતી માત્રા હાનિકારક પદાર્થોન્યૂનતમ) અને મધ્યમ-તાપમાન ગરમીના ઉપયોગની સમસ્યા. જો કે, ચેર્નોબિલ દુર્ઘટના પછી, પરમાણુ ઉર્જાના વિકાસને દરેક જગ્યાએ અટકાવવામાં આવ્યો હતો, જેથી ઊર્જાનો આ સ્ત્રોત અનુપલબ્ધ બન્યો. તેથી, ઉર્જા સ્ત્રોત તરીકે હાઇડ્રોજનના વ્યાપક ઉપયોગની સંભાવનાઓ હજુ પણ 21મી સદીના ઓછામાં ઓછા મધ્ય સુધી બદલાઈ રહી છે.
સારવારની સુવિધાઓ
હાઇડ્રોજન ઝેરી નથી, પરંતુ તેને હેન્ડલ કરતી વખતે, વ્યક્તિએ તેના ઉચ્ચ આગ અને વિસ્ફોટના જોખમને સતત ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ, અને હાઇડ્રોજનના વિસ્ફોટના જોખમને કારણે વધારો થાય છે. ઉચ્ચ ક્ષમતાકેટલાક દ્વારા પણ પ્રસરણ માટે ગેસ સખત સામગ્રી. હાઈડ્રોજન વાતાવરણમાં કોઈપણ હીટિંગ ઓપરેશન શરૂ કરતા પહેલા, તમારે ખાતરી કરવી જોઈએ કે તે સ્વચ્છ છે (જ્યારે ટેસ્ટ ટ્યુબમાં હાઈડ્રોજનને સળગાવવામાં આવે ત્યારે ઊંધો અવાજ આવે છે, અવાજ મંદ હોવો જોઈએ, ભસતો નથી).
જૈવિક ભૂમિકા
હાઇડ્રોજનનું જૈવિક મહત્વ એ હકીકત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે કે તે પાણીના અણુઓ અને પ્રોટીન, ન્યુક્લિક એસિડ, લિપિડ્સ અને કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ સહિત કુદરતી સંયોજનોના તમામ સૌથી મહત્વપૂર્ણ જૂથોનો ભાગ છે. જીવંત સજીવોના જથ્થાના આશરે 10% હાઇડ્રોજન છે. હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવવાની હાઇડ્રોજનની ક્ષમતા પ્રોટીનની અવકાશી ચતુર્થાંશ રચનાને જાળવવામાં તેમજ પૂરકતાના સિદ્ધાંતના અમલીકરણમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. (સેમીપૂરક)ન્યુક્લિક એસિડના નિર્માણ અને કાર્યોમાં (એટલે ​​​​કે, આનુવંશિક માહિતીના સંગ્રહ અને અમલીકરણમાં), સામાન્ય રીતે પરમાણુ સ્તરે "માન્યતા" ના અમલીકરણમાં. હાઇડ્રોજન (H+ આયન) શરીરમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ ગતિશીલ પ્રક્રિયાઓ અને પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે - જૈવિક ઓક્સિડેશનમાં, જે જીવંત કોષોને ઊર્જા પ્રદાન કરે છે, છોડમાં પ્રકાશસંશ્લેષણમાં, જૈવસંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાઓમાં, નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન અને બેક્ટેરિયલ પ્રકાશસંશ્લેષણમાં, જાળવણીમાં. એસિડ-બેઝ બેલેન્સઅને હોમિયોસ્ટેસિસ (સેમીહોમિયોસ્ટેસીસ), પટલ પરિવહન પ્રક્રિયાઓમાં. આમ, ઓક્સિજન અને કાર્બન સાથે, હાઇડ્રોજન જીવનની ઘટનાનો માળખાકીય અને કાર્યાત્મક આધાર બનાવે છે.

જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ. 2009 .

અન્ય શબ્દકોશોમાં "હાઇડ્રોજન" શું છે તે જુઓ:

ન્યુક્લાઇડ ટેબલ સામાન્ય માહિતીનામ, પ્રતીક હાઇડ્રોજન 4, 4H ન્યુટ્રોન 3 પ્રોટોન 1 ન્યુક્લાઇડ અણુ સમૂહના ગુણધર્મો 4.027810(110) ... વિકિપીડિયા

ન્યુક્લિડ્સનું કોષ્ટક સામાન્ય માહિતી નામ, પ્રતીક હાઇડ્રોજન 5, 5H ન્યુટ્રોન 4 પ્રોટોન 1 ન્યુક્લાઇડ ગુણધર્મો અણુ સમૂહ 5.035310(110) ... વિકિપીડિયા

ન્યુક્લાઇડ્સનું કોષ્ટક સામાન્ય માહિતી નામ, પ્રતીક હાઇડ્રોજન 6, 6H ન્યુટ્રોન્સ 5 પ્રોટોન 1 ન્યુક્લાઇડ ગુણધર્મો અણુ સમૂહ 6.044940(280) ... વિકિપીડિયા

ન્યુક્લાઇડ્સનું કોષ્ટક સામાન્ય માહિતી નામ, પ્રતીક હાઇડ્રોજન 7, 7H ન્યુટ્રોન્સ 6 પ્રોટોન 1 ન્યુક્લાઇડ અણુ સમૂહના ગુણધર્મો 7.052750 (1080) ... વિકિપીડિયા