Hidrojen Elementi Ve Kullanım Alanları
BİLGİ : Hidrojen (H) periyodik cetvelin ilk elementi. Elementlerin en basiti ve en hafifidir. Oda sıcaklığında renksiz, kokusuz bir gazdır. Evrenin hemen hemen %90'ını hidrojen atomları oluşturur. Öteki elementlerin de hidrojen atomlarından, füzyon yoluyla meydana geldiği öne sürülmüştür. Yerçekimi yıldızlarınkinden daha az olduğu için, yerküre, hafif atomları fazla tutamamıştır. Bu nedenle hidrojen, yerkabuğunu oluşturan toplam atom sayısı içinde oksijen (% 53) ve silisyumdan (% 16) sonra üçüncü sırada gelir (% 15). Kütle bakımından yerkabuğunun %0,88'ini oluşturmakla dokuzuncu sıradadır. Serbest hidrojen çok az miktarda ancak volkan gazlarında ve atmosferin üst tabakalarında bulunur. Bileşikleri ise yaygındır. Daha çok oksijenle birlikte su biçiminde ve mineral hidratlarında ya da kömür ve petrolde olduğu gibi karbonla birlikte hidrokarbonlar biçiminde bulunur. İnsan vücudunun kütle bakımından %10'u hidrojendir. Öteki canlı dokular da hidrojenin, oksijen, karbon, azot, kükürt vb. ile yaptığı bileşiklerden oluşur. Hidrojen, laboratuvarda seyreltik bir asidin çinko ya da başka bir elektropozitif metale etkitilmesiyle hazırlanır. Sanayide ise hidrokarbonların su buharı ile katalitik tepkimesi ya da su gazı yöntemiyle veya bazı elektroliz tepkimelerinde yan ürün olarak elde edilir. Oldukça aktiftir. Isıtıldığında öbür elementlerle hidrürler verir. Zayıf bir indirgendir. Periyodik cetvelin hiçbir grubuna bağlı olmayıp HĞ iyonu oluşturması bakımından halojenlere, H+ iyonu oluşturması bakımından da alkali metallere benzer. Oksijenle birleştiğinde büyük bir ısı çıkışı olur. Bu tepkime ancak yüksek sıcaklıklarda ya da katalizör eşliğinde yürür. Oksihidrojen hamlacında bu tepkime 2800C'ın üzerinde bir sıcaklık sağlarken, tepkimenin de kendiliğinden yürümesi mümkün olur. Hidrojen ve oksijen gazlarının karışımı (özellikle H2/O2 oranı 2/1 değerine yakınsa) patlayıcıdır. Sıvı hidrojen, kaynama noktası çok düşük olduğundan (-253C), laboratuvarlarda soğutma amacıyla kullanılır. Yine bu nedenle, sıvı havaya daldırılmış bir Dewar kabında (bir tür termos) bile birkaç saatten fazla muhafaza edilemez. Hidrojen atomu tek protonlu bir çekirdekle bunun çevresinde dolanan bir elektrondan oluşur. Hidrojen molekülü, birbirine kovalent bir bağla bağlanmış iki hidrojen atomundan meydana gelir (H2). İki allotropu vardır. Parahidrojende protonların spini aynıdır. Ortohidrojende ise spinler ters işaretlidir. Oda sıcaklığında hidrojenin %71'i ortohidrojen, %25'i parahidrojendir. Döteryum ve trityum, hidrojenin izotoplarıdır. Hidrojen en çok Haber yöntemiyle amonyak üretiminde, ayrıca hidrojenasyon, petrol arıtımı ve metal tasfiye işlemlerinde, metanol ve hidrojen klorür üretiminde kullanılır. Yanıcı olduğundan balon ya da hava gemileri artık hidrojen yerine helyum ile doldurulmaktadır. Sıvı hidrojen roket motorlarında yakıt olarak kullanılır.
HİDROJEN ELEMENTİNİN KULLANIM ALANLARI :
Ticari gübrelere azot bağlanmasında, katı ve sıvı yağların doyurulma işleminde (hidrojenasyon), metanol, amonyak ve hidroklorik asit gibi bileşiklerin eldesinde kullanılır. Kaynak yapımında, hidrojen balonlarını şişirmede ve petrolün işlenmesinde kullanılmasının yanında, şimdilik daha çok roketlerde olmak üzere yakıt olarak da kullanılır. "Hidrojen Yakıt Gözeleri", hidrojen gazından elektrik enerjisi eldesi için geliştirilmekte olan bir teknolojidir. Çevre dostu hidrojen, doğal gaz ve benzine alternatif olarak kabul edilmesinin yanında, kimyasal işlemlerde, metalürjide ve rafinerilerde de kullanılabilecek niteliktedir. Döteryum ve trityum izotopları da, nükleer fisyon ve füzyon işlemlerinde kullanılmaktadır.
