Vanlige øre og forbindelser av hydrogen

 

Historie

Hydrogen ble isolert og identifisert av den engelske kjemikeren Henry Cavendish i 1776. Det er det letteste elementet, bestående av en enkelt proton, en enkelt elektron og i sin vanligste isotop ingen neutroner for en atomvekt på 1,00794. Det er også det aller største elementet i universet, da de fleste stjerner er laget nesten helt av hydrogenplasma. Ren hydrogen (H2) er sjelden på jorden, men hydrogen er utbredt som en bestanddel av vann, hydrokarboner og de fleste andre organiske forbindelser, ammoniakk og syrer. Fordi det er det enkleste atomet, studerte hydrogenatomerens atomegenskaper i utviklingen av kvantfysikk i forrige århundre. Vann med høy konsentrasjon av deuterium, en isotop av hydrogen som inkluderer ett nøytron, kalles 'tungt vann' og brukes til å avkjøle og kontrollere fissjonshastigheten i atomreaktorer.

Produksjon

Hydrogen er mest isolert ved kjemiske reaksjoner som involverer vann eller syrer eller ved elektrolyse. Når overopphetet damp overføres over en metalloverflate som jern, sink eller magnesium) oksyderer metallet og frigjør hydrogen. Når syrer som svovelsyre eller saltsyre reagerer med metaller, frigjøres hydrogen. Elektrolyse er spalting av et vannmolekyl for å produsere hydrogen og oksygen ved å sende strøm gjennom en saltløsning. Industriell produksjon av hydrogen utføres vanligvis ved en variasjon av damp / jern-interaksjon eller ved elektrolyse, sistnevnte gir det reneste produktet.

Forekomst

Hydrogen er ikke en bestanddel av bergarter, mineraler og malm, og finnes i jordens skorpe som vann eller hydrokarboner (metan, naturgass, petroleum) som gjennomsyrer porøs stein i vannfeller eller andre underjordiske forekomster.

Bruker

Hydrogen brukes i utvinning av metaller fra oksidmalm, da hydrogen over overopphetede oksider overfører oksygen fra malmen, etterlater det rene metallet bak. Den brukes også i raffinering av petroleum og produserer hydrokarboner fra kull og for å omdanne flytende dyr eller vegetabilske oljer til faste mettede fettstoffer til næringsmiddelindustrien. Hydrogen ble en gang mye brukt i lettere enn luftfartøy som ballonger, blimps og zeppelins, men fordi den er svært brennbar med luft, har den blitt erstattet i denne rollen av inertgasshelium.

Fremtid

Hydrogen er sett på som et potensielt alternativt drivstoff for biler og andre kjøretøy, med hydrogenbrenselceller som allerede er i bruk på enkelte elektriske kjøretøyer, og studier og tester pågår ved å undersøke bruken av hydrogen i forbrenningsmotorer. I tillegg er deuterium sett på som et mulig drivstoff for fusjonsreaktorer, som ennå kun er konseptuelle. Hydrogen er det vanligste elementet i universet og allestedsnærværende på jorden som en bestanddel av vann og andre forbindelser. Den produseres i ren form ved hjelp av flere kjemiske eller elektrokjemiske prosesser, og har industrielle anvendelser innen raffinering av metaller og hydrokarbonprodukter, næringsmiddelindustrien, alternative brensel og kjernekraftindustrien.