طريقة صناعة الصابون السائل باحترافية وجودة عالية

الهيدروجين | اكتشافه -مصادره -استخداماته

• العدد الذري: 1
• الرمز الذري: H
• الوزن الذري: 1.0079
• التوزيع الإلكتروني : 1s1

 يقع الهيدروجين في الجدول الدوري ضمن عناصر الدورة الأولى وفوق عناصر المجموعة الأولى , وهو غاز عديم اللون والرائحة، سريع الاشتعال، غير سام في الشروط القياسية .

تاريخ عنصر الهيدروجين

• تم تحضير الهيدروجين منذ سنوات عديدة قبل أن يتم التعرف عليه على أنه مادة متميزة عن باقي الغازات القابلة للأشتعال من قبل كافنديش عام 1776م .
• سمى العالم لافوازييه هذا العنصر بالهيدروجين .
• الهيدروجين هو اكثر العناصر وفرة في الكون ، والعناصر الأثقل كانت في الأصل مصنوعة من الهيدروجين أو من عناصر أخرى صنعت في الأصل من الهيدروجين .

مصادر عنصر الهيدروجين

• يشكل الهيدروجين أكثر من 90٪ من جميع الذرات أو ثلاثة أرباع (75%) من كتلة الكون .
• يوجد الهيدروجين في النجوم ويلعب دورًا مهمًا في إمداد الكون بالطاقة ، من خلال تفاعل بروتون-بروتون ودورة الكربون والنيتروجين - عمليات اندماج الهيدروجين النجمي والتي تطلق كميات هائلة من الطاقة عن طريق الجمع بين الهيدروجين لتكوين الهيليوم.
• يبلغ إنتاج الهيدروجين في الولايات المتحدة وحدها حوالي 3 مليارات قدم مكعب سنويًا.

يتم تحضير الهيدروجين من خلال :

1. بخار على كربون ساخن .
2. تحلل بعض الهيدروكربونات بالحرارة.
3. تأثير هيدروكسيد الصوديوم أو هيدروكسيد البوتاسيوم على الألومنيوم .
4. التحليل الكهربائي للماء .
5. الإزاحة من الأحماض بواسطة معادن معينة.

• يعتبر الهيدروجين السائل مهمًا في علم التبريد وفي دراسة الموصلية الفائقة ، حيث أن نقطة انصهاره هي فقط 20 درجة فوق الصفر المطلق.
• يتم إنتاج التريتيوم بسهولة في المفاعلات النووية ويستخدم في إنتاج القنبلة الهيدروجينية.
• الهيدروجين هو المكون الأساسي للمشتري والكواكب الغازية العملاقة الأخرى.
• في الأعماق لبعض الكواكب الضغط الداخلي كبير جدًا لدرجة أن الهيدروجين الجزيئي الصلب يتحول إلى معدن صلب .
• تشير التوقعات إلى أن الهيدروجين المعدني قد يكون ثابتًا ، بينما البعض الآخر توقع أنه سيكون موصلًا فائقًا في درجة حرارة الغرفة

مركبات الهيدروجين

• على الرغم من أن الهيدروجين النقي هو غاز ، فإننا نجد القليل جدًا منه في غلافنا الجوي.
• غاز الهيدروجين خفيف جدا .
• أن الهيدروجين غير المتجمع سوف يكتسب سرعة كافية من الاصطدام مع الغازات الأخرى لذلك سيتم طرده بسرعة من الغلاف الجوي.
• على الأرض ، يتواجد الهيدروجين بشكل رئيسي مع الأكسجين في الماء ، ولكنه موجود أيضًا في المواد العضوية مثل النباتات الحية ، والبترول ، والفحم ، وما إلى ذلك
• العنصر الحر في الغلاف الجوي ، ولكن فقط في حدود أقل من 1 جزء في المليون من حيث الحجم.
• أخف من جميع الغازات ، يتحد الهيدروجين مع عناصر أخرى - أحيانًا انفجارية - لتشكيل المركبات .

استخدامات الهيدروجين

• تطلب كميات كبيرة من الهيدروجين تجاريا لتثبيت النيتروجين من الهواء في انتاج الأمونيا بطريقة هابر -بوش ولهدرجة الدهون والزيوت.
• كما أنه يستخدم بكميات كبيرة لأنتاج الميثانول ، وفي الألكلة الهيدروجينية والتكسير الهيدروجيني وإزالة الكبريت بالهيدروجين.
• تشمل الاستخدامات الأخرى وقود الصواريخ واللحام وإنتاج حمض الهيدروكلوريك وتقليل الخامات المعدنية وملء البالونات .
• تبلغ قوة الرفع ل1قدم مكعب من غاز الهيدروجين حوالي 0.07 رطل عند الدرجة 0 مئوية والضغط 760مم زئبقي .
• وقد أظهرت عدة دراسات بالتوجه إلى استخدام الهيدروجين كحامل مستقبلي للطاقة كبديل لمصادر الطاقة الحالية وسمي "بأقتصاد الهيدروجين" لكنها تحتاج إلى بنية تحتية مرتفعة جدا من حيث التكاليف وعندها يمكن أن يحل الهيدروجين مكان الغاز الطبيعي وغيرها من المشتقات النفطية ، ويمكن ان يعمل الهيدروجين كعامل أختزال في علم المعادن والمعالجة الكيميائية والتكرير ..
• إن خلية الوقود الهيدروجيني من التقنيات المتطورة والتي ستسمح بالحصول على كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية باستخدام غاز الهيدروجين .
• يمكن استخدام الهيدروجين لتحويل النفايات إلى الميثان والأيثيلين .

أشكال الهيدروجين الجزيئي

• إذا تحدثنا عن الهيدروجين الطبيعي بغض النظر عن النظائر ، فقد تبين أن غاز الهيدروجين في الظروف العادية عبارة عن خليط من نوعين من الجزيئات وهي أورثو وبارا الهيدروجين واللذان يختلفان عن بعضهما البعض باتجاه اللف المغزلي للبروتون ففي حالة الهيدروجين اورتو فإن البروتونين يقومان بلف مغزلي موازي اما في حالة الهيدروجين بارا فإن اللف المغزلي لبروتوني النواة يكون في إتجاه معاكس ، ويحتوي الهيدروجين الطبيعي في درجة حرارة الغرفة على 25% من الشكل بارا Bara و 75% من الشكل اورثو .
• لايمكن تحضير الشكل أورثو في الحالة النقية ويعود ذلك لأن الشكلين مختلفين في الطاقة ويختلفان بالخصائص الفيزيائية أيضا .
• إن درجات انصهار وغليان الباراهيدروجين أقل بحوالي 0.1 درجة مئوية من درجات انصهار وغليان الهيدروجين العادي .

نظائر الهيدروجين

للهيدروجين 3 نظائر رئيسية وهي :

1. ال 1H ويدعى البروتيوم ويرمز له H ويتوفر بمقدار 99.98%
2. ال 2H ويدعى الديتريوم ويرمز له D (بروتون ونيوترون)
3. ال 3H  ويدعى التريتيوم ويرمز له T ( بروتون ونيوترونان)

ويعتبر الهيدروجين العنصر الوحيد الذي لنظائره أسماء مختلفة ، أما باقي العناصر يشار إليها بأسم العنصر مرفقا بعدد النيوترونات في النواة .

ويستخدم كل من الديتريوم والتريتيوم كوقود للمفاعلات في الأندماج النووي .