Hidrojen Nedir

1-)Alm. Wasserstoff (m), Fr. Hydrogene (m), İng. Hydrogen. Sembolü H olan renksiz, kokusuz, tatsız ve tabiatta oldukca bol bulunan kimyasal bir element.

Özellikleri: Peryodik cetvelde birinci elementtir. Atom ağırlığı 1,00797, yoğunluğu 0,0899 g/1, kaynama noktası -252,76°C ve erime noktası -259,06°C'dir. Sıvı hidrojenin yoğunluğu 0,070 g/cm3tür. Kristal halindeki yoğunluk ise 0,088 g/cm3tür. 1H, 2H, 3H şeklinde üç tane izotopu vardır. En hafifi ve en çok bulunanı kütle numarası 1 olan (1H) izotopudur. Bu izotopa protiyum da denir. Bir proton ve bir elektrondan meydana gelmiştir.

Döteryum, 2H olup kararlı izotoptur ve çekirdeğinde bir proton ile bir nötron vardır. Tabii olarak meydana gelen hidrojen yaklaşık % 0,0156 kadar döteryum izotopu ihtiva eder. Aynı şekilde tabii su, az oranda döteryum oksit (D2O, ağır su) ihtiva eder.

Trityumun (3H) çekirdeğinde 2 nötron 1 proton bulunur. Trityum radyoaktif element olup, yarılanma süresi yaklaşık 12,5 yıldır. Trityum tabii olarak eser miktarda bulunur. Nükleer reaktörlerde elde edilir ve "reaksiyon mekanizması"nı inceleyen ilim adamları tarafından geniş ölçüde kullanılır.

Hidrojen, iki atomlu moleküler yapıya sahiptir. Hidrojen molekülünden serbest hidrojen atomu elde etmek için çok büyük enerjiye ihtiyaç vardır. Serbest hidrojen atomları tekrar molekül vermek üzere birleşirken çok miktarda ısı ve enerji salar (103,4 kcal). Bir tane olan elektronunu kaybetmiş hidrojen atomu 1+ yüklü olur ve buna proton denir. Proton daima bileşik halindedir. Yalnız başına bulunmaz. Ancak iyonlaştırılmış gaz içinde bulunabilir. Suda iyonlaşma sonucu meydana gelen proton, su molekülü ile birleşerek hidronyum iyonunu (H3O+) meydana getirir.

Hidrojen atomları arasındaki bağ hemen hemen kovalenttir. Moleküllerde iki hidrojen çekirdeği arasındaki mesafe 0,74 Å'dur. Hidrojenin indirgen özelliği vardır. Metal oksidleri metale kadar indirgeyebilir. Doymamış organik ve azot bileşikleri hidrojen ile doyurulabilir.

Bulunuşu: Hidrojen tabiatta çok yaygın olarak bulunur. Bileşikleri yönünden de en zengin elementtir. Dünyayı meydana getiren elementler arasında atom yüzdesi olarak, 15,5, ağırlık yüzdesi olarak da 0,8'dir. En çok, su bileşiğinde, azotlu bileşiklerde ve karbonlu bileşiklerde bulunur.

Hidrojen serbest halde az olarak tabii gaz kuyularında, kömür depolarında ve organik bozulmalarda bulunur. Atmosferin yeryüzüne yakın yerlerinde ortalama % 5.10-5 oranında bulunur. Atmosferin yüksek kısımlarında daha yoğundur. Güneş ve yıldızlarda da mevcut olduğu spektral analizlerle anlaşılmıştır.

Elde edilişi: Hidrojen ticari olarak en çok hidrokarbon yakıtlarından, çeşitli metodlar uygulanarak elde edilir. Metan, etan ve bazı hafif hidrokarbonlar, 650 ila 1000°C arasında nikelin katalitik etkisi ve buhar ile muamele edilir. Bu işlemin sonunda hidrojen ve karbonun oksidleri elde edilir.

Kızgın kok üzerinden sıcak su buharı geçirilerek karbonmonoksit (CO) ve hidrojen elde edilir ki bu karışıma sugazı denir.

Kömürün koklaştırılması sırasında da hidrojen elde edilir.

Laboratuvar çapında hidrojen aktif metallere asit etki ettirmekle:

Zn + H2SO4 ® ZnSO4 + H2

ve suyun elektrolizi ile elde edilir:

2H++ 2e ® H2 (katodda) 2OH--2e ® H2O+ 1/2O2 (anotta)

Keşfedilişi: 1776 yılında Sir H.Cavendish tarafından çinko, kalay ve demire seyreltik sülfat veya hidroklorik asit etki ettirilerek elde edildi. H.Cavendish hidrojenin hava ile karışımının su buharı vermek üzere patladığını gördü ve bu elemente tutuşucu hava ismini verdi. 1783'te Atoine Lavoisier bu elemente hidrojen ismini verdi ki bunun manası su meydana getirici demektir. Hidrojenin kendinden daha ağır iki izotopu olan D ve T, 150 yıl sonra keşfedildi. Döteryum 1931'de ağır sudan elde edildi. Trityum ise 1934'te bulundu.

Bileşikleri: Hidrojenin bileşikleri diğer elementlerinkinden daha fazladır. Çünkü, asal (necip) gazlar haric bütün elementler ile reaksiyon verir. Hidrojenin herkes tarafından bilinen ve tabiatta çok miktarda bulunan bileşiği sudur. Su ve karbondioksid bileşiklerinde hidrojen, daha elektronegatif olan elemente kovalent bağla bağlıdır. Mamafih hidrojen atomları daha elektro pozitif olan alkali metallerle ve kalsiyum, baryum gibi, elementlerle iyonik bileşikler teşkil edebilir.

Ortaya çıkan ve hidrür denilen bileşikler suda hidrojen vererek ayrışır.

Hidrojenin flor, klor, brom veya iyot ile yaptığı bileşiklerin sudaki çözeltileri asittir. Diğer yaygın asitlerin bileşikleri nitrat (HNO3), sülfat (H2SO4) ve fosfat (H3PO4) asitleridir. Hidrojen iyonlarının bir çözeltideki konsantrasyonu pH cinsinden ifade edilir. (Bkz. PH cetveli)

Reaksiyona girme kabiliyeti pek fazla olmamakla beraber ısı veya güneş ışığı gibi bazı şartlar altında oksijen ve klorla patlama şeklinde reaksiyon verir. İçerisinde % 4 ile % 74 arasında hidrojenle ihtiva eden hava yanıcı ve patlayıcıdır. Hidrojen, oksijen ile yakıldığında çok yüksek sıcaklıkta bir alev elde edilir. Oda sıcaklığında hidrojenle oksijen arasındaki reaksiyon, çok tanecikli platin katalizörü olmadığında çok yavaştır. Hidrojen 700°C'de pratik olarak anında tutuşur.

Halojenler, bor ve benzeri elementlerle, verdiği bileşikler uçucudur. Metallerin elektropozitif karakterlerine bağlı olarak iyon bağlı veya kovalent bağlı bileşikler verir.

Kullanılışı: Hidrojen üretiminin üçte ikisi amonyak elde edilmesinde kullanılır. İkinci derecede önemli kullanma alanı petrol rafinasyonundaki katalitik parçalama işlemidir. Üçüncü derece kullanıldığı alan metanol imalatıdır. Bundan başka yağların hidrojene edilmesinde de kullanılır. Doymamış, yağların hidrojenlendirilmesi ile margarin elde edilir (Bkz. Hidrojenlendirme). Hidrojenlendirme işi aynı zamanda birçok organik bileşiklerin imalatında da kullanılır. Plastik madde yapımında plastifiyan olarak kullanılır. Metalurjide kaynak işlerinde yakıt olarak kullanılır.

Hidrojen yandığı zaman çevreye kirletici artıklar vermemektedir. Bu yüzden otomobillerde yakıt olarak kullanılmak istendiğinden bu konuda çalışmalar yapılmaktadır.

2-)Oksijenle birleşerek suyu oluşturan, atom numarası 1, rengi, kokusu ve tadı olmayan bir gaz, müvellidülma (simgesi H).

3-)Hidrojen, 16.yy'da Paracellus tarafından keşfedilmiş, ilk defa 1766'da Cavandish tarafından çalışılmış ve daha sonra yakıldığında su elde edildiğini bulmuştur. 1898'de Dewar sıvı ve katı hidrojen elde etmiştir.Amonyak ve metanol sentezinde , metal oksit minerallerinin indirgenmesinde kullanılır.

4-)Renksiz, kokusuz, tatsız, yanmaz bir gaz elementi. A. A. 1 .008, A. S. 1.

Bu bilgi faydalı oldu mu ?