水素の利用

水素は地球上で不可欠な元素の 1 つであり、既知の元素の中で最も基本的な原子構造を持っています。水素はすべての生物の生存に不可欠です。さまざまな化合物と共存し、さまざまな機能を実現します。水素は、その物理的および化学的特性により、最も重要でユニークな元素の 1 つです。この章では、水素の特徴やさまざまな化合物など、水素について詳しく説明します。

水素とその自然界における存在

最も単純な原子構造 H2 を持つ水素は、宇宙で最も豊富な元素であり、地球の表面では 3 番目に豊富です。それは元素状態の二原子分子であるため、H2です。この要素は、水、地殻、さらには環境など、自然界のさまざまな形で見つけることができます.また、同じ番号を持つ元素である同位体が存在します。電子の数ですが、中性子の数は可変です。プロチウム、重水素、トリチウムは 3 つの同位体です。同位体には、1 つ、2 つ、および 3 つの中性子が存在します。

水素の物理的性質

水素の化学的性質

結合解離のエンタルピーは、水素の化学的特性のすべてを決定します。 H-H 結合を切断し、他の原子との新しい結合を作成するために必要なエネルギー量は、必要なエネルギー量によって決まります。新しい結合を確立するために必要なエネルギーが高い場合、新しい分子を生成する可能性は、必要なエネルギーが低い場合よりも低くなります.

水素の使用

• 水素はアンモニアの製造に利用され、硝酸と窒素ベースの肥料の製造に使用されます。
• 綿実、大豆などの植物油を水素化すると、バナスパティ脂肪の生成に利用される二水素が生成されます。
• メタノールを含む多くの有機化合物の製造に使用されます。コバルト触媒の存在下で、CO (g) は 2H2 (g) と反応してメタノールを生成します。
• 主に金属水素化物の製造に利用されます。
• 貴重な化学物質である塩化水素を生成するには、水素が必要です。
• 冶金プロセスで強力な金属酸化物を金属に変換するために使用されます。
• 溶接と切断は原子水素と酸水素トーチで行われます。溶接する表面に電気アークを当てて水素を分解すると、4000K の高温で水素原子が生成されます。
• 宇宙研究でロケット燃料として使用されます。
• 水素は燃料電池で発電に利用されます。この種のエネルギーは、従来の化石燃料やその他のエネルギー源に比べていくつかの利点があります。危険な要素を環境に放出して空気を汚染することはありません。ガソリンやその他の燃料と比較して、燃料の単位質量あたりにより多くのエネルギーを生成します。

水素化合物とその重要性

水: 水は何よりもまず、地球上のすべての生物種の構成要素です。人間の体には最大 65% の水が含まれていますが、植物には最大 95% の水が含まれています。人類は長い間、水の重要性を生活の必需品および重要な溶媒として認識してきました.

水素化物: 水素は、特定の条件下で希ガスを除くすべての元素と反応すると、水素化物を形成します。 M が成分の場合、MxHy はその元素の水素化物です。化学産業では、水素化物は非常に重要です。これらは次の 3 つのカテゴリに分類されます。

• 生理食塩水またはイオン性水素化物
• 分子または共有水素化物
• 非化学量論的または金属水素化物

水素化物は、電子不足、不揮発性、結晶構造、電子効率などの特徴を持っています。ただし、工業用電気化学の分野では重要な役割を果たします。

過酸化水素: もう1つの重要な水素成分は過酸化水素です。過酸化水素は化学的に二酸化二水素としても知られており、強力な還元剤です。近代の黎明期から産業からの公害を管理するために採用されてきました。過酸化水素は、高温反応によって生成される化学分子です。

結論

上記の記事では、水素の定義、化学構造、および用途について読みました。最も単純な原子構造 H2 を持つ水素は、宇宙で最も豊富な元素であり、地球の表面では 3 番目に豊富です。研究所、産業、機関でさまざまな化学プロセスによって調製されます。これは、ロケットの燃料として使用される最も重要な化合物の 1 つであり、冶金の還元剤として、植物性ギーの生産などに使用されます。水素のさまざまな化合物は、水、水素化物、過酸化水素です。