fbpx
Wikipedia

Waterstof

1 waterstofhelium


H

Li
Algemeen
Naam, simbool, getal waterstof, H, 1
Chemiese reeks niemetaal
Groep, periode, blok 1, 1, s
Atoommassa 1,00794 g/mol
Elektronkonfigurasie 1s1
Elektrone per skil 1
CAS-registernommer 1333-74-0
Fisiese eienskappe
Toestand gas
Smeltpunt 13,99 K
(−259,16 °C)
Kookpunt 20,271 K
(−252,879 °C)
Digtheid (0 °C, 101.325 kPa)
23,2 g/L
Voorkoms
Atoomeienskappe
Oksidasietoestande −1, +1
Ionisasie-energieë 1ste: 1 312,0 kJ/mol
Atoomradius 25 (53) pm
Kovalente radius 37 pm
Van der Waals-radius 120 pm
Kristalstruktuur heksagonaal
Verdampingswarmte 0,44936 kJ/mol
Smeltingswarmte 0,05868 kJ/mol
Spoed van klank 1 270 m/s
Henry se konstante 7,8 x 10-4 [L/mol.Atm]; 540 [K]
Diverse
Elektronegatiwiteit 2,2 (Skaal van Pauling)
Warmtekapasiteit (25 °C) 14 304 J/(mol·K)
Termiese geleidingsvermoë (300 K) 0,1815 W/(m·K)
Geskiedenis
Ontdek 1766
Ontdek deur Henry Cavendish
Genoem na Grieks vir "watervormer"
Vernaamste isotope
Hoofartikel: Isotope van waterstof
iso NV halfleeftyd VM VE (MeV) VP
1H 99,98% H is stabiel met 0 neutrone
2H 0,02% H is stabiel met 1 neutrone
3H spore 12,32 y β 0,01861 3He
Verwysings

Waterstof is die chemiese element met atoomgetal 1. Dit word voorgestel deur die simbool H. By standaardtemperatuur en -druk, is waterstof 'n kleurlose, reuklose, nie-metaalagtige, smaaklose en hoogs vlambare diatomiese gas met die molekulêre formule H2. Met 'n atomiese gewig van 1,00794, is waterstof die ligste element.

Waterstof is die volopste chemiese element en vorm rofweg 75% van die heelal se elementêre massa. Sterre in die hoofreeks bestaan hoofsaaklik uit waterstof in sy plasmatoestand. Elementêre waterstof is relatief skaars op die Aarde. Industriële produksie is meestal uit koolwaterstowwe soos metaan. Die twee grootste gebruike is in die verwerking van fossielbrandstowwe (bv., hidrokraking) en ammoniakproduksie hoofsaaklik vir die bemestingmark. Waterstof kan vervaardig word deur die elektrolise van water wat beduidend meer kos as die produksie daarvan uit aardgas.

Die mees algemene isotoop van waterstof is protium met 'n enkele proton sonder neutrone. In ioniese verbindings kan dit 'n positiewe lading aanneem ('n katioon gevorm uit 'n ontblote proton) of 'n negatiewe lading ('n anioon, bekend as 'n hidried). Waterstof vorm verbindings met die meeste elemente en is aanwesig in water en die meeste organiese verbindings. Dit speel 'n baie belangrike rol in suurbasis-chemie met baie reaksies wat protone uitruil tussen oplosbare molekules. As die enigste neutrale atoom met 'n analitiese oplossing teenoor die Schrödinger-vergelyking, het die studie van energiekunde en die binding van die waterstofatoom 'n sleutelrol gespeel in die ontwikkeling van kwantummeganika.

Waterstof is ’n bron van kommer in metallurgie: dit verbros baie metale en maak so die ontwerp van pyplyne en stoortenks ingewikkeld. Waterstof is hoogs oplosbaar in baie seldsame aard- en oorgangsmetale en is oplosbaar in beide kristal- en amorfiese metale. Waterstof se oplosbaarheid in metale word beïnvloed deur lokale vervormings of onsuiwerhede in die kristalverband.

Inhoud

'n Ruimtependeltuig se hoofenjin verbrand waterstof met suurstof, wat 'n bykans onsigbare vlam voortbring.

Waterstofgas (diwaterstof) is hoogs vlambaar en sal in lug brand as dit tussen 4% en 75% gekonsentreer is. Die temperatuur waarteen dit spontaan in lug ontvlam, is 500 °C.

Waterstofspektrum-eksperiment

Waterstof is die ligste chemiese element en die algemeenste isotoop bestaan uit slegs 'n enkele proton en 'n elektron. By STD-toestande vorm waterstof 'n diatomiese gas, H2, met 'n kookpunt so laag as 20,27 K en 'n smeltpunt van 14,02 K. Onder uitsonderlik hoë druk, soos dié by die kern van gasreuse, verloor die molekules hulle identiteit en word die waterstof 'n vloeibare metaal. Onder uitsonderlik lae druktoestande wat in die ruimte ervaar word, is waterstof geneig om as enkele atome te bestaan, om die eenvoudige rede dat daar nie ander atome is om mee te kombineer nie; molekulêre wolke H2 vorm in die ruimte en is betrokke by stervorming.

Die element speel 'n noodsaaklike rol in energie-opwekking in die heelal deur die proton-proton-reaksie en die koolstof-stikstofsiklus. (Daar is kernfusieprosesse wat groot hoeveelhede energie vrystel deur die samemelting van twee waterstofatome om een heliumatoom te vorm).

Die waterstofatoom

Die waterstofatoom is 'n atoom van die element waterstof. Dit bestaan uit 'n enkele negatief gelaaide elektron, wat om 'n positief gelaaide proton wentel, wat die kern van die waterstofatoom vorm. Die elektron word aan die proton gebind deur Coulombiese kragte.

Groot hoeveelhede waterstof word benodig in die chemiese nywerheid, veral in die Haber-proses vir die vervaardiging van ammoniak, die hidrogenasie van vette en olies en die produksie van metanol. Verder word waterstof gebruik in hidro-dealkilering, hidro-ontswaeling en hidrokrakingsprosesse.

Ander gebruike van waterstof is:

  • Die element word gebruik in die vervaardiging van soutsuur, sweiswerk en die reduksie van metaalerts.
  • Dit word gebruik as vuurpylbrandstof.
  • Vloeibare waterstof word in kriogeniese navorsing gebruik, insluitende supergeleier-studies.
  • Aangesien waterstof veertien en 'n half keer ligter as lug is, is dit eens algemeen gebruik as 'n dryfgas in lugballonne en lugvaartuie. Die gebruik daarvan is egter gestaak na die Hindenburg-ramp die publiek oortuig het dat die gas te gevaarlik is vir dié doel. Nogtans oorweeg deskundiges ná die oliekrisis van 1973 om waterstofaangedrewe passasiersvliegtuie as 'n alternatief tot kerosienenjins te ontwikkel. Die eerste Russiese passasiersvliegtuig wat vloeibare waterstof as brandstof gebruik, die Toepolef-155 ('n gemodifiseerde Toepolef-154-straler), is op 15 April 1988 suksesvol getoets.
  • Deuterium, 'n waterstofisotoop (waterstof-2) word gebruik in kernsplytings as 'n moderator om neutrone te vertraag en word ook gebruik in kernfusiereaksies.
  • Stowwe wat deuterium bevat, vind ook toepassing in chemie en biologie asook in studies van isotoop-effekte in reaksies.
  • Tritium (waterstof-3), word vervaardig in kernreaktors en word gebruik om waterstofbomme te vervaardig.
  • Dit word ook gebruik as 'n isotoopmerker in die biologiese wetenskappe en as 'n bestralingsbron in weerkaatsende verwe.
  • Waterstof kan verbrand word in interne verbrandingsmotors en 'n vloot waterstofbrandende motors word tans deur Chrysler-BMW aangehou. Waterstof in brandstofselle word ondersoek as moontlike goedkoop, besoedelingsvrye kragbronne.

Waterstof is in 1776 deur Henry Cavendish die eerste keer as 'n suiwer chemiese stof geïdentifiseer. Antoine Lavoisier het die element in 1787 sy naam gegee in Frans, naamlik hydrogen, wat letterlik "watermaker" beteken. Deur middel van 'n spektraalanalise het die Duitse navorsers Kirchhoff en Bunsen in 1861 bewys dat waterstof 'n bestanddeel van die son is – en gevolglik die element moet wees wat die meeste in ons sonnestelsel voorkom.

Waterstof is die element wat die meeste in die natuur voorkom. Meer as 75% van die massa van alle materie en meer as 90% van al die atome bestaan uit waterstof. Die element kom in oorvloed voor in sterre en groot planete (gasreuse).

Relatief tot sy groot oorvloed elders in die heelal is suiwer waterstof baie skaars in die aarde se atmosfeer (1 dpm (dele per miljoen) op 'n volumebasis). Die algemeenste bron vir die element op aarde is water, wat bestaan uit twee dele waterstof en een deel suurstof (H2O). Ander bronne sluit in die meeste vorms van organiese stowwe (insluitende alle lewende wesens), fossielbrandstowwe naamlik (steenkool en ru-olie) asook aardgas. Metaan (CH4) wat verkry kan word as byproduk uit die ontbinding van organiese materiaal en wat ook 'n hoofkomponent van aardgas is, is 'n toenemend belangrike energiebron en is 'n belangrike bron van waterstof.

Waterstof kan voorberei word op verskeie maniere: stoom wat met verhitte koolstof reageer, koolwaterstofontbinding deur blootstelling aan hitte, reaksie van 'n sterk basis in 'n waterige oplossing met aluminium, elektrolise van water, of die verplasing van sure met sekere metale.

Kommersiële massaproduksie van waterstof geskied hoofsaaklik deur die ontbinding van aardgas teen hoë temperature in die teenwoordigheid van stoom en suurstof. Die proses staan bekend as metaanhervorming.

Waterstof vorm verbindings met die meeste elemente. Waterstof het 'n elektronegatiwiteit van 2,2 en dus vorm dit verbindings waar dit die meer nie-metaalagtige, asook waar dit die meer metaalagtige element is. Eersgenoemde verbindings word hidriede genoem, waar waterstof bestaan uit H- ione of slegs as 'n opgeloste stof binne-in 'n ander element soos in palladiumhidried. Laasgenoemde verbinding neig egter na 'n kovalente verbinding; aangesien die H+ ioon 'n ontblote kern met geen elektrone sal wees, het dit 'n sterk geneigdheid om elektrone na homself aan te trek. Albei tipe verbindings vorm sure. Dus sal 'n mens selfs in 'n suuroplossing ione soos hidronium (H3O+) kry vanweë die proton se sterk geneigdheid om aan iets te bind.

Waterstof verbind met suurstof om water te vorm, H2O, en die reaksie stel baie energie vry – soveel dat die verbranding van waterstof in lug eerder as 'n ontploffing beskryf kan word. Deuteriumoksied, of D2O, word ook dikwels "swaar water" genoem. Waterstof vorm ook 'n groot verskeidenheid verbindings met koolstof. As gevolg van hulle noue verbintenis met lewende organismes, word hierdie stowwe organiese verbindings genoem; die studie van dié verbindings word organiese chemie genoem.

Waterstof

Onder normale toestande is waterstofgas 'n mengsel van drie verskillende soorte molekules wat van mekaar verskil ten opsigte van die twee stabiele isotope:H2,HD enD2. Waterstofgas is hoofsaaklik protium, maar1H2 self kan nog verskil ten opsigte van die relatiewe spin van die twee nukleone. Die twee vorms staan bekend as orto en para-waterstof (dit verskil van isotope soos hieronder beskryf). In orto-waterstof is die spin van die nukleone parallel, terwyl dit in para-waterstof anti-parallel is. Teen standaardtoestande bestaan waterstof uit ongeveer 25% van die para-vorm en 75% van die orto-vorm (ook bekend as die "normale" vorm). Die ewewigsverhouding tussen die twee vorms hang van temperatuur af, maar aangesien die orto-vorm 'n hoër energievlak het, kan dit nie stabiel wees in die suiwer vorm nie. Teen lae temperature (omtrent by kookpunt), bestaan die ewewigsamestelling amper uitsluitlik uit die para-vorm.

Die omsettingsproses tussen die vorms is stadig en as waterstof vinnig verkoel en gekondenseer word, kan dit nog groot hoeveelhede van die para-vorm-atome bevat. Die verskynsel is belangrik vir die voorbereiding en stoor van vloeibare waterstof aangesien die orto-para-omsetting meer hitte genereer as die verdampingshitte van waterstof en 'n groot hoeveelheid waterstof verloor kan word deur verdamping etlike dae ná vervloeiing. Daarom word kataliste ingespan om die orto-para-omsetting te versnel tydens die waterstofverkoelingproses. Daar is ook 'n effense verskil tussen die fisiese eienskappe van die twee vorme. Die smelt- en kookpunte van para-waterstof is byvoorbeeld ongeveer 0,1 K laer as die van die "normale" orto-vorm.

Die mees algemene isotoop van waterstof is 1H. Dié stabiele isotoop het 'n kern wat bestaan uit 'n enkele proton; daarvandaan die beskrywende term (selde gebruik) protium vir 1H.

Die ander stabiele isotoop is deuterium, 2H, met 'n ekstra neutron in die kern. Deuterium beslaan 0,0184-0,0082% van alle waterstof (IUPAC); verhoudings van deuterium tot protium word gerapporteer relatief tot die VSMOW standaardverwysingswater.

Die derde waterstofisotoop is die radioaktiewe tritium, 3H. Die tritiumkern bevat twee neutrone en 'n proton.

Waterstof is die enigste element met verskillende name vir sy isotope. Die simbole D en T (i.p.v. 2H and 3H) word somtyds gebruik vir deuterium en tritium, hoewel dit nie amptelik goedgekeurde gebruik is nie. (Die simbool P word reeds gebruik om die element Fosfor aan te dui en kan dus nie gebruik word vir protium nie).

Waterstof is 'n hoogs ontvlambare gas wat brand teen konsentrasies so laag as 4% in lug. Dit reageer ook heftig met chloor en fluoor. Wanneer waterstof met suurstof gemeng word, brand dit met 'n ontploffing.

  1. .
  2. Palmer, David (13 September 1997). (in Engels). NASA. vanaf die oorspronklike op 29 Oktober 2014. Besoek op5 Februarie 2008.
  3. Staff (2007). (in Engels). Florida Solar Energy Center. vanaf die oorspronklike op 25 November 2019. Besoek op5 Februarie 2008.
  4. Rogers, H. C. (1999). "Hydrogen Embrittlement of Metals". Science. 159 (3819): 1057–1064. doi:. PMID .
  5. Christensen, C.H.; Nørskov, J.K.; Johannessen, T. (9 Julie 2005). (in Engels). Technical University of Denmark. Geargiveer vanaf op 8 Mei 2013. Besoek op28 Maart 2008.
  6. Takeshita, T.; Wallace, W.E.; Craig, R.S. (1974). "Hydrogen solubility in 1:5 compounds between yttrium or thorium and nickel or cobalt". Inorganic Chemistry. 13 (9): 2282–2283. doi:.
  7. Kirchheim, R. (1988). "Hydrogen in amorphous and nanocrystalline metals". Materials Science and Engineering. 99: 457–462. doi:.Onbekende parameter |coauthors= geïgnoreer (help)
  8. Kirchheim, R. (1988). "Hydrogen solubility and diffusivity in defective and amorphous metals". Progress in Materials Science. 32 (4): 262–325. doi:.
  9. . Geargiveer vanaf op 24 Desember 2012. Besoek op8 Maart 2009.
  10. Carcassi, M. N. (2005). "Deflagrations of H2–air and CH4–air lean mixtures in a vented multi-compartment environment". Energy. 30 (8): 1439–1451. doi:.Onbekende parameter |month= geïgnoreer (help);Onbekende parameter |coauthors= geïgnoreer (help)
  11. Chemistry Operations (15 Desember 2003). (in Engels). Los Alamos National Laboratory. vanaf die oorspronklike op 13 November 2010. Besoek op5 Februarie 2008.
  12. Durgutlu, Ahmet (2003-10-27). . ScienceDirect. Ankara, Turkey: Gazi University. 25 (1): 19–23. doi:. Geargiveer vanaf op 2008-04-18. Besoek op2008-04-06.
  13. . Specialty Welds. 2007. Geargiveer vanaf op 16 Julie 2011.
  14. Hardy, Walter N. (2003-03-19). . Physica C: Superconductivity. Vancouver, Canada: University of British Columbia. 388–389: 1–6. doi:. Geargiveer vanaf op 2008-12-01. Besoek op2008-03-25.
  15. Barnes, Matthew (2004). . The Great Zeppelins. Geargiveer vanaf op 2012-12-24. Besoek op2008-03-18.
  16. Emsley, John (2001). Nature's Building Blocks. Oxford: Oxford University Press. pp. 183–191. ISBN 0-19-850341-5.
  17. Reinsch, J (1980). . J. Biol. Chem. 255 (19): 9093–97. PMID . Geargiveer vanaf op 2008-04-15. Besoek op2008-03-24.Onbekende parameter |day= geïgnoreer (help);Onbekende parameter |month= geïgnoreer (help);Onbekende parameter |coauthors= geïgnoreer (help)
  18. Bergeron, Kenneth D. (January–February 2004). . Bulletin of the Atomic Scientists. Educational Foundation for Nuclear Science, Inc. 60 (1): 15. doi:. Besoek op2008-04-13.
  19. Holte, Aurali E.; Houck, Marilyn A.; Collie, Nathan L. (2004-11-03). . Experimental and Applied Acarology. Lubbock: Texas Tech University. 25 (2): 97–107. doi:. Besoek op2008-03-08.[dooie skakel]
  20. Quigg, Catherine T. (1984). . Bulletin of the Atomic Scientists. Chicago. 40 (3): 56–57. ISSN . Besoek op2008-04-15.Onbekende parameter |month= geïgnoreer (help)
  21. Stwertka, Albert (1996). A Guide to the Elements. Oxford University Press. pp. 16–21. ISBN 0-19-508083-1.
  22. Gagnon, Steve. (in Engels). Jefferson Lab. vanaf die oorspronklike op 2 Mei 2020. Besoek op5 Februarie 2008.
  23. Berger, Wolfgang H. (15 November 2007). (in Engels). University of California, San Diego. vanaf die oorspronklike op 16 April 2020. Besoek op12 Februarie 2008.
  24. Sandrock, Gary (2002-05-02). . Sandia National Laboratories. Geargiveer vanaf op 2012-12-24. Besoek op2008-03-23.
  25. (in Engels). Purdue University. vanaf die oorspronklike op 10 Mei 2020. Besoek op23 Maart 2008.
  26. . Dictionary.com (in Engels). Lexico Publishing Group. 2008. vanaf die oorspronklike op 24 September 2015. Besoek op23 Maart 2008.
  27. Staff (2003). (in Engels). Universal Industrial Gases, Inc. vanaf die oorspronklike op 23 November 2019. Besoek op5 Februarie 2008.
  28. Tikhonov, Vladimir I. (2002). "Separation of Water into Its Ortho and Para Isomers". Science. 296 (5577): 2363. doi:. PMID .Onbekende parameter |coauthors= geïgnoreer (help)
  29. Urey, Harold C. (1933). . Science. 78 (2035): 602–603. doi:. PMID . Besoek op2008-02-20.Onbekende parameter |coauthors= geïgnoreer (help)
Wikimedia Commons bevat media in verband met Waterstof.
Sien waterstof in Wiktionary, die vrye woordeboek.


Waterstof
waterstof, chemiese, element, atoomgetal, lees, ander, taal, wysig, waterstof, helium, periodieke, tabelalgemeennaam, simbool, getal, waterstof, 1chemiese, reeks, niemetaalgroep, periode, blok, satoommassa, 00794, molelektronkonfigurasie, 1s1elektrone, skil, 1. Waterstof chemiese element met atoomgetal 1 Lees in 039 n ander taal Hou dop Wysig 1 waterstof helium H Li Periodieke tabelAlgemeenNaam simbool getal waterstof H 1Chemiese reeks niemetaalGroep periode blok 1 1 sAtoommassa 1 00794 g molElektronkonfigurasie 1s1Elektrone per skil 1CAS registernommer 1333 74 0Fisiese eienskappeToestand gasSmeltpunt 13 99 K 259 16 C Kookpunt 20 271 K 252 879 C Digtheid 0 C 101 325 kPa 23 2 g LVoorkomsAtoomeienskappeOksidasietoestande 1 1Ionisasie energiee 1ste 1 312 0 kJ molAtoomradius 25 53 pmKovalente radius 37 pmVan der Waals radius 120 pmKristalstruktuur heksagonaalVerdampingswarmte 0 44936 kJ molSmeltingswarmte 0 05868 kJ molSpoed van klank 1 270 m sHenry se konstante 7 8 x 10 4 L mol Atm 540 K 1 DiverseElektronegatiwiteit 2 2 Skaal van Pauling Warmtekapasiteit 25 C 14 304 J mol K Termiese geleidingsvermoe 300 K 0 1815 W m K GeskiedenisOntdek 1766Ontdek deur Henry CavendishGenoem na Grieks vir watervormer Vernaamste isotopeHoofartikel Isotope van waterstof iso NV halfleeftyd VM VE MeV VP1H 99 98 H is stabiel met 0 neutrone2H 0 02 H is stabiel met 1 neutrone3H spore 12 32 y b 0 01861 3HeVerwysings Waterstof is die chemiese element met atoomgetal 1 Dit word voorgestel deur die simbool H By standaardtemperatuur en druk is waterstof n kleurlose reuklose nie metaalagtige smaaklose en hoogs vlambare diatomiese gas met die molekulere formule H2 Met n atomiese gewig van 1 00794 is waterstof die ligste element Waterstof is die volopste chemiese element en vorm rofweg 75 van die heelal se elementere massa 2 Sterre in die hoofreeks bestaan hoofsaaklik uit waterstof in sy plasmatoestand Elementere waterstof is relatief skaars op die Aarde Industriele produksie is meestal uit koolwaterstowwe soos metaan Die twee grootste gebruike is in die verwerking van fossielbrandstowwe bv hidrokraking en ammoniakproduksie hoofsaaklik vir die bemestingmark Waterstof kan vervaardig word deur die elektrolise van water wat beduidend meer kos as die produksie daarvan uit aardgas 3 Die mees algemene isotoop van waterstof is protium met n enkele proton sonder neutrone In ioniese verbindings kan dit n positiewe lading aanneem n katioon gevorm uit n ontblote proton of n negatiewe lading n anioon bekend as n hidried Waterstof vorm verbindings met die meeste elemente en is aanwesig in water en die meeste organiese verbindings Dit speel n baie belangrike rol in suurbasis chemie met baie reaksies wat protone uitruil tussen oplosbare molekules As die enigste neutrale atoom met n analitiese oplossing teenoor die Schrodinger vergelyking het die studie van energiekunde en die binding van die waterstofatoom n sleutelrol gespeel in die ontwikkeling van kwantummeganika Waterstof is n bron van kommer in metallurgie dit verbros baie metale 4 en maak so die ontwerp van pyplyne en stoortenks ingewikkeld 5 Waterstof is hoogs oplosbaar in baie seldsame aard en oorgangsmetale 6 en is oplosbaar in beide kristal en amorfiese metale 7 Waterstof se oplosbaarheid in metale word beinvloed deur lokale vervormings of onsuiwerhede in die kristalverband 8 Inhoud 1 Verbranding 2 Kenmerkende eienskappe 2 1 Die waterstofatoom 3 Gebruike 4 Geskiedenis 5 Voorkoms 6 Verbindings 7 Vorms 8 Isotope 9 Voorsorgmaatreels 10 Sien ook 11 Bronne 12 Verwysings 13 Eksterne skakelsVerbranding Wysig n Ruimtependeltuig se hoofenjin verbrand waterstof met suurstof wat n bykans onsigbare vlam voortbring Waterstofgas diwaterstof 9 is hoogs vlambaar en sal in lug brand as dit tussen 4 en 75 gekonsentreer is 10 Die temperatuur waarteen dit spontaan in lug ontvlam is 500 C Kenmerkende eienskappe Wysig Play media Waterstofspektrum eksperiment Waterstof is die ligste chemiese element en die algemeenste isotoop bestaan uit slegs n enkele proton en n elektron By STD toestande vorm waterstof n diatomiese gas H2 met n kookpunt so laag as 20 27 K en n smeltpunt van 14 02 K Onder uitsonderlik hoe druk soos die by die kern van gasreuse verloor die molekules hulle identiteit en word die waterstof n vloeibare metaal Onder uitsonderlik lae druktoestande wat in die ruimte ervaar word is waterstof geneig om as enkele atome te bestaan om die eenvoudige rede dat daar nie ander atome is om mee te kombineer nie molekulere wolke H2 vorm in die ruimte en is betrokke by stervorming Die element speel n noodsaaklike rol in energie opwekking in die heelal deur die proton proton reaksie en die koolstof stikstofsiklus Daar is kernfusieprosesse wat groot hoeveelhede energie vrystel deur die samemelting van twee waterstofatome om een heliumatoom te vorm Die waterstofatoom Wysig Die waterstofatoom is n atoom van die element waterstof Dit bestaan uit n enkele negatief gelaaide elektron wat om n positief gelaaide proton wentel wat die kern van die waterstofatoom vorm Die elektron word aan die proton gebind deur Coulombiese kragte Gebruike WysigGroot hoeveelhede waterstof word benodig in die chemiese nywerheid veral in die Haber proses vir die vervaardiging van ammoniak die hidrogenasie van vette en olies en die produksie van metanol Verder word waterstof gebruik in hidro dealkilering hidro ontswaeling en hidrokrakingsprosesse Ander gebruike van waterstof is Die element word gebruik in die vervaardiging van soutsuur sweiswerk en die reduksie van metaalerts 11 12 13 Dit word gebruik as vuurpylbrandstof Vloeibare waterstof word in kriogeniese navorsing gebruik insluitende supergeleier studies 14 Aangesien waterstof veertien en n half keer ligter as lug is is dit eens algemeen gebruik as n dryfgas in lugballonne en lugvaartuie 15 Die gebruik daarvan is egter gestaak na die Hindenburg ramp die publiek oortuig het dat die gas te gevaarlik is vir die doel Nogtans oorweeg deskundiges na die oliekrisis van 1973 om waterstofaangedrewe passasiersvliegtuie as n alternatief tot kerosienenjins te ontwikkel Die eerste Russiese passasiersvliegtuig wat vloeibare waterstof as brandstof gebruik die Toepolef 155 n gemodifiseerde Toepolef 154 straler is op 15 April 1988 suksesvol getoets Deuterium n waterstofisotoop waterstof 2 word gebruik in kernsplytings as n moderator om neutrone te vertraag en word ook gebruik in kernfusiereaksies 16 Stowwe wat deuterium bevat vind ook toepassing in chemie en biologie asook in studies van isotoop effekte in reaksies 17 Tritium waterstof 3 word vervaardig in kernreaktors en word gebruik om waterstofbomme te vervaardig 18 Dit word ook gebruik as n isotoopmerker in die biologiese wetenskappe en as n bestralingsbron in weerkaatsende verwe 19 20 Waterstof kan verbrand word in interne verbrandingsmotors en n vloot waterstofbrandende motors word tans deur Chrysler BMW aangehou Waterstof in brandstofselle word ondersoek as moontlike goedkoop besoedelingsvrye kragbronne Geskiedenis WysigWaterstof is in 1776 deur Henry Cavendish die eerste keer as n suiwer chemiese stof geidentifiseer Antoine Lavoisier het die element in 1787 sy naam gegee in Frans naamlik hydrogen wat letterlik watermaker beteken 21 Deur middel van n spektraalanalise het die Duitse navorsers Kirchhoff en Bunsen in 1861 bewys dat waterstof n bestanddeel van die son is en gevolglik die element moet wees wat die meeste in ons sonnestelsel voorkom Voorkoms WysigWaterstof is die element wat die meeste in die natuur voorkom Meer as 75 van die massa van alle materie en meer as 90 van al die atome bestaan uit waterstof 22 Die element kom in oorvloed voor in sterre en groot planete gasreuse Relatief tot sy groot oorvloed elders in die heelal is suiwer waterstof baie skaars in die aarde se atmosfeer 1 dpm dele per miljoen op n volumebasis Die algemeenste bron vir die element op aarde is water wat bestaan uit twee dele waterstof en een deel suurstof H2O Ander bronne sluit in die meeste vorms van organiese stowwe insluitende alle lewende wesens fossielbrandstowwe naamlik steenkool en ru olie asook aardgas Metaan CH4 wat verkry kan word as byproduk uit die ontbinding van organiese materiaal en wat ook n hoofkomponent van aardgas is is n toenemend belangrike energiebron en is n belangrike bron van waterstof 23 Waterstof kan voorberei word op verskeie maniere stoom wat met verhitte koolstof reageer koolwaterstofontbinding deur blootstelling aan hitte reaksie van n sterk basis in n waterige oplossing met aluminium elektrolise van water of die verplasing van sure met sekere metale Kommersiele massaproduksie van waterstof geskied hoofsaaklik deur die ontbinding van aardgas teen hoe temperature in die teenwoordigheid van stoom en suurstof Die proses staan bekend as metaanhervorming Verbindings WysigWaterstof vorm verbindings met die meeste elemente Waterstof het n elektronegatiwiteit van 2 2 en dus vorm dit verbindings waar dit die meer nie metaalagtige asook waar dit die meer metaalagtige element is Eersgenoemde verbindings word hidriede genoem waar waterstof bestaan uit H ione of slegs as n opgeloste stof binne in n ander element soos in palladiumhidried 24 Laasgenoemde verbinding neig egter na n kovalente verbinding aangesien die H ioon n ontblote kern met geen elektrone sal wees het dit n sterk geneigdheid om elektrone na homself aan te trek Albei tipe verbindings vorm sure Dus sal n mens selfs in n suuroplossing ione soos hidronium H3O kry vanwee die proton se sterk geneigdheid om aan iets te bind Waterstof verbind met suurstof om water te vorm H2O en die reaksie stel baie energie vry soveel dat die verbranding van waterstof in lug eerder as n ontploffing beskryf kan word Deuteriumoksied of D2O word ook dikwels swaar water genoem Waterstof vorm ook n groot verskeidenheid verbindings met koolstof As gevolg van hulle noue verbintenis met lewende organismes word hierdie stowwe organiese verbindings genoem die studie van die verbindings word organiese chemie genoem 25 26 Vorms Wysig Waterstof Onder normale toestande is waterstofgas n mengsel van drie verskillende soorte molekules wat van mekaar verskil ten opsigte van die twee stabiele isotope H2 HD en D2 Waterstofgas is hoofsaaklik protium maar 1H2 self kan nog verskil ten opsigte van die relatiewe spin van die twee nukleone 27 Die twee vorms staan bekend as orto en para waterstof dit verskil van isotope soos hieronder beskryf In orto waterstof is die spin van die nukleone parallel terwyl dit in para waterstof anti parallel is Teen standaardtoestande bestaan waterstof uit ongeveer 25 van die para vorm en 75 van die orto vorm ook bekend as die normale vorm 28 Die ewewigsverhouding tussen die twee vorms hang van temperatuur af maar aangesien die orto vorm n hoer energievlak het kan dit nie stabiel wees in die suiwer vorm nie Teen lae temperature omtrent by kookpunt bestaan die ewewigsamestelling amper uitsluitlik uit die para vorm Die omsettingsproses tussen die vorms is stadig en as waterstof vinnig verkoel en gekondenseer word kan dit nog groot hoeveelhede van die para vorm atome bevat Die verskynsel is belangrik vir die voorbereiding en stoor van vloeibare waterstof aangesien die orto para omsetting meer hitte genereer as die verdampingshitte van waterstof en n groot hoeveelheid waterstof verloor kan word deur verdamping etlike dae na vervloeiing Daarom word kataliste ingespan om die orto para omsetting te versnel tydens die waterstofverkoelingproses Daar is ook n effense verskil tussen die fisiese eienskappe van die twee vorme Die smelt en kookpunte van para waterstof is byvoorbeeld ongeveer 0 1 K laer as die van die normale orto vorm Isotope WysigDie mees algemene isotoop van waterstof is 1H Die stabiele isotoop het n kern wat bestaan uit n enkele proton daarvandaan die beskrywende term selde gebruik protium vir 1H 29 Die ander stabiele isotoop is deuterium 2H met n ekstra neutron in die kern Deuterium beslaan 0 0184 0 0082 van alle waterstof IUPAC verhoudings van deuterium tot protium word gerapporteer relatief tot die VSMOW standaardverwysingswater Die derde waterstofisotoop is die radioaktiewe tritium 3H Die tritiumkern bevat twee neutrone en n proton Waterstof is die enigste element met verskillende name vir sy isotope Die simbole D en T i p v 2H and 3H word somtyds gebruik vir deuterium en tritium hoewel dit nie amptelik goedgekeurde gebruik is nie Die simbool P word reeds gebruik om die element Fosfor aan te dui en kan dus nie gebruik word vir protium nie Voorsorgmaatreels WysigWaterstof is n hoogs ontvlambare gas wat brand teen konsentrasies so laag as 4 in lug Dit reageer ook heftig met chloor en fluoor Wanneer waterstof met suurstof gemeng word brand dit met n ontploffing Sien ook WysigPeriodieke tabel WaterstofbindingBronne WysigLos Alamos National Laboratory HydrogenVerwysings Wysig NIST Sander Palmer David 13 September 1997 Hydrogen in the Universe in Engels NASA Geargiveer vanaf die oorspronklike op 29 Oktober 2014 Besoek op 5 Februarie 2008 Staff 2007 Hydrogen Basics Production in Engels Florida Solar Energy Center Geargiveer vanaf die oorspronklike op 25 November 2019 Besoek op 5 Februarie 2008 Rogers H C 1999 Hydrogen Embrittlement of Metals Science 159 3819 1057 1064 doi 10 1126 science 159 3819 1057 PMID 17775040 Christensen C H Norskov J K Johannessen T 9 Julie 2005 Making society independent of fossil fuels Danish researchers reveal new technology in Engels Technical University of Denmark Geargiveer vanaf die oorspronklike op 8 Mei 2013 Besoek op 28 Maart 2008 Takeshita T Wallace W E Craig R S 1974 Hydrogen solubility in 1 5 compounds between yttrium or thorium and nickel or cobalt Inorganic Chemistry 13 9 2282 2283 doi 10 1021 ic50139a050 Kirchheim R 1988 Hydrogen in amorphous and nanocrystalline metals Materials Science and Engineering 99 457 462 doi 10 1016 0025 5416 88 90377 1 Onbekende parameter coauthors geignoreer help Kirchheim R 1988 Hydrogen solubility and diffusivity in defective and amorphous metals Progress in Materials Science 32 4 262 325 doi 10 1016 0079 6425 88 90010 2 University of Southern Maine Dihydrogen Geargiveer vanaf die oorspronklike op 24 Desember 2012 Besoek op 8 Maart 2009 Carcassi M N 2005 Deflagrations of H2 air and CH4 air lean mixtures in a vented multi compartment environment Energy 30 8 1439 1451 doi 10 1016 j energy 2004 02 012 Onbekende parameter month geignoreer help Onbekende parameter coauthors geignoreer help Chemistry Operations 15 Desember 2003 Hydrogen in Engels Los Alamos National Laboratory Geargiveer vanaf die oorspronklike op 13 November 2010 Besoek op 5 Februarie 2008 Durgutlu Ahmet 2003 10 27 Experimental investigation of the effect of hydrogen in argon as a shielding gas on TIG welding of austenitic stainless steel ScienceDirect Ankara Turkey Gazi University 25 1 19 23 doi 10 1016 j matdes 2003 07 004 Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2008 04 18 Besoek op 2008 04 06 Atomic Hydrogen Welding Specialty Welds 2007 Geargiveer vanaf die oorspronklike op 16 Julie 2011 Hardy Walter N 2003 03 19 From H2 to cryogenic H masers to HiTc superconductors An unlikely but rewarding path Physica C Superconductivity Vancouver Canada University of British Columbia 388 389 1 6 doi 10 1016 S0921 4534 02 02591 1 Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2008 12 01 Besoek op 2008 03 25 Barnes Matthew 2004 LZ 129 Hindenburg The Great Zeppelins Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2012 12 24 Besoek op 2008 03 18 Emsley John 2001 Nature s Building Blocks Oxford Oxford University Press pp 183 191 ISBN 0 19 850341 5 Reinsch J 1980 The deuterium isotope effect upon the reaction of fatty acyl CoA dehydrogenase and butyryl CoA J Biol Chem 255 19 9093 97 PMID 7410413 Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2008 04 15 Besoek op 2008 03 24 Onbekende parameter day geignoreer help Onbekende parameter month geignoreer help Onbekende parameter coauthors geignoreer help Bergeron Kenneth D January February 2004 The Death of no dual use Bulletin of the Atomic Scientists Educational Foundation for Nuclear Science Inc 60 1 15 doi 10 2968 060001004 Besoek op 2008 04 13 Holte Aurali E Houck Marilyn A Collie Nathan L 2004 11 03 Potential Role of Parasitism in the Evolution of Mutualism in Astigmatid Mites Experimental and Applied Acarology Lubbock Texas Tech University 25 2 97 107 doi 10 1023 A 1010655610575 Besoek op 2008 03 08 dooie skakel Quigg Catherine T 1984 Tritium Warning Bulletin of the Atomic Scientists Chicago 40 3 56 57 ISSN 0096 3402 Besoek op 2008 04 15 Onbekende parameter month geignoreer help Stwertka Albert 1996 A Guide to the Elements Oxford University Press pp 16 21 ISBN 0 19 508083 1 Gagnon Steve Hydrogen in Engels Jefferson Lab Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2 Mei 2020 Besoek op 5 Februarie 2008 Berger Wolfgang H 15 November 2007 The Future of Methane in Engels University of California San Diego Geargiveer vanaf die oorspronklike op 16 April 2020 Besoek op 12 Februarie 2008 Sandrock Gary 2002 05 02 Metal Hydrogen Systems Sandia National Laboratories Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2012 12 24 Besoek op 2008 03 23 Structure and Nomenclature of Hydrocarbons in Engels Purdue University Geargiveer vanaf die oorspronklike op 10 Mei 2020 Besoek op 23 Maart 2008 Organic Chemistry Dictionary com in Engels Lexico Publishing Group 2008 Geargiveer vanaf die oorspronklike op 24 September 2015 Besoek op 23 Maart 2008 Staff 2003 Hydrogen H2 Properties Uses Applications Hydrogen Gas and Liquid Hydrogen in Engels Universal Industrial Gases Inc Geargiveer vanaf die oorspronklike op 23 November 2019 Besoek op 5 Februarie 2008 Tikhonov Vladimir I 2002 Separation of Water into Its Ortho and Para Isomers Science 296 5577 2363 doi 10 1126 science 1069513 PMID 12089435 Onbekende parameter coauthors geignoreer help Urey Harold C 1933 Names for the Hydrogen Isotopes Science 78 2035 602 603 doi 10 1126 science 78 2035 602 PMID 17797765 Besoek op 2008 02 20 Onbekende parameter coauthors geignoreer help Eksterne skakels WysigWikimedia Commons bevat media in verband met Waterstof Sien waterstof in Wiktionary die vrye woordeboek Wiktionary Hydrogen in different languages WebElements com Hydrogen EnvironmentalChemistry com Hydrogen It s Elemental Hydrogen H HeLi Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl ArK Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br KrRb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I XeCs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At RnFr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts OgAlkalimetale Aardalkalimetale Lantaniede Aktiniede Oorgangsmetale Hoofgroepmetale Metalloide Niemetale Halogene Edelgasse Chemie onbekend Ontsluit van https af wikipedia org w index php title Waterstof amp oldid 2447343,