Hidrojenin Özellikleri Nedir? Hidrojen Kullanım Alanları

0 0

Hidrojen Nedir?

Hidrojen, periyodik tablonun başında yer alan elementtir. Peki bu baş element olan Hidrojenin özellikleri nelerdir?

Hidrojenin Özellikleri

  • Atom numarası 1’dir.
  • Atom ağırlığı 1,00797 g/moldur.
  • Renksizdir.
  • Kokusuzdur.
  • Tatsızdır.
  • Yanıcıdır.
  • Gaz halinde bulunur.
  • Hidrojen Sembolü H’dir.

Peki hidrojen metal mi? Hidrojen, 1A grubunda yer almasına karşın metal değildir, ametaldir.

Hidrojen atomu  artı elektrik yüklü bir proton içeren bir çekirdek ile bu çekirdeğin çevresinde dolanan eksi elektrik yüklü bir elektrondan oluşur. Hidrojen atomları çiftler halinde birleşerek hidrojen moleküllerini oluştururlar.

Bolluk bakımından dünya yüzeyinde bulunan elementler arasında dokuzuncu sırada yer alır. Yer kütlesinin yaklaşık yüzde 0,9’u hidrojendir. Evrende ise en bol bulunan elementtir. Tüm madde kütlesinin yaklaşık yüzde 75’ini oluşturur.

Hidrojen,

  • Karbonla ve diğer elementlerle yaptığı bileşikler halinde bütün hayvansal ve bitkisel maddelerde
  • Kömürde
  • Petrolde bulunur.
  • Su kütlesinin yaklaşık yüzde 11’ini oluşturur.

Basit hidrojen maddesinin molekülleri, iki atomdan oluşurlar. Belirgin biçimde azalan bolluk sırasına göre sıralandığında en önemlileri;

    • H(Molekül haldeki hidrojen)
    • HD (Karışık hidrojen)
    • D(molekül haldeki döteryum)

Bütün bu maddelerin kimyasal özellikleri aynıdır. Fakat, kütleleriyle bağlantılı olarak fiziksel özellikleri farklıdır.

Hidrojenin oksijenle yanması sonucu yaklaşık 2600 santigrat derecelik bir sıcaklık meydana gelir. Hidrojen moleküllerinin bir elektrik arkı ya da akkor bir tungsten teli yardımıyla ayrıştırılması sonucunda oluşan hidrojen atomlarının yeniden birleşmesiyle de 3400 santigrat derecenin üzerinde sıcaklık elde edilir.

 

Hidrojenin Fiziksel Özellikleri

Hidrojenin özellikleri fiziksel olarak incelenirse:

Normal koşullarda hal değişimi sıcaklıkları şöyledir:

  • Kaynama veya yoğunlaşma için -252,7 santigrat derece
  • Erime veya donma için -259,2 santigrat derece
  • Kritik sıcaklığı yani gaz bir madde için basınç uygulayarak sıvı hale getirilebilme sıcaklığı -240 santigrat derecedir.

Bu yüzden helyum elementinden sonra sıvılaşması en güç gazdır. Ayrıca yoğunluğu 0,09 kg/m³’tür. Bu da onu yoğunluğu en düşük olan gaz yapar.

Ayrıca hidrojen,

  • Kolaylıkla delikli çeperlerden geçebilir.
  • Sıcaklık yüksek olduğunda platin, paladyum ve demir gibi metallerden sızabilir. Bu özelliği, hidrojenin bir gaz karışımı içindeki kısmi basıncının ölçülmesine ve bu karışımdan ayrılmasına olanak verir.
  • Çok iyi bir ısı iletkenidir.
  • Sudaki çözünürlüğü son derece azdır.

 

Hidrojenin Kimyasal Özellikleri

Hidrojenin özellikleri kimyasal olarak incelenirse:

Hidrojen, kimyasal açıdan periyodik tablodaki I. ve VII. grup elementlerine benzer. Metallerle oluşturduğu bileşiklerinde hidrojen atomu ikinci bir elektron alarak eksi yüklü hidrür iyonu oluşturur.

Ametallerle yaptığı bileşiklerinde ise elektronunu paylaşarak,

  • Metan
  • Amonyak
  • Su
  • Hidrojen klorür gibi

Kovalent bağıyla bağlanmış moleküller oluşturur. Bazı durumlarda kovalent bağı kolayca kırılır. Böylece ortaya artı yüklü hidrojen iyonu ve başlangıçtaki molekülün geri kalan bölümündeki eksi yüklü iyon ortaya çıkar.

Özellikle sulu çözeltilerdeki çoğu asidin özellikleri hidrojen iyonun varlığından kaynaklanır.

Hidrojen, flüor ile son derece düşük sıcaklıklarda bile şiddetle tepkimeye girerken, diğer elementlerin çoğuyla ısı yardımıyla ya da bir katalizör eşliğinde tepkimeye girer.

Hidrojenin bilinen üç izotopu vardır.

  • İlki H simgeli bildiğimiz hidrojendir. Diğer adı protyumdur. Bu %99,98’ini oluşturur.

 

  • D simgeli ağır hidroje ya da döteryum geri kalan bölümünü oluşturur. ilk olarak 1931 yılında gözlendi. Günümüzde suyun ayrımlı elektroliziyle elde edilir. Su ağır suya dönüşür ve 500 santigrat derecede magnezyum aracılığıyla indirgenir.

 

  • T simgeli radyoaktif trityum ise bütünün içinde çok az bir kesimi oluşturur. Eser miktarda bulunur. Yapay olarak da elde edilebilir. yarı ömrü 12,26 yıldır.

 

Hidrojen Kullanım Alanları

Hidrojenin özellikleri yanında hangi alanlarda kullanıldığı da önemli bir konudur. Hidrojen en çok nerelerde kullanılır sorusunun cevabı şöyledir:,

  • Mineral kimyasında bireşim yoluyla amonyak ve metanol üretiminde,
  • Petrol ürünü yakıtlarda kükürt giderilmesi işlemlerinde
  • Bazı rafineri yan ürünlerinden uçucu, kararlı ürünler elde edilmesinde tüketilir.

Ayrıca diğer hidrojen kullanım alanları şunlardır:

  • Organik bileşiklerin hidrojen bombardımanına uğratılmasıyla çeşitli sanayi ürünlerinin ve çözücülerin üretiminde kullanılır. Örneğin, benzenden sikloheksan elde etmede kullanılır.

 

  • Hayvansal ve bitkisel yağlardan kahvaltılık ve yemeklik yağlar gibi gıda ürünlerinin hazırlanmasında kullanılır. Yani bitkisel yağlardaki çift bağların hidrojen bombardımanı ile doyurulmasıyla margarin üretimi gibi.

 

  • Hidrojen, klor ve brom ile tepkimeye girerek hidrojen klorür ve hidrojen bromür oluşturur.

 

  • Metalürjide özellikle tungsten ve molibden gibi bazı metaller, oksitlerinin ya tuzlarının hidrojen ile işlenmesi yoluyla elde edilir.

 

  • Sıvı hidrojen; flüor, oksijen ya da oksijen flüorür ile birleştirilerek bazı füzelerde yakıt olarak kullanılır.

 

  • Hidrojenin termonükleer tepkimedeki kaynaşması büyük miktarlarda enerji sağlar.

 

  • Ulaşımda balonlarda hidrojen gazı kullanılırdı. Artık patlama tehlikesinden dolayı yerini helyuma bırakmıştır.

 

Hidrojen Nasıl Elde Edilir?

Az miktarlarda hidrojen elde etmek için çoğunlukla çinkonun sülfirik asitle işlenmesi yönteminden yararlanılır.

Sanayi çapındaki hidrojen üretiminde ise, metan gibi bazı hidrokarbonların üzerinden su buharı ya da oksijen geçirilmesi tekniği uygulanır.

Hidrojen ayrıca çeşitli mayalama ve petrol arıtma işlemlerinde ve elektroliz yoluyla sudkostik ve klor üretiminde yan ürün olarak da elde edilir.

Hidrojen Tarihçesi

  • Hidrojeni ilk olarak 16. yüzyılda İsviçreli simyacı Paracelsus, asitlerin bazı metaller üzerindeki etkisini araştırırken elde etti.

 

  • 1766 yılında İngiliz kimyacı Henry Cavendish hidrojenin öbür yanıcı gazlardan ayrı bir gaz olduğunu belirledi.  Belli miktarlardaki asitleri ve metalleri tepkimeye sokarak oluşan  hidrojeninin miktarını ve yoğunluğunu ölçtü. J. Watt ile yaptığı ortak çalışmasında 1776 yılında tutuşmayan havanın su olduğunu gösterdi.

 

  • Hidrojen adı 1781 yılında Fransız kimyacı Antoine-Laurent tarafından önerildi.

 

  • 1783 yılında balonlarda hidrojen gazı kullanımı başlatıldı. Bu uygulama II. Dünya Savaşı’na kadar sürdürüldü.

Cevap bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.