Hidrojen nedir?
Bir elemandır. Gaz halinde bulunur. Renksiz ve kokusuz olan hidrojen, yeryüzündeki elemanların en hafifidir. Simgesi: H, atom numarası: 1, atom ağırlığı: 1,008, ergime noktası: —257°, kaynama noktası: 252,7°'dir. Yoğunluğu havaya göre 0.07 olan hidrojen kolay yanar, hava İle karışım halinde de patlayıcı bir özellik kazanır. Hidrojen atmosferin en üst tabakalarında vardır. İçinde bulunduğumuz havada ise hemen hemen yok denecek derecede az bulunur. Dünyada hidrojen daha çok bileşikler halindedir. İçinde hidrojen bulunan en önemli bileşik sudur.
Suların yeryüzünün 3/4'ünü kapladığı düşünülürse, hidrojenin önemi daha iyi anlaşılır. Hidrojen bundan başka, canlıların yapısında, havada su buharı halinde, maden filizlerinde kristal suyu halinde bulunur. Hidrojenin karbonla meydana getirdiği bileşikler akar yakıtları, yanıcı gazları meydana getirir. Mesela havagazında % 50 oranında hidrojen vardır. Hidrojen, çeşitli yollarla, bu arada suyun ayrıştırılmasıyla elde edilir.
Endüstride hidrojen kömürden benzin elde edilmesinde, sıvı yağlardan katı yağlar yapımında, kaynakçılıkta, oksijenle birlikte, çeşitli organik bileşiklerin sentetik olarak elde edilmesinde ve daha başka alanlarda kullanılır. Hidrojenin «deuterium» ve «triton» olmak üzere iki izotopu vardır. Normal hidrojenin atom çekirdeğindeki bir proton yerine deteryumda iki proton vardır. Atom sayısı gene l'dir. Deuterium'a «ağır hidrojen» meydana getirdiği suya da «ağır su» denir. Ağır hidrojen, hidrojen bombası yapımında 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 (H 3 O + ) 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 + H 2 SO 4 › ZnSO 4 + H 2 ve suyun elektrolizi ile elde edilir: 2H + + 2e › H 2 (katodda) 2OH - -2e › H 2 O+ 1/2O 2 (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 (HNO 3 ), sülfat (H 2 SO 4 ) ve fosfat (H 3 PO 4 ) asitleridir. Hidrojen iyonlarının bir çözeltideki konsantrasyonu pH cinsinden ifade edilir.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. 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.
Sözlükte "hidrojen" ne demek?
1. Oksijenle birleşerek suyu oluşturan, atom numarası 1, rengi, kokusu ve tadı olmayan bir gaz, simgesi h.
Hidrojen kelimesinin ingilizcesi
n. hydrogen
Köken: Fransızca