غاز الهيدروجين
غاز الهيدروجين، أو كما يُسمّى أحياناً " الإيدروجين "، هو أحد عناصر الدورة الأولى من الجدول الدوري، رمزه الكيميائي H، وعدده الذري واحد، ويقع فوق عناصر المجموعة الأولى أيضاً. في الظروف المعياريّة للضغط والحرارة يكون الهيدروجين في الحالة الغازية، وهو غاز بلا لون ولا رائحة، ويعدّ سريع الاشتعال، وغير سام، وهو أيضاً ثنائي الذرة، وتكافؤه أحادي. ويُشار إلى أنّ العالم أنطوان لافوازييه قد منحه هذا الاسم.
يوجد غاز الهيدروجين في الطبيعة على شكل جزيئات " H2 "، ويعتبر من أكثر العناصر خفةً، وتوفراً في الكون؛ حيث يشكل الهيدروجين ثلاثة أرباع حجم الكون، إذ يدخل مع معظم المركبات بعلاقة تساهمية، وقد تمّ اكتشاف الهيدروجين من قبل العالم هنري كافيندش، وذلك عام ألف وسبعمئة وستة وستين.
نظائر عاز الهيدروجين
للهيدروجين عدة نظائر، تختلف في أسمائها عكس العناصر الكيميائية الأخرى، ونظائره هي:
- البروتيوم: ورمزه 1H، وتحتوي النواة على بروتون واحد فقط، وتفتقر إلى وجود النيوترونات، ويعتبر البروتيوم أكثر نظائر الهيدروجين وجوداً في الطبيعة، وينتج عن عمليات التخمر.
- الديوتيريوم: ويرمز له بالرمز D، ويشكل 0.015% من وجود ذرّات الهيدروجين، والديويتيريوم نظير غير مشعّ، وليس له أي خطر على الإنسان.
- التريتيوم: ويرمز له بالرمز T، ونسبة تواجده في الطبيعة قليلة جداً.
خصائص غاز الهيدروجين
- درجة غليان الهيدروجين "−252 °س" ودرجة انصهاره "−259 °س".
- له درجة انحلالية في الماء بمقدار 1.6 مغ/ليتر.
- له أكبر قدرة على الانتشار من بين الغازات جميعها.
- يملك أعلى موصلية لدرجة الحرارة، وأكبر قدرة على التدفق.
- درجة لزوجته منخفضة.
- في سلسلة بالمر تظهر للهيدروجين أربعة خطوط طيفية في مجال الطيف المرئي، تقع في 656، 468، 434، 410 نانومتر.
- في السلسلة الطيفية للهيدروجين توجد ثلاث سلاسل في مجال الأشعة تحت الحمراء، وهي : سلسلة باشن، وسلسلة براكيت، وسلسلة بفوند، وسلسلة تقع في مجال الأشعة فوق البنفسجية وهي سلسلة لايمان.
- غاز الهيدروجين هو غاز عازل للتيار الكهربائي.
بعض استخدامات غاز الهيدروجين
- يدخل في عدد كبير من الصناعات الكيميائية والنفطية، مثل صناعة الأمونيا، وعمليات تصنيع الوقود الأحفوري، وعمليات الهدرجة.
- يعتبر الهيدروجين عامل اختزال للعناصر المعدنيّة من خاماتها.
- يستخدم في العديد من التطبيقات الفيزيائية والهندسية؛ حيث يتم استخدامه كغاز واقٍ أثناء عملية اللحام، ويُستخدم في التبريد العميق، مثل تبريد المولدات التوربينية، وذلك بسبب لزوجته القليلة.
- يُستخدم غاز الهيدروجين مع غاز النيتروجين للكشف عن التسرّب الدقيق الحاصل في محطات توليد الطاقة، وفي الصناعات المتعددة.
- يمكن استخدام الهيدروجين كبديل للطاقة.