Vesinik

Vesinik looduses

Maal on vesinik puhtal kujul tavaliselt gaasiline. Vesinik on ka üks vee molekuli moodustavatest osadest. Vesinik on oluline, sest see on kütus, mis toidab Päikest ja teisi tähti. Vesinik moodustab umbes 74% kogu universumist. Vesiniku sümbol elementide perioodilisustabelis on H.

Puhas vesinik koosneb tavaliselt kahest omavahel ühendatud vesinikuaatomist. Teadlased nimetavad neid kaheaatomilisteks molekulideks. Enamiku teiste elementidega segunemisel toimub vesiniku keemiline reaktsioon. Sellel ei ole värvi ega lõhna.

Puhas vesinik on Maa atmosfääris väga haruldane. Looduses on see tavaliselt vees. Vesinik on olemas ka kõigis elusolendite orgaaniliste ühendite osana, millest elusolendid koosnevad. Lisaks võivad vesiniku aatomid ühenduda süsiniku aatomitega, et moodustada süsivesinikke. Nafta ja muud fossiilsed kütused on valmistatud nendest süsivesinikest ja neid kasutatakse tavaliselt energia tootmiseks inimtarbimiseks.

Vesinikul on kolm isotoopi; teisi nimetatakse deuteeriumiks ja triitiumiks. Nagu tavalisel vesinikul, on neil mõlemal ainult üks prooton ja üks elektron, kuid deuteeriumil on ka üks neutron ja triitiumil kaks. Need teised vesiniku liigid on olulised tuumaenergia ja orgaanilise keemia reaktsioonides.

Mõned muud faktid vesiniku kohta:

• See on toatemperatuuril gaas
• See käitub nagu metall, kui see on tahke.
• See on kõige kergem element Universumis.
• See on kõige levinum element Universumis.
• See põleb või plahvatab, kui see puudutab leeki.
• hõõgub lillana, kui see on plasma olekus.

Vesiniku ajalugu

Vesinik eraldati esmakordselt 1671. aastal Robert Boyle'i poolt. Henry Cavendish tuvastas selle 1776. aastal eraldi elemendina ja avastas, et selle põletamisel tekib vesi.

Antoine Lavoisier andis vesinikule oma nime, mis tuleneb kreekakeelsest sõnast υδορ (hääldatakse /HEEW-dor/) ja gennen, mis tähendab "tekitada", kuna see moodustab vee keemilises reaktsioonis hapnikuga.

Vesiniku kasutamine

Peamised kasutusalad on naftatööstus ja ammoniaagi tootmine Haaberi protsessi abil. Osa sellest kasutatakse mujal keemiatööstuses. Väikest osa sellest kasutatakse kütusena, näiteks kosmosesõidukite rakettides. Enamik vesinikust, mida inimesed kasutavad, tekib maagaasi ja auru keemilise reaktsiooni tulemusena.

Tuumasüntees

Tuumasüntees on väga võimas energiaallikas. See põhineb aatomite kokkusurumisel, et tekitada heeliumi ja energiat, täpselt nii, nagu see toimub Päikese taolises tähe või vesinikupommi puhul. Selle käivitamiseks on vaja suurt energiakogust ja seda ei ole veel lihtne teha. Suur eelis tuumalõhustumise ees, mida kasutatakse tänapäeva tuumaelektrijaamades, on see, et see tekitab vähem tuumajäätmeid ja ei kasuta mürgist ja haruldast kütust nagu uraan. Päikesel toimub igal sekundil üle 600 miljoni tonni vesiniku termotuumasünteesi.

Vesiniku põletamine

Vee elektrolüüs lõhustab vee vesinikuks ja hapnikuks, kasutades selleks elektrit. Põlev vesinik ühendub hapniku molekulidega, et tekitada auru (puhas veeaur). Kütuseelement ühendab vesiniku hapniku molekuliga, vabastades elektrina elektroni. Neil põhjustel usuvad paljud inimesed, et vesinikuenergia asendab lõpuks muud sünteetilised kütused.

Vesinikku saab kasutada ka kütusena kütuseelemendis või põletada auruturbiinide või sisepõlemismootorite soojuse tootmiseks. Vesinikku saab toota paljudest allikatest, nagu kivisüsi, maagaas või elekter, ning seetõttu on see väärtuslik täiendus elektrivõrgule; samasuguses rollis nagu maagaas. Sellist võrku ja infrastruktuuri koos kütuseelemendiga sõidukitega kavandavad praegu mitmed riigid, sealhulgas Jaapan, Korea ja paljud Euroopa riigid. See võimaldab neil riikidel osta vähem naftat, mis on majanduslik eelis. Teine eelis on see, et kütuseelemendis või sisepõlemismootoris põletatuna, nagu vesinikautos, ei tekita mootor reostust. Tekib ainult vesi ja väike kogus lämmastikoksiide.