مادة الهيدروجين وخصائصها

مادة الهيدروجين وخصائصها … يشكل الهيدروجين نسبة 75% من كتلة الكون المادية، وهي أصغر ذرة موجود في الكون، فهي تتكون فقط من إلكترون واحدة وبروتون واحد، وسوف نتعرف على خصائصها واستخدامتها

هل الهيدروجين مادة نقية

تتلخص الإجابة عن هذا السؤال في ” نعم ” الهيدروجين مادة نقية، فهو أحد أكثر الغازات انتشارا وخفة مقارنة بباقي الغازات، بالإضافة إلى كونه أحد أهم مكونات الغلاف الجوي.

• كما أن الهيدروجين في المركز الأول في الدول الدوري، وعنصر الذري يساوي واحد، فيدخل في تفاعلات عديدة والتي تعد من أهم التفاعلات، بالإضافة إلى أنه يتكون من ذرتين هيدروجين فيرمز له في علم الكيمياء بـ H2.
• لا يوجد لون للهيدروجين كما أنه من أشد الغازات القابلة للاشتغال، بالإضافة إلى دخوله في العديد من الجالات مثل صناعة الأسمدة والميثانول وغيرهم، كما انه يتواجد في الكثير من المركبات حولنا مثل الماء، فالماء مكون من ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين.

ما هي خصائص الهيدروجين

تتعدد خصائص غاز الهيدروجين، فله العديد من الخصائص التي تميزه عن غيره من الغازات حتي في الجدول الدوري، ولعل أبرز تلك الخواص هي الأتية:

• الهيدروجين مكون من عنصر واحد فقط، ولذلك فهو يستوطن المركز الأول في الجدول الدوري.
• يعد الهيدروجين من أخف الغازات المتواجدة وأكثرها انتشارا.
• لا يمتلك غاز الهيدروجين لون أو طعم أو رائحة، لكنه قابل شديد للاشتعال، وهو مركب أمن غير سام.
• من النادر جدا تواجد غاز الهيدروجين وحده، ففي معظم الأحيان يدخل غاز الهيدروجين في تكوين مركبات أخري.
• شحنة الهيدروجين ليست ثابتة، وإنما تتغير حسب العناصر المتداخل معه، فيمكنه أن يكون موجبا أو سالبا جزئيا.
• يعد الهيدروجين من أكثر الغازات النشطة في الهواء، لذا فهو ضار.
• يدخل الهيدروجين في صناعة الأمونيا، الداخلة في صناعة الأسمدة والبلاستيك، بالإضافة إلى كونه يستخدم كوقود للصواريخ.

استخدامات الهيدروجين

لا يتوقف دور الهيدروجين علي دوره في معامل الكيمياء فقط، وإنما له أكبر دور وأثر في الحياة الصناعية والحياة اليومية، ولعل أهم تلك الاستخدامات هي الأتية:

• يدخل في صناعة وقود الصواريخ.
• صناعة الأمونيا التي تدخل في صناعة الأسمدة البلاستيك.
• يعمل الهيدروجين علي زيادة إنتاج الطاقة.
• يدخل في عمليات اللحام، حيث يتم أستخدامه كغاز واقي.
• يدخل في صناعة الوقود الحفري.
• يعمل علي كشف التسريبات الحاصلة في شركات الكهرباء.
• يعمل علي عمليات الهدرجة.

المادة النقية

• المقصود بمفهوم المادة النقية هو العنصر أو المركب الذي لا يدخل في تكوينه مركب أو عنصر أخر، والذي يكون تكوينه إما من ذرات أو جزيئات، مثل غاز الهيدروجين ومثل عنصر الحديد.

• تعد المادة النقية هي المادة المتجانسة التي لها ذات التركيب الكيميائي الثابت في كل مراحلها، سواء كان في الحالة الصلبة أو السائلة أو الغازية، فتتواجد المواد النقية في الطبيعة بثلاثة مراحل وفقا لدرجة حرارها ومدي الضغط الواقع عليها.
• في حالة ما إذا غاب  التأثير الكهربي و المغناطيسي فتعتبر من أبسط المواد الثرموديناميكية، نظرا لكونها تنجز أو ينجز عليها شكل واحد فقط من أشكال الشغل، ألا وهو الشغل الناتج من تغيير الحجم، ويمكن تحديد المادة النقية عن طريق شرطين ألا وهما :
  • شرط كيميائي يتمثل في ثبات تركيبها الكيميائي في جميع الحالات.
  • أما الشرط الفيزيائي فيتمثل في أن تنجز او ينجز عليها شكل واحد من أشكال الشغل، ألا وهو الشغل الميكانيكي وهو نتيجة لحاصل ضرب تغير الحجم في الضغط.
  • كما أن مخطط حالة المادة يوضح كيف تسير عملية التحويل من الحالة الصلبة للسائلة ومنها للغازية، ويتم ذلك في حالة تم تسخينها بدرجة حرارة سواء كان الضغط ثابت أم متحرك، وبداية من الصفر المطلق مثلت معادلة ” كلابيرون ” العلاقة الرياضية بين حجم التغير في الضغط والحجم ودرجة الحرارة.

أمثلة على المادة غير النقية

تعتبر المواد الغير نقية هي التي تتكون من خليط غير متجانس، وتتعد المواد الغير نقية، فلعل أشهر المواد الغير ناقية هي الأتية:

• الصخور.
• البرتقال.
• مزيج من الملح والسكر.
• ساندوتش.
• قمح.

هل الهواء مادة نقية

• لا يعد الهواء من المواد النقية، نظرا لكونه يتكون من العديد من الغازات، في حين أن المادة النقية هي التي تتكون مكوماتها من عصر واحد، والهواء خليط مكون من الأكسجين والهدروجين وثاني أكسيد الكربون وغريها من الغازات.
• ولهذا ووفقا لما ذكرناه فالهواء مركب مخلوط، وليس بمادة نقية.

• يعد ماء البحر من المخاليط، نظرا لتواجد الملح في تكوينه، والذي يمكن فصله عنه من خلال عملية التبخير.

• لا يعد العصير ضمن المواد النقية، نظرا لكون يتكون من الفاكهة والتي هي بدورها مكونة من عدة عناصر مختلفة
  بالإضافة إلى دخول الماء والسكر عليه واللذان هما مختلفين عن بعضهم البعض ويكاد يكون كل عنصر مكون من مواد مختلفه.
• لذلك فالعصير ليس بمادة نقية وإنما هو خليط متكون من عدة عناصر مختلفة.