الهيدروجين هو العنصر الأول في الجدول الدوري والمواد الكيميائية الأكثر وفرة في الكون. تم العثور عليه في 75٪ من جميع المواد الشائعة. عدده الذري (عدد البروتونات الموجودة في النواة) هو 1. ويوجد عادة في حالته الغازية في ظل الظروف القياسية. وهو عنصر عديم اللون والرائحة وقابل للاشتعال للغاية. نادرًا ما يتواجد الهيدروجين النقي في الغلاف الجوي للأرض، لأنه يفلت من جاذبية الأرض بسرعة.
محتويات
لماذا يحترق الهيدروجين بصوت فرقعة؟
الهيدروجين عنصر شديد التفاعل وسريع الاشتعال أيضًا. وعندما يتفاعل مع الأكسجين، أي عندما يحترق في الهواء، فإنه ينتج صوت فرقعة مميز. عندما تتحد جزيئين منه مع جزيء واحد من الأكسجين، فإنهما يخضعان لتفاعل كيميائي لإنتاج جزيئين من الماء، ويطلقان أيضًا الكثير من الطاقة. وبالتالي فإن هذا التفاعل هو طارد للحرارة بطبيعته. ويسمى أيضًا “الماء السابق” بسبب هذا التفاعل.
الطاقة المنطلقة في هذا التفاعل تكون على شكل حرارة. تضفي هذه الحرارة طاقة حركية على جزيئات الخليط وتؤدي إلى تمددها. كما يبدأ الهواء المحيط بالغازات في التوسع بسرعة كبيرة. يؤدي هذا التوسع المفاجئ والسريع لجزيئات الغاز إلى كسر حاجز الصوت. وهكذا نسمع صوت فرقعة عند احتراق الهيدروجين نتيجة الانفجار. وينتج صوت الفرقعة أيضًا عن الشوائب الموجودة في الخليط الغازي الذي يخضع للتفاعل.
اقرأ أيضًا:
- ما هي ألوان الهيدروجين المختلفة وما أهميتها؟
- ما هي الألوان المختلفة للتيتانيوم؟
- هل يمكن أن يذيب السكر الثلج؟
بعض التفاعلات الأخرى التى تؤدى لانبعاث الأصوات
- تنبعث من احتراق المفرقعات النارية طاقة صوتية نتيجة التفاعلات الكيميائية المتفجرة لنترات البوتاسيوم والكبريت والكربون إلى كربونات البوتاسيوم والنيتروجين وكبريتات البوتاسيوم وثاني أكسيد الكربون.
- عادة ما يسمع صوت فرقعة أثناء إشعال شعلة الأوكسي أسيتيلين بسبب انسداد أو تسرب تدفق الغاز في الشعلة.
الاستخدامات المستقبلية للهيدروجين
تشير الدراسات الحديثة إلى أن الهيدروجين مصدر واعد للوقود “النظيف” للأرض. وتعد وفرتها الكبيرة في الكون ميزة إضافية. فهو يزود الكون بالفعل بالطاقة من خلال عمليات اندماج الهيدروجين النجمي وتفاعلات البروتون-بروتون، وغيرها.
كما يمكن للهيدروجين أن يعمل بشكل فعال كوقود خالٍ من التلوث، لأنه لا يحتوي على جزيئات الكربون فيه. ينتج الماء عند حرقه. ويمكن تسخير كمية هائلة من الطاقة من التفاعلات الكيميائية التي تنطوي عليه والتي يمكن أن تحل مشاكل نقص الطاقة.
ومع ذلك، ليس من السهل تحقيق هذه النظرية، وقود الهيدروجين باهظ الثمن، وهو عيب كبير، لأن الصناعات تفضل الوقود الأرخص. كما أن العملية الحالية الإنتاج في حد ذاتها ليست “نظيفة” أو “خالية من التلوث”. حيث يتم الإنتاج للاستخدام الصناعي في الغالب من الغاز الطبيعي، الذي يولد ثاني أكسيد الكربون (CO2). يعمل الباحثون على إيجاد طرق بديلة وأكثر صداقة للبيئة لإنتاجه بكميات كبيرة.
المصدر
