Zastupljenost i svojstva vodonika

Uvod

• Tema: Zastupljenost vodonika, fizička i hemijska svojstva, primjena, načini dobivanja u industriji i laboratoriji, građa vodonika.

Izotopi vodonika

• Vodonik ima tri izotopa:
  • Protium: 1 proton, 0 neutrona (maseni broj 1)
  • Deuterium: 1 proton, 1 neutron (maseni broj 2)
  • Tricium: 1 proton, 2 neutrona (maseni broj 3)
• Izotopi se razlikuju po masenom broju i broju neutrona.
• Najzastupljeniji izotop u prirodi je protium.

Stabilnost atoma vodonika

• Vodonik ima jedan elektron, što ga čini nestabilnim.
• Da bi postigao stabilnost, formira kovalentnu vezu sa drugim atomom vodonika.
• Elektronska formula: H2 (molekulska formula).
• Nepolarna kovalentna veza između istih atoma.

Prisutnost vodonika

• Najzastupljeniji element u svemiru, prisutan u zvezdama kao što je Sunce.
• U reakcijama fuzije nastaje helium, oslobađa se sunčeva energija.
• Na Zemlji se nalazi u višim slojevima atmosfere, vulkanskim gasovima, u jedinjenjima (voda, minerali, nafta, itd.).

Dobivanje vodonika

U laboratoriji:

• Reakcija cinka i chlorovodonične kiseline:
  • Cink + chlorovodonična kiselina → Cinklorid + vodonik.
  • Dolazi do izbacivanja mehurića vodonika.

U industriji:

• Elektroliza vode:
  • Voda pod uticajem jednosmerne struje razlaže se na vodonik i kisik.

Fizička svojstva vodonika

• Bezbojan, bez mirisa, bez okusa.
• Manja gustina od vazduha.
• Ne rastvara se u vodi zbog razlike u vrstama veza (nepolarna vs. polarna).

Hemijska svojstva vodonika

• Zapaljiv gas.
• Smeša vodonika i kisika u odnosu 2:1 stvara praskavi gas (eksplozivna smesa).
• Sagorevanjem vodonika nastaje voda.

Primjena vodonika

• Koristi se kao:
  • Raketno gorivo (oslobađa energiju).
  • Gorivo za ekološke automobile (proizvodi se voda kao jedini otpad).
  • Punjenje meteoroloških balona.
  • Autogeno zavarivanje (u kombinaciji sa kisikom).

Zaključak

• Vodonik ima široku primjenu i značajnu ulogu u energetici i industriji, ali su troškovi proizvodnje ekoloških vozila koja koriste vodonik još uvijek visoki.