हाइड्रोजन एउटा रासायनिक तत्व हो, जसको प्रतीक H र परमाणु संख्या 1 हो। यो सबैभन्दा हलुको तत्व हो र सामान्य अवस्थामा यो H₂ (डायहाइड्रोजन) नामक द्विआण्विक ग्यासको रूपमा पाइन्छ। हाइड्रोजन ग्यास रंगविहीन, गन्धविहीन, विषरहित, र अत्यधिक ज्वलनशील हुन्छ। यो ब्रह्माण्डमा सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा पाइने रासायनिक तत्व हो, जसले सामान्य पदार्थको झण्डै 75% हिस्सा ओगट्छ।
हाइड्रोजन सूर्य तथा अन्य ताराहरूको मुख्य घटक हो, जहाँ यो प्लाज्मा अवस्थामा पाइन्छ। पृथ्वीमा, यो पानी, जैविक यौगिकहरू, र अन्य अणुसँग सम्बन्धित अवस्थामा पाइन्छ। यसको सबैभन्दा सामान्य समस्थानिक प्रोटियम (¹H) एक प्रोटोन र एक इलेक्ट्रोनको संयोजन हो, तर यसमा न्यूट्रोन हुँदैन।
इतिहास
पहिलो उत्पादन:
16 औं शताब्दीमा एसिडलाई धातुसँग प्रतिक्रिया गराएर हाइड्रोजन ग्यास पहिलोपटक उत्पादन गरियो।
पहिचान:
सन् 1766–81 मा हेनरी क्याभेन्डिसले हाइड्रोजन ग्यासलाई छुट्टै पदार्थको रूपमा चिन्हित गरे र यसलाई "इन्फ्लेमेबल एयर" (जलनशील हावा) भने।
नामाकरण:
सन् 1783 मा एन्टोइन लावोजियरले जलाएर पानी बनाउने यसको विशेषताका कारण यसको नाम "हाइड्रोजन" राखे, जुन ग्रीक शब्द "हाइड्रो" (पानी) र "जेन" (उत्पन्न गर्ने) बाट आएको हो।
भौतिक र रासायनिक गुणहरू
ज्वलनशीलता:
हाइड्रोजन अत्यधिक ज्वलनशील ग्यास हो।
2H2+O2→2H2O(ΔH=−286kJ/mol)यो ग्यास 4-74% को एकाग्रतामा हावासँग मिश्रण हुँदा विस्फोटक हुन्छ।
अदृश्य ज्वाला:
शुद्ध हाइड्रोजन-अक्सिजनको ज्वाला युएभि प्रकाश उत्सर्जन गर्छ र साधारण आँखाले लगभग नदेखिने हुन्छ।
संयुक्तता:
हाइड्रोजन सजिलैसँग अधिकांश गैर-धातुहरूसँग सहसंयोजक बन्धनहरू बनाउँछ, जस्तै पानी र जैविक यौगिकहरू।
समस्थानिकहरू
हाइड्रोजनका तीन प्राकृतिक समस्थानिकहरू छन्:
प्रोटियम (¹H):
सामान्य हाइड्रोजन, जसको नाभिकमा केवल एउटा प्रोटोन हुन्छ।
डिटेरियम (²H):
एक प्रोटोन र एक न्यूट्रोनयुक्त स्थिर समस्थानिक, जसलाई भारी पानी बनाउन प्रयोग गरिन्छ।
ट्रिटियम (³H):
एक प्रोटोन र दुई न्यूट्रोनयुक्त रेडियोधर्मी समस्थानिक, जसको प्रयोग परमाणु ऊर्जा र जैविक लेबलिङमा गरिन्छ।
उत्पादनका विधिहरू
स्टीम रिफर्मिङ:
प्राकृतिक ग्यास र पानीको वाष्पबाट हाइड्रोजन उत्पादन गर्ने मुख्य औद्योगिक विधि।
पानीको विद्युत विश्लेषण:
पानीलाई विद्युत प्रवाह गराएर हाइड्रोजन र अक्सिजनमा विभाजन गर्ने प्रक्रिया।
आंशिक अक्सिडेशन:
हाइड्रोकार्बनहरूको अंशीय अक्सिडेशन गरी हाइड्रोजन उत्पादन गरिन्छ।
बायोहाइड्रोजन:
केही सूक्ष्मजीवहरूले जैविक प्रक्रिया मार्फत हाइड्रोजन उत्पादन गर्छन्।
उपयोगहरू
औद्योगिक प्रयोग:
- अमोनिया उत्पादन (हाबर प्रक्रिया)।
- तेल प्रशोधनमा हाइड्रोजनको उपयोग।
ऊर्जा स्रोत:
हाइड्रोजनलाई ईन्धन सेलहरूमा प्रयोग गरेर बिजुली उत्पादन गर्न सकिन्छ।
ठण्डा गर्ने माध्यम:
पावर जेनेरेटरहरूमा हाइड्रोजनलाई शीतलकको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
क्रायोजेनिक अनुसन्धान:
तरल हाइड्रोजनलाई अत्यधिक चिसो अनुसन्धानहरूमा प्रयोग गरिन्छ।
रकेट इन्धन:
हाइड्रोजन र अक्सिजनको संयोजनले रकेट प्रोपल्शनमा प्रयोग गरिन्छ।
सावधानी
ज्वलनशीलता:
हाइड्रोजन ग्यास अत्यधिक ज्वलनशील भएकोले यसको लीक हुनासाथ आगलागी वा विस्फोटको जोखिम रहन्छ।
हाइड्रोजन भंगुरता:
धातुमा हाइड्रोजनका कारण दरार र कमजोरी आउन सक्छ।
अदृश्य ज्वाला:
हाइड्रोजनको ज्वाला प्रायः नदेखिने हुन्छ, जसले दुर्घटनाको जोखिम बढाउँछ।