O hidrogênio é um gás padrão de temperatura e pressão (STP). Torna-se líquido a -252,87°C e a uma pressão de 1 atmosfera, e solidifica a uma temperatura de -259,14°C e a uma pressão de 1 atmosfera.
Bem, essa foi apenas uma resposta simples. Mas há mais algumas coisas que você deve saber sobre esse assunto que deixarão seu conceito muito claro.
Então, vamos direto ao assunto.
Principais conclusões: o hidrogênio é sólido, líquido ou gasoso?
- O hidrogênio é um gás em temperatura e pressão padrão, mas pode existir na forma líquida e sólida sob certas condições de temperatura e pressão.
- O hidrogênio existe como gás à temperatura ambiente porque tem baixo ponto de ebulição e baixo peso molecular.
- O hidrogênio gasoso, líquido e sólido têm propriedades físicas e comportamentos diferentes devido às diferenças no arranjo molecular e na energia das moléculas de hidrogênio.
- O hidrogênio sólido exibe propriedades mecânicas quânticas únicas devido à sua baixa massa e estrutura molecular simples, mas sua criação e manutenção requerem temperaturas extremamente baixas e altas pressões.
Por que o hidrogênio existe na forma gasosa à temperatura ambiente?
O hidrogênio existe como gás à temperatura ambiente porque tem baixo ponto de ebulição e baixo peso molecular.
O ponto de ebulição do hidrogênio é -252,87°C (-423,17°F), que é extremamente baixo em comparação com outros elementos, como oxigênio e nitrogênio, que existem na forma de gás à temperatura ambiente, mas têm pontos de ebulição muito mais elevados (-183 °C). e -196°C, respectivamente).
Isso significa que o hidrogênio requer muito pouca energia para passar de líquido para gás, permitindo que ele exista como gás à temperatura ambiente.
Além disso, o hidrogénio (H2) tem um peso molecular muito baixo (2 unidades de massa atómica), o que significa que as forças intermoleculares entre as moléculas de hidrogénio são muito fracas.
Como resultado, as moléculas de hidrogénio não tendem a aglomerar-se e formar um líquido à temperatura ambiente, mas permanecem moléculas de gás individuais que se movem livre e rapidamente através do ar.
No geral, a combinação de baixo ponto de ebulição e baixo peso molecular permite que o hidrogênio exista como gás à temperatura ambiente.
Sim, o hidrogênio pode existir nos estados líquido e sólido sob certas condições de temperatura e pressão.
À pressão padrão, o hidrogénio só existe como gás a temperaturas acima do seu ponto de ebulição de -252,87°C (-423,17°F).
No entanto, se o hidrogénio for submetido a pressões muito elevadas, pode ser comprimido até ao estado líquido a temperaturas abaixo do seu ponto de ebulição. Este hidrogênio líquido é usado como combustível de foguete devido ao seu alto conteúdo energético.
Além disso, o hidrogênio também pode existir no estado sólido em temperaturas e pressões extremamente baixas.
O hidrogênio sólido pode vir em duas formas: ortohidrogênio e parahidrogênio, que possuem propriedades físicas diferentes. A transição do hidrogênio líquido para o sólido ocorre a uma temperatura de aproximadamente -259°C (-434°F) sob pressão atmosférica.
No entanto, criar e manter estas condições extremas, necessárias para a observação do hidrogénio nos estados líquido e sólido, é um desafio e requer equipamento especializado.
O hidrogénio gasoso, o hidrogénio sólido e o hidrogénio líquido diferem nas suas propriedades físicas e comportamento.
No seu estado gasoso , o hidrogénio existe como moléculas individuais que se movem livre e rapidamente através do ar.
O gás hidrogênio é muito leve e tem baixa densidade, o que o torna muito compressível e difícil de armazenar em grandes quantidades. No entanto, também é muito responsivo e tem uma ampla gama de aplicações, inclusive em células de combustível e motores de combustão.
No estado líquido , as moléculas de hidrogênio estão muito mais próximas e se movem mais lentamente do que no estado gasoso.
O hidrogênio líquido tem uma densidade apenas ligeiramente superior à do hidrogênio gasoso, mas é muito mais denso em energia e pode ser armazenado em tanques.
O hidrogênio líquido é usado como combustível de foguete e em outras aplicações que exigem alta densidade de energia, como em alguns sistemas de células de combustível.
No estado sólido , as moléculas de hidrogênio estão dispostas em uma rede cristalina e exibem propriedades físicas muito diferentes daquelas do hidrogênio gasoso ou líquido.
O hidrogênio sólido tem densidade muito baixa e é um excelente isolante térmico. Além disso, exibe propriedades mecânicas quânticas únicas devido à sua baixa massa e estrutura molecular simples.
No entanto, a criação e manutenção do hidrogénio sólido requer temperaturas e pressões extremamente baixas, dificultando o seu estudo e utilização.
No geral, o hidrogênio gasoso, líquido e sólido diferem em suas propriedades físicas e comportamento devido às diferenças no arranjo molecular e na energia das moléculas de hidrogênio.
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