Hidrojen standart sıcaklık ve basınç (STP) gazıdır. -252,87°C sıcaklıkta ve 1 atmosfer basınçta sıvı hale gelir, -259,14°C sıcaklıkta ve 1 atmosfer basınçta katılaşır.
Aslında bu sadece basit bir cevaptı. Ancak bu konu hakkında konseptinizi çok net hale getirecek bilmeniz gereken birkaç şey daha var.
O halde doğrudan konuya geçelim.
Temel Çıkarımlar: Hidrojen Katı mı, Sıvı mı, yoksa Gaz mı?
- Hidrojen standart sıcaklık ve basınçta bir gazdır ancak belirli sıcaklık ve basınç koşullarında sıvı ve katı halde bulunabilir.
- Hidrojen, düşük kaynama noktasına ve düşük moleküler ağırlığa sahip olduğundan oda sıcaklığında gaz halinde bulunur.
- Gaz, sıvı ve katı hidrojen, hidrojen moleküllerinin moleküler düzenlemesi ve enerjisindeki farklılıklar nedeniyle farklı fiziksel özelliklere ve davranışlara sahiptir.
- Katı hidrojen, düşük kütlesi ve basit moleküler yapısı nedeniyle benzersiz kuantum mekaniksel özellikler sergiler, ancak oluşturulması ve bakımı son derece düşük sıcaklıklar ve yüksek basınç gerektirir.
Hidrojen neden oda sıcaklığında gaz halinde bulunur?
Hidrojen, düşük kaynama noktasına ve düşük moleküler ağırlığa sahip olduğundan oda sıcaklığında gaz halinde bulunur.
Hidrojenin kaynama noktası -252,87°C’dir (-423,17°F), oda sıcaklığında bir gaz halinde bulunan ancak çok daha yüksek kaynama noktalarına (-183) sahip olan oksijen ve nitrojen gibi diğer elementlerle karşılaştırıldığında son derece düşüktür. °C). ve -196°C, sırasıyla).
Bu, hidrojenin sıvıdan gaza dönüşümü için çok az enerjiye ihtiyaç duyduğu ve oda sıcaklığında gaz olarak var olabileceği anlamına gelir.
Ek olarak, hidrojen (H2) çok düşük bir moleküler ağırlığa (2 atomik kütle birimi) sahiptir, bu da hidrojen molekülleri arasındaki moleküller arası kuvvetlerin çok zayıf olduğu anlamına gelir.
Sonuç olarak, hidrojen molekülleri oda sıcaklığında bir araya toplanıp bir sıvı oluşturma eğiliminde değil, bunun yerine havada serbestçe ve hızlı bir şekilde hareket eden ayrı gaz molekülleri olarak kalıyor.
Genel olarak, düşük kaynama noktası ve düşük moleküler ağırlığın birleşimi, hidrojenin oda sıcaklığında gaz halinde bulunmasına olanak tanır.
Evet, hidrojen belirli sıcaklık ve basınç koşullarında sıvı ve katı halde bulunabilir.
Standart basınçta hidrojen yalnızca -252,87°C (-423,17°F) kaynama noktasının üzerindeki sıcaklıklarda gaz halinde bulunur.
Ancak hidrojen çok yüksek basınca maruz bırakılırsa kaynama noktasının altındaki sıcaklıklarda sıvı hale sıkıştırılabilir. Bu sıvı hidrojen, yüksek enerji içeriği nedeniyle roket yakıtı olarak kullanılıyor.
Ek olarak hidrojen, son derece düşük sıcaklık ve basınçlarda katı halde de mevcut olabilir.
Katı hidrojen iki biçimde olabilir: farklı fiziksel özelliklere sahip olan ortohidrojen ve parahidrojen. Sıvı hidrojenden katı hidrojene geçiş, atmosferik basınç altında yaklaşık -259°C (-434°F) sıcaklıkta gerçekleşir.
Bununla birlikte, hem sıvı hem de katı haldeki hidrojeni gözlemlemek için gerekli olan bu aşırı koşulların yaratılması ve sürdürülmesi zorludur ve özel ekipman gerektirir.
Gaz halindeki hidrojen, katı hidrojen ve sıvı hidrojen, fiziksel özellikleri ve davranışları açısından farklılık gösterir.
Gaz halindeki hidrojen, havada serbestçe ve hızla hareket eden ayrı moleküller halinde bulunur.
Hidrojen gazı çok hafiftir ve yoğunluğu düşüktür, bu da onu çok sıkıştırılabilir hale getirir ve büyük miktarlarda depolanmasını zorlaştırır. Ancak aynı zamanda çok duyarlıdır ve yakıt hücreleri ve yanmalı motorlar da dahil olmak üzere geniş bir uygulama alanına sahiptir.
Sıvı halde hidrojen molekülleri gaz haline göre birbirine çok daha yakındır ve daha yavaş hareket eder.
Sıvı hidrojenin yoğunluğu, gaz halindeki hidrojenden biraz daha yüksektir, ancak enerjisi çok daha yoğundur ve tanklarda depolanabilir.
Sıvı hidrojen, roket yakıtı olarak ve bazı yakıt hücresi sistemleri gibi yüksek enerji yoğunluğu gerektiren diğer uygulamalarda kullanılır.
Katı halde , hidrojen molekülleri kristal bir kafes içinde düzenlenir ve gaz veya sıvı hidrojeninkinden çok farklı fiziksel özellikler sergiler.
Katı hidrojen çok düşük bir yoğunluğa sahiptir ve mükemmel bir ısı yalıtkanıdır. Ayrıca düşük kütlesi ve basit moleküler yapısı nedeniyle benzersiz kuantum mekaniksel özellikler sergiler.
Bununla birlikte, katı hidrojenin yaratılması ve muhafaza edilmesi, son derece düşük sıcaklık ve basınç gerektirir, bu da çalışmayı ve kullanmayı zorlaştırır.
Genel olarak, gaz, sıvı ve katı hidrojen, hidrojen moleküllerinin moleküler düzenlemesi ve enerjisindeki farklılıklar nedeniyle fiziksel özellikleri ve davranışları açısından farklılık gösterir.
Hidrojen neden metal değildir?
Fosfor katı mı, sıvı mı yoksa gaz mı?
Sodyum katı mı, sıvı mı yoksa gaz mı?
Oksijen katı mıdır, sıvı mıdır yoksa gaz mıdır?
Lityum katı mı, sıvı mı yoksa gaz mı?
