گاز هیدروژن

مشخصات فیزیکی و شیمیایی گاز هیدروژن:

هیدروژن فراوان ترین عنصر موجود در جهان، به طوریکه 75% جرم مواد طبیعی از این عنصر ساخته شده و بیش از 90% اتم‌ های تشکیل دهنده آنها اتم‌ های هیدروژن است. عنصر هیدروژن را می توان با بیشتر عنصرها ترکیب کرد و می‌ توان آن را در آب و تمامی ترکیب‌ های آلی و موجودات زنده پیدا کرد؛ ولی در طبیعت در روی زمین به سختی می‌ توان تک اتم هیدروژن را پیدا کرد. فرآیندهای همجوشی هیدروژن مقادیر عظیمی از انرژی را آزاد می کنند زیرا آن ها اتم های هیدروژن را برای تشکیل هلیوم ترکیب می کنند و از سوختن آن آب پدید می‌ آید که دلیل نامگذاری هیدروژن به دلیل وجود همین ویژگی، به معنی آب ‌ساز در زبان یونانی است. هیدروژن در فاز فلزی، یک ماده تباهیده می باشد و در این فاز، هیدروژن به شکل یک رسانای الکتریکی رفتار می‌کند. حالت های گوناگون هیدروژن، هیدروژن فشرده، هیدروژن مایع، هیدروژن دوغاب، هیدروژن جامد  و هیدروژن فلزی می باشد.

طرز تهیه ی هیدروژن:

هیدروژن منابع مختلفی دارد که به دو دسته تقسیم می شود آزمایشگاهی و صنعتی. دسته آزمایشگاهی شامل روش های واکنش شیمیایی هستند و صنعتی که از فرایندهای صنعتی تولید می شود. روش های تولید هیدروژن عبارتند از:

یکی از بهترین روش های تولید هیدروژن در صنعت؛ جداسازی هیدروژن از هیدروکربن ها است ولی در صنعت از گاز طبیعی استفاده می شود.
برای این کار بخار آب در دمای  700 تا 1100 درجه سانتی گراد با سوخت های سنگواره ای (گاز متان) که در گاز طبیعی وجود دارد واکنش داده می شود، که مخلوط گاز کربن مونوکسید و هیدروژن به وجود بیاورد که گاز آب یا گاز سنتز می گویند و برای تهیه هیدروژن قابل استفاده است.
که جداسازی و خالص سازی هیدروژن در فشار بالاتر (20 اتمسفر) بهتر صورت می گیرد.

گرید و خلوص هیدروژن:

گرید: میزان خلوص گازهای خالص را مشخص نموده و هر چه گاز دارای گرید بالاتری باشد، خلوص بالاتری را نیز داراست. گرید و ناخاصی گازها در جدول زیر آورده شده است:

شرکت گاز اردستان تامین کننده و فروشنده گاز هیدروژن صنعتی و آزمایشگاهی با خلوص (گرید) زیر می باشد:

گرید: میزان درجه ای هستند که به طور کلی نشان دهنده خلوص مواد شیمیایی است.

تاریخچه هیدروژن :

 هیدروژن ابتدا در اوایل قرن شانزدهم کشف شد،که وقتی آهن و اسید سولفوریک به هم می پیوندند؛ یک گاز قابل اشتعال ایجاد می شود. با گذشت زمان در سال 1766 هنری کاوندیش گاز را با استفاده از روش های مختلف و گازهای قابل اشتعال یادآور شد. در سال 1781، کاوندیش و وات توانستند که هنگام تولید گاز در هوا، آب تولید کنند. سال ها گذشت تا سرانجام شخصی به نام لاوازیه در سال 1779 پس از معلوم شدن ترکیب آب؛ نام هیدروژن را پیشنهاد کرد. همچنین حرف H به عنوان علامت شیمیایی توسط برزلیوس پیشنهاد شده است.

نکات ایمنی :

هیدروژن بسیار آتش‌گیر است و می‌تواند در هوا و در بازه گسترده‌ای از غلظت، میان ۴٪ تا ۷۵٪ حجمی، بسوزد.

H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (l) + Q2

حاصل واکنش آب به همراه گرما و انرژی بالا است. دمای آتش گیری گاز هیدروژن ۵۰۰ درجه ی سانتیگراد یا ۹۳۲ درجه فارنهایت است، از شعله ی سوختن ( هیدروژن – گاز اکسیژن خالص) پرتوهای فرابنفش تابیده می‌ شود که با چشم قابل دیدن نمی باشند.
کار کردن با گاز هیدروژن با توجه به خطراتی که دارد؛ می بایست با رعایت تمامی نکات ایمنی و با نهایت دقت و احتیاط صورت پذیرد.

بارگیری و حمل و نقل سیلندرهای گاز هیدروژن با سیلندرهای گازهای اکسنده ممنوع می باشد.

هیدروژن می‌تواند با هر عنصر اکسید شده‌ای وارد واکنش شود، همچنین امکان دارد که در دمای اتاق به صورت خود به خودی واکنش دهد و در صورت وجود هالوژن ها از جمله گاز کلر و فلوئور، هالیدهای هیدروژن (هیدروژن کلرید و هیدروژن فلوئورید) که اسید های خطرناکی هستند، را به وجود می آورد. در محیطی هم که گاز اکسیژن نباشد حضور گاز هیدروژن باعث خفگی می شود و چون گازی بدون رنگ و بو است حتما باید با دقت و تهجیزات مخصوص، غلظت آن در محیط کنترل شود.

خطرات گاز هیدروژن:

خاموش کردن آتش گاز هیدروژن امکان پذیر نیست؛ لذا در ابتدا شير محل نشتی را سريعا ببنديد و همه افراد را از محل خارج كنيد. از پودرخشك، گاز دي اكسيد كربن، اسپری آب و كف برای خاموش كردن آتش  و خنک کردن مخازن دیگر می توانيد استفاده كنيد.

احتياطات جابجايی: هرگز از گاز هيدروژن در نزديكی جوشكاری، شعله های باز و يا سطوح داغ استفاده نكنيد. هيچگاه بمنظور افزايش سرعت تخليه گاز هیدروژن، سيلندر را حرارت ندهيد. اين سيلندرها را با دست های چرب و روغنی حمل نكنيد تا از صدمات فیزیکی جلوگیری شود. سيلندرها را بصورت عمودی و كاملاً حفاظت شده در برابر افتادن و ضربه خوردن در محل خشك و خنك انبار شود. از كشيدن و سر دادن و غلتاندن سيلندر حاوی گازهیدروژن روی زمين خوداری كنيد. كلاهك سيلندر را هرگز برنداريد.