Khí Hydro
Ký hiệu hóa học: H
Có mặt ở: Khí Hydro trên Trái đất chủ yếu kết hợp với nước; trong một số phản ứng hóa học nhất định, hydro xảy ra trong thời gian ngắn ở dạng nguyên tử và sau đó có tính phản ứng cao
Nhiệt độ sôi: -253 °C
Nhiệt độ đông: -259 °C
Đặc điểm chính: Không màu và không mùi, nguyên tố có tỷ trọng thấp nhất, nhẹ hơn không khí, rất dễ phản ứng. Trong không khí, hydro cháy thành nước với ngọn lửa hơi xanh yếu. Trong hỗn hợp với khí oxy, hydro phản ứng rất mạnh để bắt lửa (phản ứng oxy hóa).
Khai thác: Quá trình oxy hóa song song: Khí tự nhiên phản ứng với oxy thành H2 và carbon monoxide.
Hóa hơi: Ở nhiệt độ cao và áp suất cao, metan tạo ra hydro. Điện phân clo-kiềm: Dòng điện tác dụng với dung dịch natri clorua tạo ra natri hiđroxit, clo và H2.
Hydro đang đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng bằng cách giảm lượng khí thải carbon dioxide trong các ứng dụng công nghiệp và lĩnh vực di động. Ngày nay, kết hợp với pin nhiên liệu và động cơ điện, hydro đã cung cấp năng lượng cho ô tô, xe tải, xe buýt, xe lửa và thiết bị xử lý công nghiệp – những phương tiện không thải khí thải gây ô nhiễm vào khí quyển mà chỉ thải hơi nước.
Các ứng dụng hydro cổ điển bao gồm việc sử dụng nó làm khí đốt và hàn cũng như sản xuất amoniac và nhiều hợp chất hóa học khác. Nó cũng được sử dụng trong quá trình khử quặng sắt, làm chất làm mát, nhiên liệu, khí nhiên liệu và khí đóng gói, trong quá trình ủ thép hợp kim cao, trong quá trình khử oxit của kim loại nóng chảy và làm tan chảy thủy tinh.
Trong bảng tuần hoàn, hydro có vị trí cực – chu kỳ đầu tiên, nhóm đầu tiên, nguyên tử số 1 – và đó là vị trí của nó: nó là nguyên tố đầu tiên được tạo ra trong Vụ nổ lớn và vẫn là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ cho đến ngày nay.
Nguyên tử hydro chỉ có một proton và một electron, điều này cũng làm cho nó trở thành nguyên tử đơn giản nhất và nhẹ nhất. Điều đó giải thích tại sao, mặc dù nó đại diện cho 93 phần trăm của tất cả các nguyên tử trong hệ mặt trời của chúng ta, nhưng nó cấu thành “chỉ” 75 phần trăm tổng khối lượng. Tuy nhiên, trên Trái đất, hydro cực kỳ hiếm. Nó chỉ chiếm 0,12 phần trăm khối lượng Trái đất. Nhưng chừng đó cũng đủ để bao phủ hơn 2/3 bề mặt Trái đất bằng hợp chất hydro quan trọng nhất: Nước (H2O).
Sự tồn tại của hydro lần đầu tiên được chứng minh vào năm 1766; vào năm 1787, Antoine Laurent de Lavoisier phát hiện ra rằng nước có thể được sản xuất từ nó và đặt tên khoa học cho loại khí này là “hydrogenium” (từ tiếng Hy Lạp “hydor” = nước). Hydro, một số trong đó được tạo ra như một sản phẩm phụ của các quy trình công nghiệp hóa chất, đã được sử dụng hơn một thế kỷ nay trong các ứng dụng như gia công kim loại, sản xuất phân bón và làm chất làm mát. Khí ban đầu được sản xuất bằng cách cải cách hơi nước, theo đó khí tự nhiên được xúc tác phân tách thành hydro như một sản phẩm ban đầu. Hydro xanh được sản xuất thông qua quá trình điện phân nước và điện, theo đó điện được lấy từ năng lượng tái tạo. Một kg hydro chứa nhiều năng lượng như 2,8 kg benzen.