জ্যোতির্পদার্থবিদরা জানেন যে নক্ষত্র গঠনের জন্য জ্বালানী প্রয়োজন। আধুনিক তত্ত্ববলে যে হাইড্রোজেনের নদী - যা "ঠান্ডা প্রবাহ" নামে পরিচিত - হতে পারে আন্তঃগ্যাল্যাকটিক স্থানের মধ্য দিয়ে হাইড্রোজেনের এক ধরনের ফেরি এবং তাই তারা তৈরির প্রক্রিয়াকে জ্বালানী দেয়।

আমাদের মত সর্পিল ছায়াপথ মিল্কিওয়ে, একটি নিয়ম হিসাবে, নক্ষত্র গঠনের একটি মোটামুটি শান্ত কিন্তু স্থির হার আছে। অন্যান্য ছায়াপথ, যেমন NGC 6946, যা পৃথিবী থেকে প্রায় 22 মিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে সেফিয়াস এবং সিগনাস নক্ষত্রপুঞ্জের সীমানায় অবস্থিত, এই ক্ষেত্রে অনেক বেশি সক্রিয়। এটি এই প্রশ্ন উত্থাপন করে যে এই এবং অনুরূপ সর্পিল ছায়াপথগুলিতে টেকসই নক্ষত্র গঠনের জন্য প্রজনন স্থল কি প্রদান করে।

নেদারল্যান্ডসের ডাব্লুএসআরটি টেলিস্কোপ থেকে এনজিসি 6946 এর কাছাকাছি গ্যালাকটিক স্থানের পূর্ববর্তী গবেষণায় হাইড্রোজেনের একটি বর্ধিত হ্যালো প্রকাশ করা হয়েছিল। যাইহোক, ঠান্ডা প্রবাহটি সম্পূর্ণ ভিন্ন উৎস থেকে হাইড্রোজেন দ্বারা গঠিত হতে পারে - আন্তঃগ্যালাকটিক স্থান থেকে গ্যাস যা কখনো উত্তপ্ত হয়নি। উচ্চ তাপমাত্রাতারার জন্মের প্রক্রিয়া।

গ্রীন ব্যাংক টেলিস্কোপ (GBT) ব্যবহার করে, Pisano তার মহাজাগতিক প্রতিবেশীদের সাথে NGC 6946 সংযোগকারী নিরপেক্ষ হাইড্রোজেন দ্বারা নির্গত আভা সনাক্ত করতে সক্ষম হয়েছিল। এই সংকেতটি অন্যান্য টেলিস্কোপের সনাক্তকরণ থ্রেশহোল্ডের নীচে ছিল, কিন্তু GBT-এর অনন্য ক্ষমতা বিজ্ঞানীকে এই ক্ষীণ বিকিরণ সনাক্ত করতে অনুমতি দেয়।

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা দীর্ঘদিন ধরে অনুমান করেছেন যে বৃহৎ ছায়াপথগুলি অন্যান্য কম বৃহদায়তন সহচরদের থেকে পাম্প করে ঠান্ডা হাইড্রোজেনের ধ্রুবক সরবরাহ পেতে পারে।

আরও গবেষণা এই পর্যবেক্ষণের প্রকৃতি নিশ্চিত করতে সাহায্য করবে এবং ছায়াপথের বিবর্তনে ঠান্ডা স্রোত যে সম্ভাব্য ভূমিকা পালন করে তার উপর আলোকপাত করতে সাহায্য করবে।

সাধারণীকরণ স্কিম "হাইড্রোজেন"

ক) PSHE তে অবস্থান

• ক্রমিক নম্বর নং 1
• সময়কাল 1
• গ্রুপ I (প্রধান উপগোষ্ঠী "A")
• আপেক্ষিক ভরআর(এইচ)=1
• ল্যাটিন নাম হাইড্রোজেনিয়াম (জল জন্ম দেওয়া)

খ) প্রকৃতিতে হাইড্রোজেনের ব্যাপকতা

গ) যৌগগুলিতে হাইড্রোজেনের ভ্যালেন্স

২. হাইড্রোজেন একটি সরল পদার্থ (H 2)

প্রাপ্তি

প্রকৃতিতে হাইড্রোজেন খোঁজা।

হাইড্রোজেন প্রকৃতিতে বিস্তৃত, পৃথিবীর ভূত্বকের (লিথোস্ফিয়ার এবং হাইড্রোস্ফিয়ার) এর উপাদান ভর দ্বারা 1% এবং পরমাণুর সংখ্যা দ্বারা 16%। হাইড্রোজেন পৃথিবীর সবচেয়ে সাধারণ পদার্থের অংশ - জল (ভর অনুসারে হাইড্রোজেনের 11.19%), যৌগগুলির সংমিশ্রণে যা কয়লা, তেল, প্রাকৃতিক গ্যাস, কাদামাটি, সেইসাথে প্রাণী এবং উদ্ভিদ জীব তৈরি করে (অর্থাৎ প্রোটিন, নিউক্লিক অ্যাসিড, চর্বি, কার্বোহাইড্রেট এবং অন্যান্য)। হাইড্রোজেন তার মুক্ত অবস্থায় অত্যন্ত বিরল; এটি আগ্নেয়গিরি এবং অন্যান্য প্রাকৃতিক গ্যাসে অল্প পরিমাণে পাওয়া যায়। বায়ুমণ্ডলে অল্প পরিমাণে বিনামূল্যে হাইড্রোজেন (পরমাণুর সংখ্যা অনুসারে 0.0001%) বিদ্যমান। পৃথিবীর কাছাকাছি মহাকাশে, প্রোটনের প্রবাহের আকারে হাইড্রোজেন পৃথিবীর অভ্যন্তরীণ ("প্রোটন") বিকিরণ বেল্ট তৈরি করে। মহাকাশে, হাইড্রোজেন সবচেয়ে প্রচুর উপাদান। প্লাজমা আকারে, এটি সূর্যের ভর প্রায় অর্ধেক এবং বেশিরভাগ তারা, আন্তঃনাক্ষত্রিক মাঝারি এবং বায়বীয় নীহারিকাগুলির গ্যাসের সিংহভাগ। হাইড্রোজেন মুক্ত H 2, মিথেন CH 4, অ্যামোনিয়া NH 3, জল H 2 O এবং র্যাডিকেলের আকারে বেশ কয়েকটি গ্রহের বায়ুমণ্ডলে এবং ধূমকেতুতে উপস্থিত রয়েছে। প্রোটনের একটি প্রবাহের আকারে, হাইড্রোজেন হল সূর্য এবং মহাজাগতিক রশ্মির কর্পাসকুলার বিকিরণের অংশ।

হাইড্রোজেনের তিনটি আইসোটোপ রয়েছে:
ক) হালকা হাইড্রোজেন - প্রোটিয়াম,
খ) ভারী হাইড্রোজেন – ডিউটেরিয়াম (D),
গ) অতি ভারী হাইড্রোজেন – ট্রিটিয়াম (টি)।

ট্রিটিয়াম একটি অস্থির (তেজস্ক্রিয়) আইসোটোপ, তাই এটি ব্যবহারিকভাবে প্রকৃতিতে পাওয়া যায় না। ডিউটেরিয়াম স্থিতিশীল, তবে এটি খুব ছোট: 0.015% (সমস্ত স্থলজ হাইড্রোজেনের ভরের)।

যৌগগুলিতে হাইড্রোজেনের ভ্যালেন্স

যৌগগুলিতে, হাইড্রোজেন ভ্যালেন্সি প্রদর্শন করেআমি

হাইড্রোজেনের ভৌত বৈশিষ্ট্য

সাধারণ পদার্থ হাইড্রোজেন (H 2) হল একটি গ্যাস, বাতাসের চেয়ে হালকা, বর্ণহীন, গন্ধহীন, স্বাদহীন, স্ফুটনাঙ্ক = – 253 0 C, হাইড্রোজেন জলে অদ্রবণীয়, দাহ্য। একটি টেস্ট টিউব বা জল থেকে বায়ু স্থানচ্যুত করে হাইড্রোজেন সংগ্রহ করা যেতে পারে। এই ক্ষেত্রে, টেস্টটিউবটি উল্টাতে হবে।

হাইড্রোজেন উৎপাদন

গবেষণাগারে বিক্রিয়ার ফলে হাইড্রোজেন তৈরি হয়

Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2।

জিঙ্কের পরিবর্তে, আপনি লোহা, অ্যালুমিনিয়াম এবং অন্যান্য কিছু ধাতু ব্যবহার করতে পারেন এবং সালফিউরিক অ্যাসিডের পরিবর্তে, আপনি কিছু পাতলা অ্যাসিড ব্যবহার করতে পারেন। ফলস্বরূপ হাইড্রোজেন একটি পরীক্ষা টিউবে জল স্থানচ্যুত করে সংগ্রহ করা হয় (চিত্র 10.2 খ দেখুন) বা কেবল একটি উল্টানো ফ্লাস্কে (চিত্র 10.2 ক)।

শিল্পে, নিকেল অনুঘটকের উপস্থিতিতে 800 °C তাপমাত্রায় জলীয় বাষ্পের সাথে বিক্রিয়া করে প্রাকৃতিক গ্যাস (প্রধানত মিথেন) থেকে হাইড্রোজেন প্রচুর পরিমাণে উত্পাদিত হয়:

CH 4 + 2H 2 O = 4H 2 +CO 2 (t, Ni)

বা জলীয় বাষ্প দিয়ে উচ্চ তাপমাত্রায় কয়লা চিকিত্সা করুন:

2H 2 O + C = 2H 2 + CO 2। (টি)

বিশুদ্ধ হাইড্রোজেন বৈদ্যুতিক প্রবাহের সাথে পচিয়ে পানি থেকে পাওয়া যায় (তড়িৎ বিশ্লেষণ সাপেক্ষে):

2H 2 O = 2H 2 + O 2 (ইলেক্ট্রোলাইসিস)।

হাইড্রোজেন (H) একটি খুব হালকা রাসায়নিক উপাদান, যার মধ্যে রয়েছে পৃথিবীর ভূত্বকওজন দ্বারা 0.9% এবং জলে 11.19%।

হাইড্রোজেনের বৈশিষ্ট্য

হালকাতায় গ্যাসের মধ্যে এটি প্রথম। এ স্বাভাবিক অবস্থাস্বাদহীন, বর্ণহীন, এবং একেবারে গন্ধহীন। যখন এটি থার্মোস্ফিয়ারে প্রবেশ করে, তখন এটি কম ওজনের কারণে মহাকাশে উড়ে যায়।

সমগ্র মহাবিশ্বে, এটি সর্বাধিক অসংখ্য রাসায়নিক উপাদান (পদার্থের মোট ভরের 75%)। এতটাই যে মহাকাশের অনেক নক্ষত্র সম্পূর্ণরূপে এটি দিয়ে তৈরি। যেমন সূর্য। এর প্রধান উপাদান হাইড্রোজেন। এবং তাপ এবং আলো শক্তির মুক্তির ফলাফল যখন উপাদানের নিউক্লিয়াস একত্রিত হয়। এছাড়াও মহাকাশে বিভিন্ন আকার, ঘনত্ব এবং তাপমাত্রার অণুগুলির সম্পূর্ণ মেঘ রয়েছে।

শারীরিক বৈশিষ্ট্য

উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপ উল্লেখযোগ্যভাবে এর গুণাবলী পরিবর্তন করে, কিন্তু স্বাভাবিক অবস্থায় এটি:

অন্যান্য গ্যাসের সাথে তুলনা করলে এর উচ্চ তাপ পরিবাহিতা রয়েছে,

অ-বিষাক্ত এবং জলে খারাপভাবে দ্রবণীয়,

0°C এবং 1 atm-এ 0.0899 g/l এর ঘনত্ব সহ।

-252.8°C তাপমাত্রায় তরলে পরিণত হয়

-259.1 ডিগ্রি সেলসিয়াসে শক্ত হয়ে যায়,

দহনের নির্দিষ্ট তাপ 120.9.106 জে/কেজি।

তরল বা কঠিন অবস্থায় রূপান্তরিত করার জন্য প্রয়োজন উচ্চ রক্তচাপএবং খুব কম তাপমাত্রা। একটি তরল অবস্থায়, এটি তরল এবং হালকা।

রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য

চাপে এবং শীতল হওয়ার পরে (-252.87 ডিগ্রি সেলসিয়াস), হাইড্রোজেন অর্জন করে তরল অবস্থা, যে কোনো অ্যানালগ তুলনায় ওজন হালকা. এটি গ্যাসীয় আকারের তুলনায় এটিতে কম জায়গা নেয়।

এটি একটি সাধারণ অধাতু। পরীক্ষাগারে, এটি পাতলা অ্যাসিডের সাথে ধাতুর (যেমন জিঙ্ক বা লোহা) বিক্রিয়া করে উত্পাদিত হয়। স্বাভাবিক অবস্থার অধীনে এটি নিষ্ক্রিয় এবং শুধুমাত্র সক্রিয় অ ধাতু সঙ্গে প্রতিক্রিয়া. হাইড্রোজেন অক্সাইড থেকে অক্সিজেনকে আলাদা করতে পারে এবং যৌগ থেকে ধাতু কমাতে পারে। এটি এবং এর মিশ্রণগুলি তৈরি হয় হাইড্রোজেন বন্ধনকিছু উপাদান সহ।

গ্যাসটি ইথানলে এবং অনেক ধাতু বিশেষ করে প্যালাডিয়ামে অত্যন্ত দ্রবণীয়। রৌপ্য এটি দ্রবীভূত করে না। অক্সিজেন বা বাতাসে জ্বলনের সময় এবং হ্যালোজেনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সময় হাইড্রোজেন জারিত হতে পারে।

যখন এটি অক্সিজেনের সাথে মিলিত হয়, তখন পানি তৈরি হয়। যদি তাপমাত্রা স্বাভাবিক হয়, তবে প্রতিক্রিয়াটি ধীরে ধীরে এগিয়ে যায় যদি এটি 550 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে থাকে তবে এটি বিস্ফোরিত হয় (এটি বিস্ফোরণকারী গ্যাসে পরিণত হয়)।

প্রকৃতিতে হাইড্রোজেন খোঁজা

যদিও আমাদের গ্রহে প্রচুর হাইড্রোজেন রয়েছে, তবে এর বিশুদ্ধ আকারে এটি খুঁজে পাওয়া সহজ নয়। আগ্নেয়গিরির অগ্ন্যুৎপাতের সময়, তেল উৎপাদনের সময় এবং যেখানে জৈব পদার্থ পচে যায় সেখানে সামান্য পাওয়া যায়।

মোট পরিমাণের অর্ধেকেরও বেশি পানির সংমিশ্রণে রয়েছে। এটি তেল, বিভিন্ন কাদামাটি, দাহ্য গ্যাস, প্রাণী এবং গাছপালা (প্রতিটি জীবন্ত কোষে উপস্থিতি পরমাণুর সংখ্যা দ্বারা 50%) এর গঠনেও অন্তর্ভুক্ত।

প্রকৃতিতে হাইড্রোজেন চক্র

প্রতি বছর, প্রচুর পরিমাণে (বিলিয়ন টন) উদ্ভিদের অবশিষ্টাংশ জলাশয়ে এবং মাটিতে পচে যায় এবং এই পচন বায়ুমণ্ডলে বিপুল পরিমাণ হাইড্রোজেন ছেড়ে দেয়। এটি ব্যাকটেরিয়া, দহন এবং অক্সিজেনের সাথে জলচক্রে অংশ নেওয়ার কারণে যে কোনও গাঁজন করার সময়ও মুক্তি পায়।

হাইড্রোজেন অ্যাপ্লিকেশন

উপাদানটি সক্রিয়ভাবে মানবতা তার ক্রিয়াকলাপে ব্যবহার করে, তাই আমরা এটির জন্য একটি শিল্প স্কেলে এটি পেতে শিখেছি:

আবহাওয়া, রাসায়নিক উত্পাদন;

মার্জারিন উত্পাদন;

রকেট জ্বালানী হিসাবে (তরল হাইড্রোজেন);

বৈদ্যুতিক জেনারেটর শীতল করার জন্য বৈদ্যুতিক শক্তি শিল্প;

ঢালাই এবং ধাতু কাটা.

সিন্থেটিক পেট্রল (নিম্ন-মানের জ্বালানীর গুণমান উন্নত করতে), অ্যামোনিয়া, হাইড্রোজেন ক্লোরাইড, অ্যালকোহল এবং অন্যান্য উপকরণ উৎপাদনে প্রচুর হাইড্রোজেন ব্যবহার করা হয়। পারমাণবিক শক্তিসক্রিয়ভাবে এর আইসোটোপ ব্যবহার করে।

"হাইড্রোজেন পারক্সাইড" ওষুধটি ধাতুবিদ্যা, ইলেকট্রনিক্স শিল্প, সজ্জা এবং কাগজ উত্পাদন, লিনেন এবং সুতির কাপড় ব্লিচ করার জন্য, চুলের রঞ্জক এবং প্রসাধনী, পলিমার উত্পাদন এবং ক্ষত চিকিত্সার জন্য ওষুধে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

এই গ্যাসের "বিস্ফোরক" প্রকৃতি একটি প্রাণঘাতী অস্ত্রে পরিণত হতে পারে - একটি হাইড্রোজেন বোমা। এর বিস্ফোরণের সাথে প্রচুর পরিমাণে তেজস্ক্রিয় পদার্থ নির্গত হয় এবং এটি সমস্ত জীবন্ত জিনিসের জন্য ধ্বংসাত্মক।

তরল হাইড্রোজেন এবং মধ্যে যোগাযোগ চামড়াগুরুতর এবং বেদনাদায়ক তুষারপাতের হুমকি দেয়।

একটি বর্ণহীন, গন্ধহীন, দাহ্য গ্যাস। স্বাভাবিক অবস্থায় হাইড্রোজেনের ঘনত্ব হল 0.09 kg/m3; বাতাসের ঘনত্ব - 0.07 কেজি/মি 3; ক্যালোরিফিক মান - 28670 kcal/kg; সর্বনিম্ন ইগনিশন শক্তি - 0.017 mJ। বায়ু এবং অক্সিজেনের সাথে একটি বিস্ফোরক মিশ্রণ তৈরি করে। ক্লোরিন (1:1) এর সাথে একটি মিশ্রণ আলোতে বিস্ফোরিত হয়; ফ্লোরাইড সহ হাইড্রোজেনঅন্ধকারে একটি বিস্ফোরণের সাথে সংযোগ স্থাপন করে; (2:1) এর সাথে মিশ্রণ - বিস্ফোরক গ্যাস। বিস্ফোরণের সীমা: 4 - 75 ভলিউম থেকে। %, অক্সিজেন সহ 4.1 - 96 ভলিউম। %

যেদিন এর মজুদ ফুরিয়ে যাবে, মহাবিশ্বের জীবন থেমে যাবে। পদার্থটি, যা ছাড়া জীবন অসম্ভব, আমাদের গ্রহের একেবারে কেন্দ্রে "বসে" - মূলের মধ্যে এবং চারপাশে এবং সেখান থেকে "মাইগ্রেট" হয় বাইরের দিকে। এই গ্যাস সব শুরুর শুরু। এর নাম " হাইড্রোজেন».
হাইড্রোজেনকোর মধ্যে এবং চারপাশে পাওয়া যায়. এরপর আসে ঘন আবরণ। কিন্তু এই গ্যাস নিঃশব্দে শিলা ভর দিয়ে স্থানান্তরিত হয়। পৃথিবী যখন যুবক ছিল, তখন গভীরতায় অনেক বেশি হাইড্রোজেন ছিল এবং গভীরতা থেকে এটি সারা পৃথিবীতে বেরিয়ে গিয়েছিল। যখন এটি কম হয়ে যায়, প্রক্রিয়াটি তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল হয়ে ওঠে, এবং হাইড্রোজেনসামুদ্রিক শৈলশিরাগুলির ত্রুটি বরাবর বিশেষ অঞ্চলে "বাইরে যেতে" শুরু করে।
অবশ্যই, আধুনিক জীবনপৃথিবীতে একটি নির্দিষ্ট অক্সিজেন সম্ভাবনার উদ্ভব হয়েছে। কিন্তু বস্তুনিষ্ঠ হতে, আমরা আমাদের গ্রহের সমস্ত শুরুর সূচনাকে ঋণী করি হাইড্রোজেন. এটি ছিল হাইড্রোজেনের গতিশীল চক্র, পৃথিবীর অন্ত্র থেকে এর প্রবেশের প্রক্রিয়া, এবং কার্বন নয়, যেমনটি পূর্বে বিশ্বাস করা হয়েছিল, যা পৃথিবীতে জীবনের উৎপত্তির উত্স হয়ে উঠেছে।

হাইড্রোজেন এবং মহাবিশ্ব

সাধারণত, একটি নির্দিষ্ট উপাদানের তাত্পর্যের উপর জোর দেওয়ার জন্য, তারা বলে: যদি এটি না থাকত, তাহলে অমুক এবং অমুক ঘটনা ঘটত। কিন্তু, একটি নিয়ম হিসাবে, এটি একটি অলঙ্কৃত ডিভাইস ছাড়া আর কিছুই নয়। কিন্তু হাইড্রোজেনকোন দিন সত্যিই নাও হতে পারে, কারণ এটি ক্রমাগত তারার অন্ত্রে জ্বলতে থাকে, জড় হয়ে যায়।
হাইড্রোজেন মহাকাশে সবচেয়ে প্রচুর পরিমাণে উপাদান. এটি সূর্যের প্রায় অর্ধেক ভর এবং অন্যান্য বেশিরভাগ তারার জন্য দায়ী। এটি গ্যাস নীহারিকা, আন্তঃনাক্ষত্রিক গ্যাসে পাওয়া যায় এবং তারার অংশ। নক্ষত্রের গভীরতায়, পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের রূপান্তর ঘটে হাইড্রোজেনহিলিয়াম পরমাণুর নিউক্লিয়াসে। এই প্রক্রিয়া শক্তির মুক্তির সাথে ঘটে; সূর্য সহ অনেক নক্ষত্রের জন্য, এটি শক্তির প্রধান উত্স হিসাবে কাজ করে।
প্রতি সেকেন্ডে সূর্য নির্গত হয় বাইরের স্থানচার মিলিয়ন টন ভরের সমান শক্তি। চারটি নিউক্লিয়ার ফিউশনের সময় এই শক্তির সৃষ্টি হয় হাইড্রোজেন, প্রোটন, নিউক্লিয়াসে। এক গ্রাম প্রোটনের "দহন" এক গ্রাম কয়লার দহনের চেয়ে বিশ মিলিয়ন গুণ বেশি শক্তি নির্গত করে। পৃথিবীতে কেউ কখনও এই ধরনের প্রতিক্রিয়া লক্ষ্য করেনি: এটি এমন একটি তাপমাত্রা এবং চাপে ঘটে যা শুধুমাত্র তারার গভীরতায় বিদ্যমান এবং এখনও মানুষের দ্বারা আয়ত্ত করা হয়নি।
প্রতি সেকেন্ডে চার মিলিয়ন টন ভরের ক্ষতির সমতুল্য শক্তি কল্পনা করা অসম্ভব: এমনকি সবচেয়ে শক্তিশালী থার্মোনিউক্লিয়ার বিস্ফোরণেও, মাত্র এক কিলোগ্রাম পদার্থ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। যাইহোক, প্রক্রিয়ার গতি, i.e. কোরের সংখ্যা হাইড্রোজেন, একের মধ্যে হিলিয়াম নিউক্লিয়াসে পরিণত হচ্ছে ঘনমিটারএক সেকেন্ডে, ছোট। অতএব, প্রতি ইউনিট ভলিউম প্রতি একক সময় নির্গত শক্তির পরিমাণ ছোট। সুতরাং, এটি দেখা যাচ্ছে যে সূর্যের নির্দিষ্ট শক্তি নগণ্য - একজন ব্যক্তি হিসাবে এই জাতীয় "তাপ-উত্পাদক যন্ত্র" এর শক্তির চেয়ে অনেক কম! এবং গণনা দেখায় যে সূর্য অন্তত আরও ত্রিশ বিলিয়ন বছর ধরে অবিচ্ছিন্নভাবে জ্বলতে থাকবে। আমাদের সারাজীবনের জন্য যথেষ্ট।

পানিতে জন্ম দেওয়া

হাইড্রোজেন আবিষ্কৃত হয় 16 শতকের প্রথমার্ধে জার্মান চিকিত্সক এবং প্রকৃতিবিদ প্যারাসেলসাস দ্বারা। 16-18 শতকের রসায়নবিদদের কাজে। "দাহনীয় গ্যাস" বা "দাহ্য বায়ু" উল্লেখ করা হয়েছে, যা সাধারণ গ্যাসের সাথে মিলিত হলে বিস্ফোরক মিশ্রণ তৈরি হয়। এটি অ্যাসিডের পাতলা দ্রবণ - সালফিউরিক এবং হাইড্রোক্লোরিক সহ নির্দিষ্ট ধাতুর (লোহা, দস্তা, টিন) উপর কাজ করে প্রাপ্ত হয়েছিল।
এই গ্যাসের বৈশিষ্ট্য বর্ণনাকারী প্রথম বিজ্ঞানী ছিলেন ইংরেজ বিজ্ঞানী হেনরি ক্যাভেন্ডিশ। তিনি এর ঘনত্ব নির্ধারণ করেন এবং বাতাসে দহন নিয়ে গবেষণা করেন, কিন্তু ফ্লোজিস্টন তত্ত্ব* মেনে চলার ফলে গবেষকরা সংঘটিত প্রক্রিয়ার সারমর্ম বুঝতে বাধা দেন।
1779 সালে অ্যান্টোইন ল্যাভয়েসিয়ার পেয়েছিলেন হাইড্রোজেনজল পচানোর সময়, একটি লাল-গরম লোহার নলের মধ্য দিয়ে তার বাষ্পগুলিকে অতিক্রম করে। Lavoisier আরও প্রমাণ করেছেন যে যখন "দাহ্য বায়ু" অক্সিজেনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, তখন জল গঠিত হয় এবং গ্যাসগুলি 2:1 এর ভলিউমেট্রিক অনুপাতের সাথে প্রতিক্রিয়া করে। এটি বিজ্ঞানীকে জলের সংমিশ্রণ নির্ধারণ করতে দেয় - H2O। মৌলটির নাম - হাইড্রোজেনিয়াম - ল্যাভয়েসিয়ার এবং তার সহকর্মীরা থেকে উদ্ভূত গ্রীক শব্দ"ঘিডোর" - জল এবং "গেন্নাও" - জন্ম দেওয়া। রাশিয়ান নাম "হাইড্রোজেন" 1824 সালে রসায়নবিদ এমএফ সলোভিয়েভ প্রস্তাব করেছিলেন - লোমোনোসভের "অক্সিজেন" এর সাথে সাদৃশ্য দিয়ে।
হাইড্রোজেন- একটি বর্ণহীন গ্যাস, স্বাদহীন এবং গন্ধহীন, পানিতে সামান্য দ্রবণীয়। এটি বাতাসের চেয়ে 14.5 গুণ হালকা - গ্যাসগুলির মধ্যে সবচেয়ে হালকা। সেজন্য হাইড্রোজেনতারা বেলুন এবং এয়ারশিপ ভর্তি করত। -253°C তাপমাত্রায় হাইড্রোজেন তরল হয়ে যায়। এই বর্ণহীন তরলটি সর্বজন পরিচিত সবচেয়ে হালকা: 1 মিলি ওজন এক গ্রামের দশমাংশেরও কম। -259 ডিগ্রি সেলসিয়াসে, তরল হাইড্রোজেন জমে যায়, বর্ণহীন স্ফটিকে পরিণত হয়।
অণু H2এত ছোট যে তারা সহজেই কেবল ছোট ছিদ্র দিয়েই নয়, ধাতুগুলির মাধ্যমেও যেতে পারে। তাদের মধ্যে কিছু, যেমন নিকেল, প্রচুর পরিমাণে শোষণ করতে পারে হাইড্রোজেনএবং শূন্যস্থানে পারমাণবিক আকারে এটি ধরে রাখুন স্ফটিক জালি. প্যালাডিয়াম ফয়েল 250 ডিগ্রি সেলসিয়াসে উত্তপ্ত অবাধে চলে যায় হাইড্রোজেন; এটি অন্যান্য গ্যাস থেকে পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে পরিষ্কার করতে ব্যবহৃত হয়।
দ্রাব্যতা সঙ্গে হাইড্রোজেনধাতুতে ধাতুর মাধ্যমে ছড়িয়ে দেওয়ার ক্ষমতার সাথে সম্পর্কিত। তাছাড়া, সবচেয়ে হালকা গ্যাস হচ্ছে, হাইড্রোজেনসর্বাধিক বিচ্ছুরণের হার রয়েছে: এর অণুগুলি অন্য পদার্থের পরিবেশে অন্যান্য সমস্ত গ্যাসের অণুর তুলনায় দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে এবং বিভিন্ন ধরণের পার্টিশনের মধ্য দিয়ে যায়।
হাইড্রোজেন- সক্রিয় পদার্থ যা সহজেই প্রবেশ করে রাসায়নিক বিক্রিয়া. যখন এটি পুড়ে যায়, প্রচুর তাপ নির্গত হয় এবং একমাত্র প্রতিক্রিয়া পণ্যটি জল: 2H2 + O2 = 2H2O। এমন পরিবেশবান্ধব জ্বালানির স্বপ্নই দেখা যায়!
আজ (যদিও আপাতত সীমিত পরিমাণে) সঙ্গে গাড়ি হাইড্রোজেনইঞ্জিন এটি BMW হাইড্রোজেন 7, যা জ্বালানী হিসাবে তরল জ্বালানী ব্যবহার করে। হাইড্রোজেন; একটি মার্সিডিজ সিটারো বাস এবং একটি মাজদা আরএক্স-8 হাইড্রোজেন যাত্রীবাহী গাড়ি, একই সাথে পেট্রল এবং হাইড্রোজেন. এবং বোয়িং কোম্পানি উচ্চ উচ্চতা এবং ফ্লাইট সময়কালের একটি মনুষ্যবিহীন বিমান তৈরি করছে (High Altitude Long Endurance (HALE)) বিমানটি সজ্জিত হাইড্রোজেনফোর্ড মোটর কোম্পানি দ্বারা নির্মিত ইঞ্জিন। তবে উন্নয়ন হাইড্রোজেনশক্তি শিল্প পিছিয়ে আছে উচ্চ ডিগ্রীএই গ্যাসের সাথে কাজ করার সময় ঝুঁকি, সেইসাথে এটি সংরক্ষণে অসুবিধা।

একটি অভিজ্ঞতা যা প্রায় আপনার জীবন ব্যয় করে

সাথে বাতাসের অক্সিজেন হাইড্রোজেনএকটি বিস্ফোরক মিশ্রণ গঠন করে - বিস্ফোরক গ্যাস। অতএব, সঙ্গে কাজ করার সময় হাইড্রোজেনবিশেষ যত্ন নিতে হবে। পরিষ্কার হাইড্রোজেনএটি প্রায় নিঃশব্দে পুড়ে যায় এবং বাতাসের সাথে মিশে গেলে এটি একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত উচ্চ শব্দ তৈরি করে। একটি টেস্ট টিউবে বিস্ফোরণকারী গ্যাসের বিস্ফোরণ পরীক্ষাকারীর জন্য বিপদ ডেকে আনে না, তবে ফ্ল্যাট-বটম ফ্লাস্ক বা মোটা কাচের পাত্র ব্যবহার করার সময় গুরুতর আঘাত হতে পারে।
হাইড্রোজেনএকটি দ্বৈত আছে রাসায়নিক প্রকৃতি, অক্সিডাইজিং এবং হ্রাস করার ক্ষমতা উভয়ই প্রদর্শন করে। বেশিরভাগ প্রতিক্রিয়ায় এটি একটি হ্রাসকারী এজেন্ট হিসাবে কাজ করে, যৌগ গঠন করে যেখানে এর অক্সিডেশন অবস্থা +1 হয়। কিন্তু সঙ্গে প্রতিক্রিয়া সক্রিয় ধাতুএটি একটি অক্সিডাইজিং এজেন্ট হিসাবে কাজ করে: ধাতু সহ যৌগগুলিতে এর অক্সিডেশন অবস্থা -1।
এইভাবে, একটি ইলেকট্রন ছেড়ে দিয়ে, হাইড্রোজেনপর্যায় সারণীর প্রথম গ্রুপের ধাতুর সাথে এবং সপ্তম গ্রুপের অধাতুর সাথে একটি ইলেকট্রন যোগ করে মিল দেখায়। সেজন্য হাইড্রোজেনভি পর্যায় সারণীসাধারণত প্রথম গ্রুপে এবং একই সময়ে সপ্তম বা সপ্তম গ্রুপে এবং প্রথমটিতে বন্ধনীতে রাখা হয়।

হাইড্রোজেন ব্যবহার ও উৎপাদন

ব্যবহৃত হাইড্রোজেনমিথানল, হাইড্রোজেন ক্লোরাইড উৎপাদনে, উদ্ভিজ্জ চর্বিগুলির হাইড্রোজেনেশনের জন্য (মার্জারিন উৎপাদনে), এছাড়াও অক্সাইড থেকে ধাতু (মলিবডেনাম, টাংস্টেন, ইন্ডিয়াম) পুনরুদ্ধারের জন্য। অবাধ্য ধাতু এবং সংকর ধাতুগুলিকে ঢালাই করা হয় এবং হাইড্রোজেন-অক্সিজেন শিখা (3000°C) ব্যবহার করে কাটা হয়। তরল হাইড্রোজেনরকেট জ্বালানী হিসাবে কাজ করে।
কয়লা এবং তেলের হাইড্রোজেনেশনের সময়, দরিদ্র হাইড্রোজেননিম্ন-গ্রেডের জ্বালানি উচ্চ-মানের জ্বালানিতে রূপান্তরিত হয়।
হাইড্রোজেনশক্তিশালী জেনারেটর ঠান্ডা করতে ব্যবহৃত হয় বৈদ্যুতিক প্রবাহ, এবং এর আইসোটোপগুলি পারমাণবিক শক্তিতে ব্যবহৃত হয়।
শিল্পে, হাইড্রোজেন ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা উত্পাদিত হয় জলীয় সমাধানলবণ (উদাহরণস্বরূপ, NaCl, Na2CO4), পাশাপাশি কঠিন এবং বায়বীয় জ্বালানী - কয়লা এবং প্রাকৃতিক গ্যাসের রূপান্তরের সময়। রূপান্তর প্রক্রিয়া অনুঘটকের উপস্থিতিতে প্রায় 1000°C তাপমাত্রায় সঞ্চালিত হয়। ফলে গ্যাসের মিশ্রণকে বলা হয় সংশ্লেষণ গ্যাস।

প্রায় প্রতিটি হোম মেডিসিন ক্যাবিনেটে 3% পারক্সাইড দ্রবণের বোতল থাকে। হাইড্রোজেন H2O2। এটি ক্ষত জীবাণুমুক্ত করতে এবং রক্তপাত বন্ধ করতে ব্যবহৃত হয়।

উদ্দেশ্য, প্রযুক্তিগত উপর নির্ভর করে হাইড্রোজেনদুটি ব্র্যান্ডে সংকুচিত এবং সংকুচিত আকারে উপলব্ধ:

হাইড্রোজেন গ্যাস গ্রেড "A"- ইলেকট্রনিক, ফার্মাসিউটিক্যালে ব্যবহৃত, রাসায়নিক শিল্প, পাউডার ধাতুবিদ্যায়: ধাতব অক্সাইড থেকে অবাধ্য যৌগ জমা করার জন্য; ক্রোমিয়াম এবং স্টেইনলেস স্টীল ধারণকারী পাউডার উপকরণ থেকে তৈরি পণ্য sintering যখন.
- শক্তি, ইলেকট্রনিক্স, রাসায়নিক, অ লৌহঘটিত ধাতুবিদ্যা, ফার্মাসিউটিক্যাল শিল্পে ব্যবহৃত হয়।

মহাকাশ সংস্থা এবং প্রাইভেট কোম্পানিগুলি ইতিমধ্যেই আগামী কয়েক বছরের মধ্যে মঙ্গল গ্রহে মানুষ পাঠানোর পরিকল্পনা তৈরি করছে, যা শেষ পর্যন্ত এর উপনিবেশের দিকে নিয়ে যাচ্ছে। এবং কাছাকাছি নক্ষত্রের চারপাশে আবিষ্কৃত পৃথিবীর মতো গ্রহের ক্রমবর্ধমান সংখ্যার সাথে, দূর-দূরত্বের মহাকাশ ভ্রমণ ক্রমশ প্রাসঙ্গিক হয়ে উঠছে।

যাইহোক, মানুষের পক্ষে দীর্ঘ সময়ের জন্য মহাকাশে টিকে থাকা সহজ নয়। দূর-দূরত্বের স্পেসফ্লাইটের প্রধান চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি হল মহাকাশচারীদের শ্বাস নেওয়ার জন্য পর্যাপ্ত অক্সিজেন এবং জটিল ইলেকট্রনিক্স পরিচালনার জন্য যথেষ্ট জ্বালানী পরিবহন করা। দুর্ভাগ্যবশত, মহাকাশে কার্যত কোন অক্সিজেন নেই, তাই এটি পৃথিবীতে সংরক্ষণ করা প্রয়োজন।

কিন্তু নেচার কমিউনিকেশনে প্রকাশিত নতুন গবেষণা দেখায় যে শুধুমাত্র অর্ধপরিবাহী উপাদান, সূর্যালোক (বা তারার আলো) এবং ওজনহীনতা ব্যবহার করে জল থেকে হাইড্রোজেন (জ্বালানির জন্য) এবং অক্সিজেন (শ্বাস নেওয়ার জন্য) তৈরি করা সম্ভব, যা দীর্ঘ দূরত্বের ভ্রমণকে আরও সম্ভাব্য করে তোলে।

সূর্যের সীমাহীন সম্পদ ব্যবহার করে আমাদের শক্তি দৈনন্দিন জীবন- পৃথিবীর অন্যতম বৈশ্বিক চ্যালেঞ্জ। যেহেতু আমরা ধীরে ধীরে তেল থেকে দূরে সরে যাচ্ছি এবং নবায়নযোগ্য শক্তির উত্সের দিকে যাচ্ছি, গবেষকরা জ্বালানী হিসাবে হাইড্রোজেন ব্যবহার করার সম্ভাবনায় আগ্রহী। সবচেয়ে ভালো উপায়এটি করার জন্য জল (H2O) এর উপাদানগুলির মধ্যে আলাদা করা হবে: হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন। ইলেক্ট্রোলাইসিস নামে পরিচিত একটি প্রক্রিয়া ব্যবহার করে এটি সম্ভব, যার মধ্যে কিছু দ্রবণীয় ইলেক্ট্রোলাইট (যেমন লবণ - প্রায় অনুবাদ) ফলস্বরূপ, জল অক্সিজেন এবং হাইড্রোজেন পরমাণুতে ভেঙে যায়, যা প্রতিটি তার নিজস্ব ইলেক্ট্রোডে মুক্তি পায়।

পানির তড়িৎ বিশ্লেষণ।

যদিও এই পদ্ধতিটি প্রযুক্তিগতভাবে সম্ভব এবং শতাব্দীর পর শতাব্দী ধরে পরিচিত, তবুও এটি পৃথিবীতে সহজলভ্য নয় কারণ আমাদের আরও হাইড্রোজেন-সম্পর্কিত অবকাঠামো দরকার - যেমন হাইড্রোজেন রিফুয়েলিং স্টেশন।

এইভাবে জল থেকে প্রাপ্ত হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনও জ্বালানী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে মহাকাশযান. বোর্ডে অতিরিক্ত প্রপেলান্ট এবং অক্সিজেন দিয়ে লঞ্চ করার চেয়ে জল দিয়ে একটি রকেট উৎক্ষেপণ করা আসলে অনেক বেশি নিরাপদ, কারণ মিশ্রণটি দুর্ঘটনায় বিস্ফোরক হতে পারে। এখন মহাকাশে, বিশেষ প্রযুক্তি জলকে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনে আলাদা করতে সক্ষম হবে, যা, শ্বাস-প্রশ্বাস এবং ইলেকট্রনিক্সের কার্যকারিতা বজায় রাখতে ব্যবহার করা যেতে পারে (উদাহরণস্বরূপ, জ্বালানী কোষ ব্যবহার করে)।

এই জন্য দুটি বিকল্প আছে. তাদের মধ্যে একটি হল ইলেক্ট্রোলাইসিস, পৃথিবীর মতো, ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করে এবং সৌর প্যানেলকারেন্ট গ্রহণ করতে। কিন্তু, হায়, ইলেক্ট্রোলাইসিস একটি খুব শক্তি-নিবিড় প্রক্রিয়া, এবং মহাকাশে শক্তি ইতিমধ্যেই "স্বর্ণে এর ওজনের মূল্য"।

একটি বিকল্প হল ফটোক্যাটালিস্ট ব্যবহার করা, যা জলে রাখা অর্ধপরিবাহী উপাদান দ্বারা ফোটন শোষণ করে কাজ করে। ফোটন শক্তি উপাদান থেকে একটি ইলেক্ট্রনকে "নক" করে, এতে একটি "গর্ত" রেখে যায়। একটি মুক্ত ইলেক্ট্রন হাইড্রোজেন পরমাণু তৈরি করতে জলে প্রোটনের সাথে যোগাযোগ করতে পারে। এদিকে, "গর্ত" প্রোটন এবং অক্সিজেন পরমাণু তৈরি করতে জল থেকে ইলেকট্রন শোষণ করতে পারে।



ফটোক্যাটালাইসিস প্রক্রিয়া স্থলজ অবস্থাএবং মাইক্রোগ্র্যাভিটিতে (পৃথিবীর চেয়ে এক মিলিয়ন গুণ কম)। হিসাবে দেখা যায়, দ্বিতীয় ক্ষেত্রে প্রদর্শিত গ্যাস বুদবুদ সংখ্যা বেশী.

এই প্রক্রিয়া বিপরীত করা যেতে পারে. হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন একটি জ্বালানী কোষ ব্যবহার করে পুনরায় সংযুক্ত (একত্রিত) করা যেতে পারে, যার ফলে ফটোক্যাটালাইসিস এবং পানির গঠনে ব্যয়িত সৌর শক্তি ফিরে আসে। সুতরাং, এই প্রযুক্তিটি গভীর মহাকাশ ভ্রমণের আসল চাবিকাঠি।

ফটোক্যাটালিস্ট ব্যবহার করে প্রক্রিয়া মহাকাশ ভ্রমণের জন্য সর্বোত্তম বিকল্প কারণ ইলেক্ট্রোলাইসিসের জন্য প্রয়োজনীয় সরঞ্জামগুলির ওজন অনেক কম। তাত্ত্বিকভাবে, মহাকাশে এটির সাথে কাজ করাও সহজ। এটি আংশিকভাবে এই কারণে যে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের বাইরে সূর্যালোকের তীব্রতা অনেক বেশি, যেহেতু পরবর্তীতে আলোর একটি মোটামুটি বড় অংশ পৃষ্ঠের পথে শোষিত বা প্রতিফলিত হয়।

একটি নতুন গবেষণায়, বিজ্ঞানীরা 120-মিটার-লম্বা টাওয়ার থেকে একটি সম্পূর্ণ কার্যকরী ফটোক্যাটালাইসিস পরীক্ষামূলক সুবিধা ফেলে দিয়েছেন, যা মাইক্রোগ্রাভিটি নামক পরিস্থিতি তৈরি করেছে। যেমন বস্তু পৃথিবীতে পড়ে বিনামূল্যে পতন, মাধ্যাকর্ষণ প্রভাব হ্রাস পায় (কিন্তু মাধ্যাকর্ষণ নিজেই কোথাও অদৃশ্য হয়ে যায় না, এই কারণে এটিকে মাইক্রোগ্রাভিটি বলা হয়, এবং অভিকর্ষের অনুপস্থিতি নয় - প্রায় অনুবাদ), যেহেতু পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণকে ক্ষতিপূরণ দেয় এমন কোনও শক্তি নেই - এইভাবে, পতনের সময়, আইএসএস-এর মতো ইনস্টলেশনে পরিস্থিতি তৈরি হয়।

পরীক্ষামূলক সেটআপ এবং পরীক্ষামূলক প্রক্রিয়া।

গবেষকরা দেখাতে সক্ষম হন যে এই ধরনের পরিস্থিতিতে জল বিভক্ত করা সত্যিই সম্ভব। যাইহোক, যেহেতু এই প্রক্রিয়াটি গ্যাস তৈরি করে, তাই পানিতে বুদবুদ তৈরি হয়। একটি গুরুত্বপূর্ণ কাজঅনুঘটক উপাদান বুদবুদ পরিত্রাণ পেতে কারণ তারা গ্যাস সৃষ্টি প্রক্রিয়ার সঙ্গে হস্তক্ষেপ. পৃথিবীতে, মাধ্যাকর্ষণ বুদবুদগুলিকে ভূপৃষ্ঠে ভাসিয়ে দেয় (পৃষ্ঠের কাছাকাছি জল বুদবুদের চেয়ে ঘন হয়, যা তাদের পৃষ্ঠে ভাসতে দেয়), আরও বুদবুদ গঠনের জন্য অনুঘটকের স্থান খালি করে।

শূন্য মাধ্যাকর্ষণে এটি অসম্ভব, এবং গ্যাসের বুদবুদগুলি অনুঘটকের উপর বা কাছাকাছি থাকে। যাইহোক, বিজ্ঞানীরা ন্যানোস্কেল স্কেলে অনুঘটকের আকৃতি সামঞ্জস্য করে, পিরামিড জোন তৈরি করে যেখানে একটি বুদবুদ সহজেই পিরামিডের শীর্ষ থেকে ভেঙ্গে যেতে পারে এবং নতুন বুদবুদ গঠনে হস্তক্ষেপ না করে জলে প্রবেশ করতে পারে।

কিন্তু একটা সমস্যা থেকে যায়। মাধ্যাকর্ষণ অনুপস্থিতিতে, বুদবুদগুলি অনুঘটক ছেড়ে যেতে বাধ্য হলেও তরলে থাকবে। মাধ্যাকর্ষণ গ্যাস সহজে তরল থেকে অব্যাহতি অনুমতি দেয়, যা আছে গুরুত্বপূর্ণবিশুদ্ধ হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন ব্যবহারের জন্য। মাধ্যাকর্ষণ ছাড়া, কোন গ্যাস বুদবুদ পৃষ্ঠের উপর ভাসমান এবং তরল থেকে পৃথক - পরিবর্তে, ফেনা ফর্মের সমতুল্য।

এটি নাটকীয়ভাবে অনুঘটক বা ইলেক্ট্রোডগুলিকে ব্লক করে প্রক্রিয়াটির কার্যকারিতা হ্রাস করে। এই সমস্যার আশেপাশে প্রকৌশল সমাধানগুলি মহাকাশে প্রযুক্তির সফল বাস্তবায়নের চাবিকাঠি হবে - এর মধ্যে একটি সম্ভাব্য সমাধানইনস্টলেশন ঘোরাতে গঠিত: এইভাবে, কেন্দ্রাতিগ শক্তি কৃত্রিম মাধ্যাকর্ষণ তৈরি করবে। কিন্তু তবুও, এই নতুন গবেষণার জন্য ধন্যবাদ, আমরা দীর্ঘমেয়াদী মানব মহাকাশযানের এক ধাপ কাছাকাছি।