Hidrojen Ve Oksijen
Su (H2O) insanlar ve diğer tüm canlılar için yaşamsal öneme sahip temel bir maddedir. Canlı hücrelerindeki biyolojik reaksiyonlar sulu çözeltiler de gerçekleşir. Ayrıca su, endüstri alanında temizleme, soğutma, çözme ve buhar üretimi gibi birçok kullanım alanına sahiptir.
Suyu oluşturan elementlerden oksijen, yaşamımızı sürdürebilmemiz için en gerekli, dünya üzerinde bolluk derecesi en yüksek olan maddedir. Suyun diğer elementi olan hidrojen, enerji dünyasında vazgeçilmez değere sahiptir, üzerindeki araştırmalar halen devam etmektedir.
Hidrojen peroksit (H2O2) tıpta, ağır sanayide, laboratuvarlarda ve günlük yaşantımızda mikrop öldürücü, temizleyici, renk ağartıcı, kimyasal tepkimelerde yükselten madde olarak kullanılmaktadır.
Hidrojen Nedir?
Hidrojen periyodik cetvelin ilk elementi olup birinci periyot 1A grubunda yer almaktadır.
H harfi ile sembolize edilir. Atomik kütle birimi cinsinden değeri 1 dir. En küçük atom kütle birimine sahip olup nötronu olmayan tek elementtir.
Hidrojen, evrendeki en basit ve en çok bulunan element olup renksiz, kokusuz, zehirsiz ve havadan 14,4 kez daha hafiftir. Hidrojenin en önemli doğal bileşiği sudur. Su hidrojenin en önemli kaynağıdır. Hidrojen, Karbonla hidrokarbonlar olarak bilinen, kömürde, doğalgazda ve petrolde bulunan bir dizi bileşik oluşturur.
Doğada Bulunuşu
Hidrojen, ilk olarak 1776 yılında ingiliz kimyacısı Henry CAVENDĠSH tarafından bulunmuş ve Fransız kimyacısı LAVOSĠER tarafından su yapıcı anlamına gelen edebilecek hidrojen ismi verilmiştir.
Hidrojen evrenin kütlece %75'ini, atom sayıca %90'nı oluşturur ve bu oranlarıyla evrende en çok bulunan elementtir. Bu element yıldızlarda, dev gaz gezegenlerinde büyük miktarda bulunur. Ayrıca hidrojen atomunun büyük bir kısmı 1 1 H izotopudur (%99,98). Ancak atmosferin üst katmanında ve güneşte daha çok döteryum ve trityum bulunur.
Evrende hidrojen atomik ya da plazma halinde bulunur. Plazma hali, atomik halinden oldukça farklıdır.
Normal şartlar altında hidrojen biatomik gaz (H2) halinde bulunur. Hafifliği nedeniyle diğer daha ağır gazlara göre yerçekimi kuvvetinden kolayca kurtulur. Bu nedenle dünya atmosferinde hidrojen gazı oranı oldukça düşüktür. Hidrojen atomu ve H2 molekülü uzayda bolca bulunduğu halde, dünyada bunların üretimi ve saflaştırılması oldukça güçtür. Bütün bunlara rağmen hidrojen dünyada en çok bulunan üçüncü elementtir. Yeryüzündeki hidrojen; su, hidrokarbonlar gibi kimyasal bileşiklerin içinde bulunur. Hidrojen gazı bazı bakteriler tarafından üretilir. Günümüzde metan gazı önemi artan bir hidrojen kaynağıdır. Sonuç olarak hidrojen doğada serbest halde bulunmaz, bileşikler halinde bulunur.
Hidrojenin Kullanım Alanları
- Havadan hafif olduğu için atmosferdeki araştırma balonlarının ve zeplinin içerisinin doldurulmasında kullanılır.
- Ağır metal oksitlerinden, metallerin elde edilmesinde indirgen madde olarak kullanılır.
- NH3, HCI, CH3OH, CH3COOH gibi bileĢiklerin elde edilmesinde kullanılır.
- Ağır metal oksitlerinden, metallerin elde edilmesinde indirgen madde olarak kullanılır.
- Sıvı yağların katılaştırılmasında (margarin oluşumunda, katı ve sıvı yağların doyurulma işleminde) kullanılır.
- Hidrojen yandığı zaman çevreye kirletici atıklar vermemektedir, bu nedenle otomobillerde yakıt olarak kullanılmak istenmektedir.
- Ticari gübrelere azot bağlanmasında, metanol, amonyak ve hidroklorik asit gibi bileşiklerin eldesinde kullanılır.
- Döteryum ve trityum izotopları da, nükleer fisyon ve füzyon işlemlerinde kullanılmaktadır.
Bileşikleri
Hidrojen bileşikleri diğer elementlerinkinden daha fazladır. Çünkü asal gazlar hariç bütün elementler ile reaksiyon verirler. Hidrojenin herkes tarafından bilinen en önemli bileşiği, tabiatta en çok bulunan sudur. Alkali metaller ve Ca, Ba, gibi toprak alkali metallerle iyonik bileşikler teşkil eder.
Ortaya çıkan ve hidrür denilen bileşikler suda hidrojen gazı vererek ayrışırlar. Hidrojenin oksijenle arasındaki reaksiyon, 700 oC‘de pratik olarak anında tutuşur.
Hidrojenin Flor, Klor, Brom ve iyot ile yaptığı bileşiklerin sudaki çözeltileri asittir.
Oksijen Nedir?
Oksijen, periyodik tablonun VI A grubu elementlerindendir. O sembolü ile gösterilir. Atom numarası 8, atom ağırlığı 15,9997 g/mol olup oda sıcaklığında renksiz bir gazdır. Sıvı hali açık mavidir, p bloğu elementidir. Ġlk önce 1774 yılında Joseph PRESTLEY ve isveçli Kimyacı Karl V. Wilhelm SCHEELE tarafından bulunmuştur.
Doğada Bulunuşu
Oksijen, dünya üzerinde bolluk derecesi en yüksek olan elementtir.
Soluduğumuz havanın ağırlıkça yaklaşık % 23‘ü, içtiğimiz suyun %85‘i ve üzerinde bulunduğumuz yer kabuğunun %46‘sı oksijendir. Oksijenin sadece iki allotropu vardır.
Oksijen Molekülü O2 ve Ozon O3 dur. Ayrıca üç tanede izotopu vardır, bunlar: 16O, 17O, 18O‘dur. Tabiatta diatomik olarak da O2 bulunur.
Oksijen Elde Etme Yöntemleri
Oksijen, bazı oksijen içeren bileşiklerin ısı ile bozulmalarından elde edilebilir. Etkinliği az olan metal oksitler (Hg, Ag, Au) ısıtıldığında oksijen ve serbest metal vermek üzere bozulurlar.