წყალბადი

                              წყალბადი

                       
                                                   წყალბადზე მომუშავე ტექნიკა

            წყალბადი როგორც საწვავი, წყალბადზე მომაშავე ტრანსპორტი

რას წარმოადგენს წყალბადი და რატომ ითველბა მომავლის საწავად.  ქიმიური ელემენტი ატომური რიცხვით – 1 და ატომური მასით – 1,00794. მისი ქიმიური სიმბოლოა H. ბუნებრივი წყალბადი შედგება ორი სტაბილური ნუკლიდისაგან მასური რიცხვით 1,007825 (99,985% შენაერთში) და 2,0140 (0,015%–ში). აგრეთვე ბუნებრივ მდგომარეობაში წყალბადის შემადგენლობაში შედის რადიოაქტიური ნუკლიდის – ტრითიუმის მცირედი რაოდენობა. წყალბადს მიაკუთვნებენ ელემენტთა, როგორც პირველ ჯგუფს (ტუტე ლითონებს), ასევე მეშვიდე ჯგუფს (ჰალოგენებსჯერ კიდევ XVI საუკუნეში, ქიმიის როგორც მეცნიერების ჩამოყალიბების ხანაში აღმოჩენილ იქნა, რომ ლითონებისა და მჟავების ურთიერთქმედებისას გამოიყოფა ადვილად აალებადი აირი. 1766 წელს ეს აირი გამოიკვლია ინგლისელმა მეცნიერმა ჰენრი კავენდიშმა. მან შეამჩნია, რომ წვის შედეგად აირიდან მიიღება წყალი, მაგრამ მეცნიერი ფლოგისტონის თეორიის მიმდევარი იყო, რამაც მას სწორი დასკვნების გამოტანაში ხელი შეუშალა.

1783 წელს, სპეციალური გაზომეტრების გამოყენებით ანტუან ლავუაზიემ და ჟან მენიემ მოახდინეს წყლის სინთეზი, ხოლო შემდეგ კი მისი ანალიზი. ცდების შედეგად მეცნიერებმა დადგინეს, რომ ჟანგბადი წყლის შემადგენლობაში შედის. 1787 წელს ლავუაზიე მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ წყალბადი წარმოადგენს ქიმიურ ელემენტს და უწოდა მას hydrogène (წყლის წარმომქმნელი; ბერძ. ὕδωρ (hudôr), „წყალი“ და γεννᾰν (gennen), „წარმოქმნა“). წყლის შედგენილობის დადგენამ საბოლოოდ დაანგრია "ფლოგისტონის თეორია", რამაც დიდი როლი ითამაშა ქიმიის განვითარებაში.
                                                 
                                                       აირი ფერისა და გემოს სუნის გარეშე

მე–18 და მე–19 საუკუნეთა მიჯნაზე დადგინდა, რომ ქიმიურ ელემენტებს შორის, წყალბადის ატომს გააჩნია ყველაზე მცირე მასა, რის გამოც ეს სიდიდე ეტალონად იქნა მიჩნეული.

მარტივი ნივთიერება წყალბადი - H₂ უფერო, უსუნო აირია, ჰაერზე 14,5-ჯერ მსუბუქი. წყალში ცუდად იხსნება.წყალბადი — ყველაზე გავრცელებული ელემენტია სამყაროში. მასზე მოდის ყველა ატომის მიახლოებით 92 % (8 % შეადგენს ჰელიუმის ატომები, ხოლო ერთად აღებული დანარჩენი ელემენტების ატომების რაოდენობა შეადგენს მხოლოდ — 0,1 %-ზე ნაკლებს). ასე რომ წყალბადი - წარმოადგენს ვარსკვლავების და ვარსკვლავთშორისი გაზისძირითად შემადგენელ ნაწილს. ვარსკვლავური ტემპერატურების პირობებში (მაგალითად, მზის ზედაპირის ტემპერატურაა ~ 6000 °C) წყალბადი არსებობს პლაზმისსახით, ვარსკვლავთშორის სივრცეში ეს ელემენტი არსებობს ცალკე მოლეკულების, ატომების და იონების სახით და შეუძლია წარმოქმნას მოლეკულური ღრუბელი, რომლებიც მნიშვნელოვნად განსხვავდებიან ზომით, სიმკვრივით და ტემპერატურით.

დედამიწაზე წყალბადის შემცველობა შემცირებულია მზესთან, პლანეტა-გიგანტებთან და პირველად მეტეორიტებთან შედარებით, რისგანაც გამომდინარეობს, რომ დედამიწა წარმოქმნისას იყო მნიშვნელოვნად დეგაზირებული და წყალბადმა სხვა მფრინავ ელემენტებთან ერთად დატოვა პლანეტა აკრეციის დროს ან მალევე მის შემდეგ.

თავისუფალი წყალბადი H₂ შედარებით იშვიათად გვხვდება დედამიწის აირებში, მაგრამ წყლის სახით ის თამაშობს განსაკუთრებით მნიშვნელოვან როლს გეოქიმიურ პროცესებში.
კოსოსური ქიმია
                                                               იხ ვიდეო

მინერალების შემადგენლობაში წყალბადი შეიძლება შედიოდეს ამონიუმის იონის, ჰიდროქსილ-იონის და კრისტალური წყლის სახით.წყალბადი ჰაერთან არევისას წარმოქმნის ფეთქებად ნარევს - ეგრეთ წოდებულ ფეთქებად გაზს (гремучий газ). ყველაზე ძლიერ ფეთქებადსაშიშია წყალბადი და ჟანგბადის მოცულობითი შეფარდებით 2:1, ან წყალბადი და ჰაერის მიახლოებით 2:5, რადგანაც ჟანგბადის შემცველობა ჰაერში მიახლოებით 21 %. ასევე წყალბადი ცეცხლსაშიშია. თხევადი წყალბადი კანზე მოხვედრისას იწვევს ძლიერ მოყინვას.

წყალბადის ფეთქებად საშიში კონცენტრაცია ჟანგბადთან წარმოიქმნება მოცულობის 4 %-დან 96 %-მდე. ჰაერთან ნარევებში მოცულობის 4 %-დან 75 (74) %-მდე

ატმოსფეროში წყალბადი უწყვეტად წარმოიქმნება მზის გამოსხივების შედეგად წყლის დაშლით. მცირე წონის გამო წყალბადის მოლეკულები ფლობენ დიფუზიური მოძრაობის დიდ სიჩქარეს (ის ახლოსაა მეორე კოსმოსურ სიჩქარესთან) და, ატმოსფეროს ზედა ფენებში მოხვედრისას, შეუძლიათ გაფრინდნენ კოსმოსურ სივრცეში.წყალბადის ღირებულება მსხვილ საბითუმო მიწოდებისას მერყეობს დიაპაზონში 2-5$ კილოგრამზწყალბადი მეტად მჩატეა და ჰაერში ყოველთვის მაღლა მიიწევს. ოდესღაც დირიჟაბლებსდა საჰაერო ბურთებს (აეროსტატი) წყალბადით ავსებდნენ. მაგრამ მეოცე საუკუნის 30-იან წლებში მოხდა რამდენიმე კატასტროფა, რომლის დროსაც დირიჟაბლები ფეთქებოდნენ და იწვებოდნენ. ახლა კი დირიჟაბლებს ავსებენ ჰელიუმით, მიუხედავად მისი მაღალი ღირებულებისა.მზე ძირითადად შედგება წყალბადისაგან. მზის სითბო და სინათლე — ეს არის წყალბადის ბირთვების შეერთებისას გამონთავისუფლებული ბირთვული ენერგიისშედეგი.

წყალბადი გამოიყენება როგორც სარაკეტო საწვავი.

მიმდინარეობს კვლევები წყალბადის როგორც მსუბუქი და სატვირთო ავტომანქანების საწვავად გამოყენებისათვის. წყალბადის ძრავები არ აჭუჭყიანებენ გარემოს და გამოყოფენ მხოლოდ წყლის ორთქლს.

წყალბად-ჟანგბადურ საწავავ ელემენტებში გამოიყენება წყალბადი ქიმიური რეაქციის ენერგიის გარდაქმნისათვის ელექტრულ ენერგიად.საწვავად გამოყენებული ნივთიერებების უმნიშვნელოვანეს მახასიათებელს, წარმოადგენს წვის სითბო. საერთო ქიმიის კურსიდან ცნობილია, რომ წყალბადსა და ჟანგბადს შორის რეაქცია მიმდინარეობს სითბოს გამოყოფით. თუ ავიღებთ 1 მოლ H₂ (2გ) და 0,5 მოლ O₂ (16 გ) სტანდარტულ პირობებში და აღვძრავთ რეაქციას, მაშინ განტოლების მიხედვით

2Н₂ + О₂= 2Н₂О

რეაქციის დამთავრების შემდეგ წარმოიქმნება 1  მოლი H₂O (18 გრ) 285,8 კჯ/მოლი ეერგიის გამოყოფით (შედარებისათვის: აცეტილენის წვის სითბო არის 1300 კჯ/მოლი, პროპანის — 2200 კჯ/მოლი). 1 მ³ წყალბადი იწონის 89,8 გრ (44,9 მოლს). ამიტომაც 1 მ³ წყალბადზე დახარჯული იქნება 12 832,4 კჯ ენერგია იმის გათვალისწინებით, რომ 1 კვტ·სთ = 3600 კჯ, მივიღებთ 3,56 კვტ·სთ ელექტროენერგიას.

თუ ვიცით 1 კვტ·სთ ელ. ენერგიის ტარიფი და აირის 1 მ³-ის ღირებულება, შეიძლება გავაკეთოთ დასკვნა წყალბადის საწვავზე გადასვლის მიზანშეწონილობაზე.

მაგრამ არ უნდა დავივიწყოთ ის, რომ წყალბადის წვისას ჩვენ ვღებულობთ სუფთა წყალს, იმას რისგანაც მივიღეთ ის. ანუ გვაქვს აღმდგენი რესურსი, რომლის გამოყენება არ ვნებს ბუნებას, ბენზინთან და საწვავ აირითან განსხვავებით, რომლებიც წარმოადგენენ ენერგიის პირველად წყაროსწყალბადი - ყველაზე გავრცელებული ნივთიერებაა სამყაროში (მიახლოებით ყველა ატომების 90 %)წყალბადი - ყველაზე მჩატე აირია. 1 ლიტრი წყალბადის წონა აიროვან მდგომარეობაში შეადგენს მხოლოდ 0,08988 გრამსწყალბადის ჰორვატიული სახელია — Vodik, ხმარებაში შემოიღო ფილოლოგმა ბოგოსლავ შჩულეკმა

წყალბადის ტრანსფორტი ტრანსპორტი რ-იც იეყებს საცვავად წყალბადს. შიდაცვის ძრავებზე მომუშავე, ასევე გაზოტურბინები ძრავები

                                        

                         ავტობუსი  Mercedes-Benz Citaro წყალბადის  საცვავის ელემენტი

ავტომობილები მომუშავე ცწალბადის საცვავზე დღეისთვის იწარმოება. ისეთი ავტომობილები როგორიცაა Toyota, Honda და Hyundai. განვითარება წყალბადიზე მომუშავე ავტომობილებეზე ასევე მუშაობენ Daimler, Audi, BMW, Ford, Nissan და სხვ.

წყალბადის გამოყენება საწვავად ენერგომატარებლად საშუალებას მოგვცემს საგრძნობლად შემცირდება მოხმარება ბახშირცყალბადის საცვავზე რაც ეკოლოგიური გაუმჯობესების საწინდარი იქნება, კერძოდ ატმოსფეროში მავნე გამონაბოლქვის შემცირების თვალსაზრისით ქალაქებში ეს კი თავისთავად ადამინის ჯამრთელობაზე დადებითად იმოქმედებს. 2016 წ-ს გერმანიაში იყო წარმოდგენილი პირველი ცყალბადის მატარებელი - Coradia iLint კომპანიამ Alstom. ვარაუდობენ, რომ ისინი ჩაანცვლაბენ დიზელის რეგიონალურ მატარაებლებებს. ასევე დაინტეერსება გამოთქვეს ჰოლანდიელებმა, დანიამ და ნორვეგიამ

                                          .

                                               BMW Hydrogen 7 წყალბადის ძშიდაცვის ძრავი

წყალბადის გამოყენება როგორც საწვავად შიდაცვის ძრავში ამ შემთხვევაში ამცირებს სიმძლავრეს ძრავის 82 %-65 % შედარებიტ ბენზინზე, მაგრამ თუ შევცვლით ანტების სისტემას, ძრავის სიმძლავრე გაიზრდება 117% შედარებით ბენზინისა.

                                           

                                                               Audi A7 h-tron quattro

წყალბადზე მომუშავე მატარებილი ეხლა დიდ ბრტანეთმა შექმნა მანამდე კი გერმანიამ  იხ ლინკიზე

წყალბადი ჰაერთან არევისას წარმოქმნის ფეთქებად ნარევს - ეგრეთ წოდებულ ფეთქებად გაზს (гремучий газ). ყველაზე ძლიერ ფეთქებადსაშიშია წყალბადი და ჟანგბადის მოცულობითი შეფარდებით 2:1, ან წყალბადი და ჰაერის მიახლოებით 2:5, რადგანაც ჟანგბადის შემცველობა ჰაერში მიახლოებით 21 %. ასევე წყალბადი ცეცხლსაშიშია. თხევადი წყალბადი კანზე მოხვედრისას იწვევს ძლიერ მოყინვას.

წყალბადის ფეთქებად საშიში კონცენტრაცია ჟანგბადთან წარმოიქმნება მოცულობის 4 %-დან 96 %-მდე. ჰაერთან ნარევებში მოცულობის 4 %-დან 75 (74) %-მდე.

                                    რეკლამა

იხ. ბმულზე ➤➤➤

https://shotashota75.blogspot.com/2020/06/blog-post_3.html

საინტერესო ფაქტები - წყალბადი ყველაზე გავცელებული ნივთირება არის სამყაროში (დაახლ. 90% ყველა ატომი სამყაროში).
წყალბადი ყველაზე მსუიბუქი გაზია მასა 1 ლიტრი წყალბადი გაზიოსებური მდგომარეობაში შეადგენს სულ 0,08988 გრამს

დედამიწის ქერქში და ცოცხალ ორგანიზმში წყალბადი - დედამიწის ქერში მისი წილი შედგენს 1% -  და მე-10 რიგითობით გავრცელებული ელემენტია. თუმცა მისი როლი ბუნებაში განისაზღვრება მასაზე ატომის რიცხვზე, წილი სხვა ელემენტებთან შედარებით 17% (მეორე ადგილზეა ჟანგბადის შემდეგ, იმ ატმომებზე რომლებიც ტოლია 52%) ამის გამო წყალბადის მნიშვნელობა ქიმიური პროცესებში ისევე მნისვნელოვანია, როგორც ჟანგბადის. ჟანგბადისგან გასნხავავებით წყალბადი თავისუფალ მდგომარეობაში ძალიან მცირეა ატმოსფეროში მისი მოცულობა 0,0005% ის უფრო შენაერთბშია.
წყალბადი შედის ყველა ორგანული ნივთიერებაში და ყველა ცოცხალ ორგანზმის ურედებშია. ცოცხალ უჯრედებში წყალბადში ატომების რაოდენობის თითქმის 50% არის.
იხ. ვიდეო