Povijest otkrića vodika - od teorije do prakse

Povijest otkrića vodika zauzima važan korak u razvoju znanosti. Prema modernim znanstvenim konceptima, ovaj plin je jedan od najvažnijih najčešći elementi u svemiru.

Kratka povijest otkrića vodika

Element je otkrio britanski znanstvenik Henry Cavendish u 1766. Podrijetlo imena seže u grčke riječi "hidro" i "geni", što znači "voda" i "generator".

Natrag u 1671, Robert Boyle (1627-1691, engleski kemičar i fizičar) je objavio članak pod naslovom „Novi eksperimenti na odnos između vatre i zraka”, u kojoj je opisao reakcije između željeznih djelića i razrijediti kiseline. Tijekom pokusa znanstvenik primijetio da ove tvari reakcija dovodi do razvoja plina vodika ( „gorivo Mars rješenje”).

Međutim, tek 1766. g., Odobren je plin kao glavni element Henry Cavendish (1731-1810, engleski kemičar i fizičar koji je također otkrio dušik) koristeći živu za sintezu. Znanstvenik ga opisuje kao "zapaljivi zrak iz metala". Cavendish je točno opisao svojstva vodika, ali je pogrešno vjerovao da plin dolazi od metala, a ne od kiseline. Moderno ime za kemijski element dala je francuski prirodoslovac AL Lavoisier.

Povijest otkrića vodika (H) ne završava tamo. Godine 1931. profesor kemije Harold Urey, koji je radio u Chicagu (SAD), otkrio je deuterij plin. To je težak izotop vodika i napisan je kao ²H i D.

Opeke svemira

Dugo vremena ljudi nisu mogli razumjeti svojstva materije. Iako su stari Grci mislili da je „eter” (okolno područje) se sastoji od određenih elemenata, jasno opravdanje i čvršćeg dokaza na tu činjenicu nije postojala.

U jesen 1803. engleski John Dalton mogao je objasniti rezultate nekih njegovih studija, sugerirajući da se tvar sastoji od atoma. Isto tako, istraživač je otkrio da svi uzorci bilo kojeg spoja sadrže istu kombinaciju tih atoma. Dalton je također primijetio da se u brojnim spojevima maseni omjeri drugog elementa, koji se kombiniraju s danom težinom prvog elementa, mogu svesti na male cjelobrojne brojeve ("Zakon višestrukih razmjera"). Dakle, znanstvenik ima određeni odnos s poviješću otkrića vodika.

Prezentacija Daltonove "Teorije atoma" održana je u trećem izdanju znanstvene publikacije "Systems of Chemistry", koju je objavio Thomas Thomson 1807. godine. Također, materijal se pojavio u članku o stroncij oksalatima objavljenim u Filozofskim transakcijama. Sljedeće godine Dalton je samostalno objavio te ideje i detaljnije analizirao rad "Novi sustav kemijske filozofije". Usput, znanstvenik je predložio da se kao simbol vodika koristi krug s točkom u sredini.

Prva ćelija goriva

Povijest otkrića vodika bogata je zanimljivim događajima. Godine 1839. britanski znanstvenik Sir William Robert Grove proveo je pokuse na elektrolizi. Koristio je električnu energiju za odvajanje vode u vodik i kisik. Kasnije je istraživač odražavao, i je li moguće napraviti povratnu akciju - generirati električnu energiju od reakcije kisika s vodikom? Grove je zatvorio platinske ploče u odvojenim zatvorenim spremnicima, od kojih je jedan sadržavao vodik, a u drugom - kisik. Kada su spremnici uronjeni u razrijeđenu sumpornu kiselinu, struja je strujala između dvije elektrode kako bi se dobila voda u plinskim cilindrima. Zatim je znanstvenik povezao nekoliko sličnih uređaja u sekvencijskom krugu kako bi se povećala napona stvorena u plinskoj bateriji.

Od tada, vodik ima visoka očekivanja u pogledu dobivanja kompaktnih, ekološki prihvatljivih izvora energije. Međutim, pitanje 100% sigurnosti i visoka učinkovitost krajnjih uređaja za masovnu potrošnju još nije riješeno. Usput, pojam "ćelić za gorivo" prvo su koristili kemičari Ludwig Mond i Charles Langer, koji su nastavili istraživanje WR Grovea.

Autonomni izvori energije

Godine 1932. Francis Thomas Bacon, inženjer na Sveučilištu u Cambridgeu u Ujedinjenom Kraljevstvu, nastavio je raditi na projektima Grovea, Monda i Langer. Zamijeni platinskih elektroda jeftiniji nikla mesh, a upotrebom alkalne kalijev hidroksid (manje agresivni na elektrodama) umjesto kiselog elektrolita sumporna. To je u osnovi bilo stvaranje prve alkalne gorive ćelije, nazvane Baconovom ćelijom. Britanci su trebali još 27 godina kako bi demonstrirali instalaciju koja može proizvesti 5 kW snage koja je dovoljna za napajanje stroja za zavarivanje. Otprilike u isto vrijeme, pokazano je prvo vozilo s gorivom gorivom.

Kasnije su gorive ćelije koristile NASA 1960. za letove unutar lunarnog programa "Apollo". Stanice bakona stajale su (i stajale) na stotine svemirskih letjelica. Također, "velike baterije" se koriste na podmornicama.

Korisno, ali opasno

Povijest otkrića vodika nije samo povezana s veselim trenucima. Tragedija brodskog brodskog diva "Hindenburg" svjedoči kako je taj element nesiguran. Godine 1930. Njemačka je izgradila niz zrakoplova - Zeppelins. Kao plin je korišten vodik. Budući da je lakši od smjese dušik-kisik, koji čini glavni dio atmosfere, dopuštao je transport velikih količina tereta.

Godine 1936. njemački dizajneri predstavili su najveće svjetsko zrakoplovstvo "Hindenburg". Džin od 245 metara sadržavao je 200.000 m3 plina. Kapacitet nošenja tereta je nevjerojatan: uređaj je mogao podići do 100 tona tereta na nebu. Zrakoplov je korišten za transatlantske pošiljke između Njemačke i Sjedinjenih Država. Putnička kabina smjestila je 50 ljudi s prtljagom. 06.05.1937. Po dolasku u New York, došlo je do propuštanja vodika. Lako zapaljen plin zapalio je eksploziju, što je rezultiralo smrću 36 ljudi. Od tada, umjesto vodika u zrakoplovu, koristi se sigurniji helij.

zaključak

Vodik je jedan od najvažnijih elemenata u svemiru. Iako su njegova svojstva dobro proučena, ne prestaje zanimati znanstvenike, inženjere, dizajnere. Ovaj je element tema tisuća znanstvenih radova, diploma i eseja. Povijest otkrića vodika je sama povijest znanosti, sustav znanja koji je zamijenio neznanje i vjerske dogme.