Hidróxeno líquido: propiedades e aplicacións

O hidróxeno líquido é un dos estados agregados de hidróxeno. Tamén se distingue o estado gaseoso e sólido deste elemento. E se a forma gaseosa é ben coñecida por moitos, entón os outros dous estados extremos causan dúbidas.

Historia

O hidróxeno líquido obtívoo só nos anos trinta do século pasado, pero antes, a química avanzou moito no desenvolvemento deste método de almacenamento de gases e aplicacións.

O arrefriamento artificial comezou a aplicar experimentalmente a mediados do século XVIII en Inglaterra. En 1984 recibiron dióxido de xofre e amoníaco licuado. Con base nestes estudos, a primeira neveira foi desenvolvida vinte anos despois, e trinta anos máis tarde Perkins formalizou unha patente oficial para a súa invención. En 1851, ao outro lado do océano Atlántico, John Gori anunciou os dereitos para crear un aire acondicionado.

Chegou ao hidróxeno só en 1885, cando o polaco Wroblewski anunciou no seu artigo que o punto de ebulición deste elemento é de 23 Kelvin, a temperatura máxima é de 33 Kelvin ea presión crítica é de 13 atmosferas. Despois desta declaración, James Dewar intentou crear hidróxeno líquido a finais do século XIX, pero non obtivo unha substancia estable.

Propiedades físicas

Este estado agregado está caracterizado por unha densidade moi baixa de materia: centésimas de gramo por centímetro cúbico. Isto fai posible usar recipientes relativamente pequenos para almacenar hidróxeno líquido. O punto de ebulición é de só 20 Kelvin (-252 Celsius), e esta substancia conxela xa a 14 Kelvin.

O líquido non ten olor, cor e sabor. Mesturala con osíxeno pode levar a unha explosión na metade dos casos. Cando se alcanza o punto de ebulición, o hidróxeno convértese nun estado gaseoso, eo seu volume aumenta 850 veces.

Tras a licuefacción, o hidróxeno colócase en recipientes illados, que mantén unha baixa presión e unha temperatura no intervalo de 15 a 19 Kelvin.

Prevalencia de hidróxeno

O hidróxeno líquido prodúcese artificialmente e non se produce no medio natural. Se non tomamos en conta os estados agregados, o hidróxeno é o elemento máis común non só no planeta Terra, senón tamén no Universo. Consiste en estrelas (incluíndo o noso Sol), están cheas de espazo entre elas. O hidróxeno toma parte nas reaccións da fusión termonuclear, e tamén pode formar nubes.

Na codia terrestre, este elemento ocupa só un por cento da cantidade total da materia. O seu papel no noso ecosistema pódese estimar polo feito de que o número de átomos de hidróxeno en cantidade é o segundo só ao osíxeno. No noso planeta, case todas as reservas de H ₂ están nun estado vinculado. O hidrógeno é parte integrante de todos os seres vivos.

Usar

O hidróxeno líquido (temperatura Celsius -252 grados) úsase en forma de forma de almacenamento de gasolina e outros derivados de refino de petróleo. Ademais, neste momento, estanse desenvolvendo conceptos de transporte que poderían usar hidróxeno líquido como combustible no canto de gas natural. Isto reduciría o custo da minería e reduciría as emisións á atmosfera. Pero ata que non se atopou o deseño ideal do motor.

O hidróxeno líquido é empregado activamente polos físicos como un neveira nos seus experimentos con neutróns. Dado que a masa da partícula elemental eo núcleo de hidróxeno son prácticamente iguais, o intercambio de enerxía entre eles é moi efectivo.

Vantaxes e obstáculos

O hidróxeno líquido fai que se poida diminuír o quentamento da atmosfera e reducir a cantidade de gases de efecto invernadoiro, se se aplica como combustible para automóbiles. Cando interactúa co aire (despois de pasar polo motor de combustión interna), formarase auga e unha pequena cantidade de óxido nítrico.

Non obstante, esta idea ten as súas propias dificultades, por exemplo, a forma de almacenar e transportar gas, así como o maior risco de ignición ou incluso de explosión. Aínda que se tomen todas as precaucións, non se evita a evaporación de hidróxeno.

Combustible de mísiles

O hidróxeno líquido (temperatura de almacenamento de ata 20 Kelvin) é un dos compoñentes do combustible foguete. Ten varias funcións:

1. Enfriamento dos compoñentes do motor e protección do pico por sobrecalentamiento.
2. Proporcionando tracción despois de mesturar con osíxeno e calefacción.

Os motores modernos de foguetes operan nunha combinación de hidróxeno-osíxeno. Isto axuda a alcanzar a velocidade necesaria para superar a atracción da terra e, ao mesmo tempo, manter todas as partes do avión sen expoñelas a temperaturas excesivas.

Polo momento, só hai un foguete que utiliza totalmente o hidróxeno como combustible. Na maioría dos casos, o hidróxeno líquido é necesario para separar as fases superiores dos foguetes ou aqueles que pasen a maior parte do traballo ao baleiro. Desde os investigadores chegaron propostas para usar a forma semicongelada deste elemento para aumentar a súa densidade.