دورة الهيدروجين وأهم المراحل
دورة الهيدروجين هي تلك العملية التي يتحرك فيها الهيدروجين عبر المياه حول الأرض ، وبالتالي تكون جزءًا أساسيًا من التركيب الكيميائي والذري لهذا العنصر.
يحصل الغلاف المائي على الهيدروجين فقط من الماء ، وهو عنصر يتكون حصريًا من خلال مزيج من الأكسجين والهيدروجين. أثناء التخليق الفوتوغرافي ، يتم إنتاج الهيدروجين عن طريق تفكك الماء الذي يشكل الجلوكوز بعد تمشيطه مع ثاني أكسيد الكربون.
توفر النباتات الغذاء للحيوانات العاشبة وهذه الحيوانات تحصل على الجلوكوز والبروتينات النباتية فقط. يشكل الهيدروجين الكربوهيدرات ، التي تعد مصدرا هاما للطاقة للكائن الحي ، وهذه الكربوهيدرات تأتي كغذاء.
هناك أنواع لا حصر لها من الكائنات الحية على الأرض. كل هذه تتكون أساسا من الكربون والنيتروجين والأكسجين والهيدروجين. تحصل الحيوانات على هذه العناصر من الطبيعة والعمليات مثل التكوين والنمو والتحلل تحدث عادة في ذلك.
تحدث عدة دورات نتيجة لكل من هذه العمليات ، وبسببها ، ترتبط ببعضها البعض ، مما يؤدي إلى توازن.
مراحل دورة الهيدروجين
يمكن تخزين ذرات الهيدروجين كغاز أو سائل عالي الضغط. غالبًا ما يتم تخزين الهيدروجين على أنه هيدروجين سائل لأنه يشغل مساحة أقل من الهيدروجين في شكله الطبيعي من الغاز.
عندما تنضم ذرة الهيدروجين إلى ذرة كهربية قوية الموجودة في محيط ذرة كهربية أخرى مع زوج وحيد من الإلكترونات ، فإنها تنشئ رابطة هيدروجينية تشكل جزيءًا. ذرات الهيدروجين تشكل جزيء الهيدروجين ، H2 لفترة قصيرة.
يعتبر الهيدروجين مكونًا رئيسيًا في العديد من الدورات الجيوكيميائية الحيوية ، بما في ذلك دورة المياه ودورة الكربون ودورة النيتروجين ودورة الكبريت. نظرًا لأن الهيدروجين هو أحد مكونات جزيء الماء ، فإن دورة الهيدروجين ودورة المياه ترتبط ارتباطًا عميقًا.
تقوم النباتات أيضًا بإعادة تجميع الماء وثاني أكسيد الكربون من التربة والغلاف الجوي لتكوين الجلوكوز في عملية تعرف باسم التمثيل الضوئي. إذا تم استهلاك النبات ، يتم نقل جزيئات الهيدروجين إلى حيوان الرعي.
يتم تخزين المواد العضوية في التربة عند وفاة النبات أو الحيوان ، ويتم إطلاق جزيئات الهيدروجين في الغلاف الجوي عن طريق الأكسدة.
1- التبخر
معظم الهيدروجين في كوكبنا موجود في الماء ، لذلك ترتبط دورة الهيدروجين ارتباطًا وثيقًا بالدورة الهيدرولوجية. تبدأ دورة الهيدروجين مع تبخر سطح الماء.
2- التكثيف
يشمل الغلاف المائي الغلاف الجوي والأرض والمياه السطحية والمياه الجوفية. عندما يتحرك الماء خلال الدورة ، تتغير الحالة بين المراحل السائلة والصلبة والغازية.
تنتقل المياه عبر الخزانات المختلفة ، بما في ذلك المحيط والغلاف الجوي والمياه الجوفية والأنهار والأنهار الجليدية ، والعمليات الفيزيائية للتبخر (بما في ذلك نضح النبات) ، والتسامي ، وهطول الأمطار ، والتسرب ، والجريان السطحي ، تدفق السطح الفرعي.
3- النتح
تمتص النباتات المياه من التربة من خلال جذورها ثم تضخها وتزودها بالمواد المغذية. يمثل النتح حوالي 10٪ من الماء المتبخر.
هذا هو تصريف بخار الماء من أوراق النباتات في الغلاف الجوي. إنها عملية لا تستطيع العين رؤيتها ، على الرغم من أن مقادير الرطوبة كبيرة. يُعتقد أن البلوط الكبير يمكنه اكتساح 151000 لتر سنويًا.
العرق هو أيضا السبب في وجود المزيد من الرطوبة في الأماكن التي بها الكثير من النباتات. تعتمد كمية المياه التي تمر عبر هذه العملية على النبات نفسه ، والرطوبة في التربة (التربة) ، ودرجة الحرارة المحيطة وحركة الرياح حول النبات.
4- هطول
إن سقوط الماء بأي شكل من الأشكال على الأرض يفسح المجال للتسلل ، وهي العملية التي يتم فيها امتصاص الماء إلى التربة أو التدفق فوق السطح. تتكرر هذه العملية مرارًا وتكرارًا كجزء من دورات الأرض التي تحافظ على الموارد المتجددة.
وظيفة الهيدروجين على الأرض
وهي تستخدم أساسا لخلق المياه. يمكن استخدام غاز الهيدروجين لتقليل المعادن الخام.
الصناعات الكيميائية أيضا استخدامه لإنتاج حمض الهيدروكلوريك. غاز الهيدروجين نفسه ضروري لحام الهيدروجين الذري (AHW).
هناك مجموعة متنوعة من الاستخدامات للهيدروجين. إنه أخف عنصر ويمكن استخدامه كعامل رفع في البالونات ، على الرغم من أنه قابل للاشتعال بدرجة كبيرة ، لذلك يمكن أن يكون خطيرًا. هذه الخاصية وغيرها تجعل الهيدروجين مناسبًا لاستخدامه كوقود.
نظرًا لأن الهيدروجين شديد الاشتعال ، خاصة عند خلطه بالأكسجين النقي ، فإنه يستخدم كوقود في الصواريخ. هذه عادة ما تجمع بين الهيدروجين السائل مع الأكسجين السائل لصنع خليط متفجر.
الهيدروجين هو أحد أنظف أنواع الوقود لأنه عندما يشتعل فإن النتيجة هي ماء بسيط. هذا هو أحد الأسباب الرئيسية وراء الجهود المبذولة لإنشاء محركات يمكن تشغيلها باستخدام هذا الغاز.
على الرغم من أن الهيدروجين شديد الاشتعال ، فإن البنزين كذلك. على الرغم من أنه يجب توخي الحذر ، فإن كمية الهيدروجين المستخدمة في السيارة لن تشكل خطراً أكبر من كمية البنزين المستخدمة.
على الرغم من كونه أحد أنظف أنواع الوقود على كوكب الأرض ، إلا أن كلفته العالية للإنتاج الضخم تجعل من المستحيل في المستقبل القريب استخدامه في السيارات التجارية والمحلية.
عندما يتم تسخين الهيدروجين إلى درجات حرارة قصوى ، تتجمع نوى ذراته لتكوين نوى الهيليوم. ينتج عن هذا الاندماج إطلاق كمية هائلة من الطاقة ، تسمى الطاقة النووية الحرارية. هذه العملية هي ما يخلق طاقة الشمس.
تستخدم المولدات الكهربائية الغاز كمبرد ، مما دفع العديد من المصانع إلى استخدامه كعامل للتحقق من التسرب. وتشمل التطبيقات الأخرى معالجة الأمونيا وإنتاجها.
الأمونيا هي جزء من العديد من منتجات التنظيف المنزلية. كما أنه عامل هدرجة يستخدم لتغيير الدهون غير المشبعة غير الصحية إلى الزيوت والدهون المشبعة.
