CICLUL HIDROGENULUI: FAZE ȘI IMPORTANȚĂ - ŞTIINŢĂ - 2025

Ciclul de hidrogen este procesul prin care se mișcă hidrogen prin apă în jurul pământului, fiind astfel o parte esențială a compoziției chimice și atomice a acestui element.

Hidrosfera obține hidrogen doar din apă, element format exclusiv din combinația de oxigen și hidrogen. În timpul sintezei fotografice, hidrogenul este produs prin disocierea apei pentru a forma glucoză după pieptănarea cu dioxidul de carbon.

Vatyka / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Plantele oferă hrană pentru ierbivore și aceste animale obțin glucoză și proteine ​​numai din plante. Hidrogenul formează carbohidrați, care sunt o sursă importantă de energie pentru ființele vii, iar acești carbohidrați ajung ca aliment.

Există nenumărate tipuri de lucruri vii pe Pământ. Toate acestea sunt compuse, practic, din carbon, azot, oxigen și hidrogen. Animalele obțin aceste elemente din natură și procese precum formarea, creșterea și descompunerea apar în mod normal în natură.

Mai multe cicluri se întâmplă ca urmare a fiecăruia dintre aceste procese și, din cauza lor, sunt legate între ele, stabilind un echilibru.

Fazele ciclului hidrogenului

Atomii de hidrogen pot fi depozitați sub formă de gaz sau lichid de înaltă presiune. Hidrogenul este adesea depozitat sub formă de hidrogen lichid, deoarece ocupă mai puțin spațiu decât hidrogenul în forma sa normală de gaz.

Când un atom de hidrogen se alătură unui atom puternic electronegativ care există în vecinătatea unui alt atom electronegativ cu o pereche de electroni singulari, acesta face o legătură de hidrogen, care formează o moleculă. Doi atomi de hidrogen formează pe scurt o moleculă de hidrogen, H2.

Hidrogenul este o componentă cheie a multor cicluri biogeochimice, inclusiv ciclul apei, ciclul carbonului, ciclul azotului și ciclul sulfului. Deoarece hidrogenul este o componentă a moleculei de apă, ciclul hidrogenului și ciclul apei sunt profund legate.

Plantele recombină, de asemenea, apa și dioxidul de carbon din sol și atmosferă pentru a forma glucoza într-un proces cunoscut sub numele de fotosinteză. Dacă planta este consumată, moleculele de hidrogen sunt transferate animalului care pășune.

Materia organică este păstrată în soluri pe măsură ce planta sau animalul moare, iar moleculele de hidrogen sunt eliberate înapoi în atmosferă prin oxidare.

1- Evaporarea

Cea mai mare parte a hidrogenului de pe planeta noastră se găsește în apă, deci ciclul hidrogenului este strâns legat de ciclul hidrologic. Ciclul hidrogenului începe cu evaporarea de pe suprafața apei.

2- Condensare

Hidrosfera include atmosfera, pământul, apele de suprafață și apele subterane. Pe măsură ce apa trece prin ciclu, aceasta schimbă starea între fazele lichide, solide și gazoase.

Apa se deplasează prin diferite rezervoare, inclusiv oceanul, atmosfera, apele subterane, râurile și ghețarii, prin procesele fizice de evaporare (inclusiv transpirația plantelor), sublimare, precipitații, infiltrare, scurgere și fluxul subteran.

3- transpirație

Plantele absorb apa din sol prin rădăcinile lor și apoi o pompează și furnizează nutrienți frunzelor lor. Transpirația reprezintă aproximativ 10% din apa evaporată.

Aceasta este descărcarea vaporilor de apă din frunzele plantelor în atmosferă. Este un proces pe care ochiul nu îl poate vedea, în ciuda cantităților semnificative de umiditate implicate. Se crede că un stejar mare poate transpira 151.000 de litri pe an.

Transpirația este și motivul pentru care există o umiditate mai mare în locurile cu multă acoperire de vegetație. Cantitatea de apă care transpare prin acest proces depinde de planta în sine, de umiditatea din sol (sol), de temperatura înconjurătoare și de mișcarea vântului în jurul plantei.

4- Precipitații

Căderea apei în orice formă spre sol este cea care dă loc infiltrării, care este procesul prin care apa este absorbită în sol sau curge prin suprafață. Acest proces se repetă de mai multe ori ca parte a ciclurilor Pământului care mențin resurse regenerabile.

Importanța hidrogenului pe Pământ

Este utilizat în principal pentru a crea apă. Gazul de hidrogen poate fi utilizat pentru reducerea minereului metalic.

Industriile chimice îl folosesc și pentru producerea acidului clorhidric. Același hidrogen este necesar pentru sudarea atomică a hidrogenului (AHW).

Există o varietate de utilizări pentru hidrogen. Este cel mai ușor element și poate fi folosit ca agent de ridicare în baloane, deși este, de asemenea, foarte inflamabil, deci poate fi periculos. Această proprietate și altele fac hidrogen adecvat pentru utilizare ca combustibil.

Deoarece hidrogenul este foarte inflamabil, în special atunci când este amestecat cu oxigen pur, este utilizat ca combustibil în rachete. Acestea combină de obicei hidrogenul lichid cu oxigenul lichid pentru a face un amestec exploziv.

Hidrogenul este unul dintre cei mai curați combustibili, deoarece, atunci când este aprins, rezultatul este apa simplă. Acesta este unul dintre motivele principale pentru care există eforturi pentru crearea de motoare care pot fi alimentate prin utilizarea acestui gaz.

Deși hidrogenul este foarte inflamabil, la fel și benzina. Deși trebuie avut grijă, cantitatea de hidrogen folosită într-o mașină nu ar prezenta mai mult pericol decât cantitatea de benzină utilizată.

În ciuda faptului că este unul dintre cei mai curați combustibili de pe planetă, costul ridicat pentru producția în masă face imposibilă utilizarea în viitorul apropiat pentru mașini comerciale și interne.

Când hidrogenul este încălzit la temperaturi extreme, nucleele atomilor săi se vor contopi pentru a crea nuclee de heliu. Această fuziune are ca rezultat eliberarea unei cantități enorme de energie, numită energie termonucleară. Acest proces este ceea ce creează energia soarelui.

Generatoarele electrice folosesc gaz ca agent frigorific, ceea ce a determinat multe instalații să-l folosească ca agent de verificare a scurgerilor. Alte aplicații includ producția și prelucrarea amoniacului.

Amoniacul face parte din multe produse de curățare pentru uz casnic. Este, de asemenea, un agent de hidrogenare utilizat pentru a schimba grăsimile nesaturate nesănătoase în uleiuri și grăsimi saturate.

Referințe

1. Utilizări ale hidrogenului. Recuperat de pe Usesof.net.
2. Recuperat de la School-for-champions.com.
3. Informații despre elementul de hidrogen. Recuperat de rsc.org.
4. Ciclul biogeochimic. Recuperat de newworldencyclopedia.org.
5. Explicația ciclului de hidrogen. Recuperat din slboss.info.
6. Ciclul hidrogenului. Recuperat de la Prezi.com.
7. Modul în care apa se mișcă în jurul celor recuperate unep.or.jp.