İçerik
- TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
- Hidrojen ve Oksijen Karışımı
- Aktivasyon Enerjisi
- Egzotermik reaksiyon
- Elektron Davranışı
- Ürünler
Hidrojen oldukça reaktif bir yakıttır. Hidrojen molekülleri, mevcut moleküler bağlar koptuğunda ve oksijen ve hidrojen atomları arasında yeni bağlar oluştuğunda oksijenle şiddetli reaksiyona girer. Reaksiyonun ürünleri, reaktanlardan daha düşük bir enerji seviyesinde olduğundan, sonuç olarak patlayıcı bir enerji salınımı ve su üretimi elde edilir. Ancak hidrojen, oda sıcaklığında oksijenle reaksiyona girmez, karışımı tutuşturmak için bir enerji kaynağına ihtiyaç duyulur.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Hidrojen ve oksijen su elde etmek için birleşir - ve bu sırada işlem sırasında bol miktarda ısı verir.
Hidrojen ve Oksijen Karışımı
Hidrojen ve oksijen gazları oda sıcaklığında kimyasal reaksiyon olmadan karıştırır. Bunun nedeni, moleküllerin hızının, tepkenler arasındaki çarpışmalar sırasında tepkimeyi aktif hale getirmek için yeterli kinetik enerji temin etmemesidir. Bir gaz karışımı oluşur ve karışıma yeterli enerji verilirse şiddetle reaksiyona girme potansiyeli vardır.
Aktivasyon Enerjisi
Bir kıvılcımın karışıma eklenmesi, bazı hidrojen ve oksijen molekülleri arasında yüksek sıcaklıklara neden olur. Yüksek sıcaklıktaki moleküller daha hızlı hareket eder ve daha fazla enerji ile çarpışır. Çarpışma enerjileri, tepkenler arasındaki bağları "kırmak" için yeterli bir minimum aktivasyon enerjisine ulaşırsa, hidrojen ve oksijen arasındaki bir reaksiyon izler. Hidrojen düşük aktivasyon enerjisine sahip olduğundan, oksijenle reaksiyonu tetiklemek için sadece küçük bir kıvılcım gerekir.
Egzotermik reaksiyon
Tüm yakıtlar gibi, reaktifler, bu durumda, hidrojen ve oksijen, reaksiyonun ürünlerinden daha yüksek bir enerji seviyesindedir. Bu, reaksiyondan net enerji salınımı ile sonuçlanır ve bu, ekzotermik bir reaksiyon olarak bilinir. Bir set hidrojen ve oksijen molekülü reaksiyona girdikten sonra, salınan enerji, etraftaki karışımdaki molekülleri reaksiyona sokarak daha fazla enerji açığa çıkarır. Sonuç, enerjiyi ısı, ışık ve ses şeklinde hızla serbest bırakan patlayıcı, hızlı bir reaksiyondur.
Elektron Davranışı
Submoleküler bir seviyede, reaktifler ve ürünler arasındaki enerji seviyelerindeki farkın nedeni, elektronik konfigürasyonlarda yatmaktadır. Hidrojen atomlarının her biri bir elektrona sahiptir. İki elektronu (her biri bir tane) paylaşabilmeleri için iki molekülün içinde birleşirler. Bunun nedeni, iç elektron kabuğunun, iki elektron tarafından kullanıldığında daha düşük bir enerji durumunda (ve dolayısıyla daha kararlı) olmasıdır. Oksijen atomlarının her birinde sekiz elektron bulunur. Dört elektronu paylaşarak iki molekülde bir araya gelirler, böylece en dış elektron kabukları tamamen sekiz elektron tarafından işgal edilir. Bununla birlikte, iki hidrojen atomu bir oksijen atomu ile bir elektronu paylaştığında çok daha kararlı bir elektron hizalaması ortaya çıkar. Reaktiflerin elektronlarını yörüngelerinde "dışarı" "çarpmak" için sadece küçük bir enerji ihtiyacı vardır, böylece daha enerjik olarak dengeli bir hizaya girerek H20 yeni bir molekül oluşturabilirler.
Ürünler
Yeni bir molekül oluşturmak için hidrojen ve oksijen arasındaki elektronik düzenlemenin ardından, reaksiyonun ürünü su ve ısıdır. Isı, suyun ısıtılmasıyla türbinlerin çalıştırılması gibi işlerde kullanılabilir. Ürünler, bu kimyasal reaksiyonun ekzotermik, zincir reaksiyonu niteliği nedeniyle hızlı bir şekilde üretilir. Tüm kimyasal reaksiyonlar gibi, reaksiyon da kolayca geri dönüşümlü değildir.