क्या होता है जब हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का मिश्रण होता है?

विषय

• टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)
• हाइड्रोजन और ऑक्सीजन मिक्स
• सक्रियण ऊर्जा
• उष्माक्षेपी प्रतिक्रिया
• इलेक्ट्रॉन व्यवहार
• उत्पाद

हाइड्रोजन एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील ईंधन है। हाइड्रोजन अणु ऑक्सीजन के साथ हिंसक प्रतिक्रिया करते हैं जब मौजूदा आणविक बंधन टूटते हैं और ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच नए बंधन बनते हैं। जैसा कि अभिक्रिया के उत्पाद अभिकारकों की तुलना में निम्न ऊर्जा स्तर पर होते हैं, इसका परिणाम ऊर्जा का विस्फोटक विमोचन और जल का उत्पादन है। लेकिन हाइड्रोजन कमरे के तापमान पर ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, मिश्रण को प्रज्वलित करने के लिए ऊर्जा के स्रोत की आवश्यकता होती है।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)

हाइड्रोजन और ऑक्सीजन पानी बनाने के लिए गठबंधन करेंगे - और इस प्रक्रिया में बहुत गर्मी देंगे।

हाइड्रोजन और ऑक्सीजन मिक्स

हाइड्रोजन और ऑक्सीजन गैसें बिना किसी रासायनिक प्रतिक्रिया के कमरे के तापमान पर मिश्रित होती हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि अणुओं की गति अभिकर्मकों के बीच टकराव के दौरान प्रतिक्रिया को सक्रिय करने के लिए पर्याप्त गतिज ऊर्जा प्रदान नहीं करती है। गैसों का एक मिश्रण बनता है, अगर पर्याप्त ऊर्जा मिश्रण में पेश की जाती है, तो हिंसक प्रतिक्रिया करने की क्षमता के साथ।

सक्रियण ऊर्जा

मिश्रण की एक चिंगारी का परिचय हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के कुछ अणुओं के बीच उठे तापमान में होता है। उच्च तापमान पर अणु तेजी से यात्रा करते हैं और अधिक ऊर्जा से टकराते हैं। यदि टक्कर ऊर्जाएं अभिकारकों के बीच बंधनों को "तोड़ने" के लिए पर्याप्त सक्रियण ऊर्जा तक पहुँचती हैं, तो हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के बीच एक प्रतिक्रिया होती है। क्योंकि हाइड्रोजन में कम सक्रियण ऊर्जा होती है, इसलिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया को ट्रिगर करने के लिए केवल एक छोटी सी चिंगारी की आवश्यकता होती है।

उष्माक्षेपी प्रतिक्रिया

सभी ईंधनों की तरह, रिएक्टर, इस मामले में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन, प्रतिक्रिया के उत्पादों की तुलना में एक उच्च ऊर्जा स्तर पर हैं। यह प्रतिक्रिया से ऊर्जा के शुद्ध रिलीज के परिणामस्वरूप होता है, और यह एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया के रूप में जाना जाता है। हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के अणुओं के एक सेट के बाद प्रतिक्रिया हुई है, ऊर्जा ने आसपास के मिश्रण में अणुओं को प्रतिक्रिया करने के लिए ट्रिगर किया, और अधिक ऊर्जा जारी की। परिणाम एक विस्फोटक, तीव्र प्रतिक्रिया है जो गर्मी, प्रकाश और ध्वनि के रूप में जल्दी से ऊर्जा जारी करता है।

इलेक्ट्रॉन व्यवहार

एक submolecular स्तर पर, अभिकारकों और उत्पादों के बीच ऊर्जा के स्तर में अंतर का कारण, इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन के साथ निहित है। हाइड्रोजन परमाणुओं में एक-एक इलेक्ट्रॉन होता है। वे दो अणुओं में संयोजित होते हैं ताकि वे दो इलेक्ट्रॉनों (एक-एक) को साझा कर सकें। इसका कारण यह है कि दो इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा किए जाने पर सबसे अधिक इलेक्ट्रॉन शेल एक कम ऊर्जा की स्थिति (और इसलिए अधिक स्थिर) पर होता है। ऑक्सीजन परमाणुओं में प्रत्येक में आठ इलेक्ट्रॉन होते हैं। वे चार इलेक्ट्रॉनों को साझा करके दो के अणुओं में एक साथ जोड़ते हैं ताकि उनके बाहरी-सबसे इलेक्ट्रॉन गोले प्रत्येक पर आठ इलेक्ट्रॉनों द्वारा पूरी तरह से कब्जा कर लें। हालांकि, इलेक्ट्रॉनों का एक अधिक स्थिर संरेखण तब उत्पन्न होता है जब दो हाइड्रोजन परमाणु एक ऑक्सीजन परमाणु के साथ एक इलेक्ट्रॉन साझा करते हैं। उनकी कक्षाओं के "बाहर" प्रतिक्रिया करने वालों के इलेक्ट्रॉनों को "टक्कर" देने के लिए केवल ऊर्जा की थोड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है ताकि वे एक नए अणु, एच 2 ओ का निर्माण करते हुए अधिक ऊर्जावान स्थिर संरेखण में पुन: उत्पन्न कर सकें।

उत्पाद

एक नए अणु बनाने के लिए हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के बीच इलेक्ट्रॉनिक पुनरावृत्ति के बाद, प्रतिक्रिया का उत्पाद पानी और गर्मी है। काम करने के लिए गर्मी का दोहन किया जा सकता है, जैसे कि पानी गर्म करके टर्बाइन चलाना। इस रासायनिक प्रतिक्रिया की एक्सोथर्मिक, चेन-रिएक्शन प्रकृति के कारण उत्पादों का उत्पादन जल्दी होता है। सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं की तरह, प्रतिक्रिया आसानी से प्रतिवर्ती नहीं है।