Водородот е првиот елемент на периодниот систем и е најзастапената хемиска супстанција во Универзумот. Составувајќи приближно 75% од целата барионска маса, водородот се наоѓа во големи количини во ѕвездите и гасните гигантски планети.
Водородот е хемиски елемент со симбол H и атомски број 1 . Како најлесниот елемент, водородот се состои од еден протон и, во најчестата форма, од еден електрон. Обично се наоѓа како гас, поточно диатомска молекула ( \(H_2\) ), на собна температура.
Водородниот гас ( \(H_2\) ) е безбоен, без мирис, без вкус, нетоксичен и многу запалив. Има густина од приближно \(0.08988 \, \textrm{g/L}\) при стандардна температура и притисок, што го прави помалку густ од воздухот. Овој гас се формира кога два атоми на водород се поврзуваат заедно и ги делат своите електрони.
Водородниот гас може да се произведува преку различни методи, вклучително и реформирање на пареа-метан и електролиза . Реформирањето на пареа-метан моментално е најисплатливиот метод и вклучува реакција на метан со висока температура на пареа. Електролизата, од друга страна, вклучува користење на електрична енергија за поделба на водата на водород и кислород.
Водородот има широк спектар на примени. Се користи во хемиската индустрија за производство на амонијак (преку процесот Хабер), кој е клучна состојка во вештачкото ѓубриво. Водородот исто така се користи во рафинирање на нафта, обработка на метали и производство на хлороводородна киселина. Покрај тоа, како чисто гориво, водородот ветува дека ќе ги напојува возилата и ќе генерира електрична енергија, произведувајќи само вода како нуспроизвод.
Водородот игра клучна улога во универзумот како најзастапен елемент. Тоа е основно гориво за нуклеарна фузија во ѕвездите, вклучувајќи го и нашето Сонце. Во јадрото на ѕвездите, атоми на водород се спојуваат за да формираат хелиум, ослободувајќи огромни количини на енергија во процесот. Оваа нуклеарна фузија ги осветлува ѕвездите и обезбедува енергија што го поддржува животот на Земјата.
Водородот има три примарни изотопи: протиум ( \(^1H\) ), деутериум ( \(^2H\) ) и тритиум ( \(^3H\) ). Протиумот, без неутрони, е најчестата форма. Деутериум, или тежок водород, содржи еден неутрон и се користи во нуклеарни реактори и за производство на тешка вода. Тритиумот, со два неутрони, е радиоактивен и има примена во нуклеарното оружје и како трагач во научните истражувања.
Едноставните експерименти можат да ги покажат својствата и реакциите на водородниот гас. Еден класичен експеримент е реакцијата на метал со киселина, која произведува водороден гас. На пример, реагирајќи на цинк со хлороводородна киселина ( \(Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\) ) безбедно генерира водороден гас, кој потоа може да се тестира со приближување на запалена шина во близина на гасот и набљудување на карактеристичен звук 'поп', што покажува присуство на водород.
Додека водородот е чисто гориво, неговото производство и складирање претставуваат предизвици. Најголем дел од водородот моментално се произведува од фосилни горива, што придонесува за емисиите на стакленички гасови. Сепак, во тек се напори за зголемување на употребата на зелен водород, произведен преку електролиза напојувана со обновлива енергија, за да се ублажи ова влијание. Покрај тоа, поради неговата запаливост, водородот бара внимателно ракување и складирање за да се избегнат експлозии.
Водородот е основен елемент, суштински и за индустријата и за природните процеси на универзумот. Неговата едноставна атомска структура ја отфрла нејзината сложена улога во хемиските реакции, производството на енергија и потенцијалот како чист извор на гориво. Напредокот во неговото одржливо производство и користење може да има значителни еколошки и економски придобивки.
