ہائیڈروجن متواتر جدول پر پہلا عنصر ہے اور کائنات میں سب سے زیادہ پرچر کیمیائی مادہ ہے۔ تمام بیریونک ماس کا تقریباً 75% پر مشتمل، ہائیڈروجن ستاروں اور گیس کے بڑے سیاروں میں بڑی مقدار میں پائی جاتی ہے۔
ہائیڈروجن ایک کیمیائی عنصر ہے جس کی علامت H اور ایٹم نمبر 1 ہے۔ سب سے ہلکے عنصر کے طور پر، ہائیڈروجن ایک واحد پروٹون پر مشتمل ہوتا ہے اور اس کی سب سے عام شکل میں، ایک واحد الیکٹران۔ یہ عام طور پر ایک گیس کے طور پر پایا جاتا ہے، خاص طور پر ایک ڈائیٹومک مالیکیول ( \(H_2\) )، کمرے کے درجہ حرارت پر۔
ہائیڈروجن گیس ( \(H_2\) ) بے رنگ، بے بو، بے ذائقہ، غیر زہریلی اور انتہائی آتش گیر ہے۔ معیاری درجہ حرارت اور دباؤ پر اس کی کثافت تقریباً \(0.08988 \, \textrm{g/L}\) ہے، جو اسے ہوا سے کم گھنے بناتی ہے۔ یہ گیس اس وقت بنتی ہے جب دو ہائیڈروجن ایٹم آپس میں جڑ جاتے ہیں اور اپنے الیکٹران کو بانٹتے ہیں۔
ہائیڈروجن گیس مختلف طریقوں سے تیار کی جا سکتی ہے، بشمول بھاپ-میتھین کی اصلاح اور الیکٹرولیسس ۔ بھاپ میتھین کی اصلاح فی الحال سب سے زیادہ سرمایہ کاری مؤثر طریقہ ہے اور اس میں اعلی درجہ حرارت والی بھاپ کے ساتھ میتھین کا رد عمل شامل ہے۔ دوسری طرف الیکٹرولیسس میں پانی کو ہائیڈروجن اور آکسیجن میں تقسیم کرنے کے لیے بجلی کا استعمال شامل ہے۔
ہائیڈروجن ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج ہے. یہ کیمیکل انڈسٹری میں امونیا کی پیداوار کے لیے استعمال کیا جاتا ہے (ہابر کے عمل کے ذریعے)، جو کھاد میں ایک اہم جزو ہے۔ ہائیڈروجن کا استعمال پٹرولیم کو صاف کرنے، دھاتوں کے علاج اور ہائیڈروکلورک ایسڈ بنانے میں بھی کیا جاتا ہے۔ مزید برآں، ایک صاف ایندھن کے طور پر، ہائیڈروجن گاڑیوں کو طاقت دینے اور بجلی پیدا کرنے کا وعدہ رکھتا ہے، جس سے صرف پانی کی پیداوار ہوتی ہے۔
ہائیڈروجن کائنات میں سب سے زیادہ پرچر عنصر کے طور پر ایک اہم کردار ادا کرتا ہے۔ یہ ہمارے سورج سمیت ستاروں میں جوہری فیوژن کے لیے بنیادی ایندھن ہے۔ ستاروں کے بنیادی حصے میں، ہائیڈروجن کے ایٹم ہیلیم بنانے کے لیے فیوز ہوتے ہیں، اس عمل میں بڑی مقدار میں توانائی جاری کرتے ہیں۔ یہ جوہری فیوژن ستاروں کو روشن کرتا ہے اور وہ توانائی فراہم کرتا ہے جو زمین پر زندگی کو سہارا دیتا ہے۔
ہائیڈروجن کے تین بنیادی آاسوٹوپس ہیں: پروٹیم ( \(^1H\) )، ڈیوٹیریم ( \(^2H\) )، اور ٹریٹیم ( \(^3H\) )۔ پروٹیم، بغیر نیوٹران کے، سب سے عام شکل ہے۔ ڈیوٹیریم، یا بھاری ہائیڈروجن، ایک نیوٹران پر مشتمل ہے اور جوہری ری ایکٹر اور بھاری پانی کی پیداوار کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ ٹریٹیم، دو نیوٹرانوں کے ساتھ، تابکار ہے اور جوہری ہتھیاروں اور سائنسی تحقیق میں ٹریسر کے طور پر استعمال کرتا ہے۔
سادہ تجربات ہائیڈروجن گیس کی خصوصیات اور رد عمل کو ظاہر کر سکتے ہیں۔ ایک کلاسک تجربہ تیزاب کے ساتھ دھات کا رد عمل ہے، جو ہائیڈروجن گیس پیدا کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، ہائیڈروکلورک ایسڈ ( \(Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\) کے ساتھ زنک کا رد عمل محفوظ طریقے سے ہائیڈروجن گیس پیدا کرتا ہے، جس کے بعد گیس کے قریب بھڑکتے ہوئے سپلنٹ کو لا کر اور ایک خصوصیت والی 'پاپ' آواز کا مشاہدہ کر کے جانچا جا سکتا ہے۔ ہائیڈروجن کی موجودگی
جبکہ ہائیڈروجن ایک صاف ایندھن ہے، اس کی پیداوار اور ذخیرہ کرنے کے لیے چیلنجز ہیں۔ زیادہ تر ہائیڈروجن فی الحال جیواشم ایندھن سے پیدا ہوتی ہے، جو گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج میں حصہ ڈالتی ہے۔ تاہم، سبز ہائیڈروجن کے استعمال کو بڑھانے کی کوششیں، قابل تجدید توانائی سے چلنے والے الیکٹرولیسس کے ذریعے تیار کی گئی ہیں، اس اثر کو کم کرنے کے لیے جاری ہیں۔ مزید برآں، اپنی آتش گیریت کی وجہ سے، ہائیڈروجن کو دھماکوں سے بچنے کے لیے احتیاط سے ہینڈلنگ اور اسٹوریج کی ضرورت ہوتی ہے۔
ہائیڈروجن ایک بنیادی عنصر ہے، جو صنعت اور کائنات کے قدرتی عمل دونوں کے لیے ضروری ہے۔ اس کا سادہ جوہری ڈھانچہ کیمیائی رد عمل، توانائی کی پیداوار، اور صاف ایندھن کے ذریعہ کے طور پر صلاحیت میں اس کے پیچیدہ کردار کو جھٹلاتی ہے۔ اس کی پائیدار پیداوار اور استعمال میں پیش رفت سے اہم ماحولیاتی اور اقتصادی فوائد حاصل ہو سکتے ہیں۔
