De geschiedenis van de ontdekking van waterstof neemt een belangrijke mijlpaal inontwikkeling van de wetenschap. Volgens moderne wetenschappelijke concepten is dit gas een van de meest voorkomende elementen in het universum. Het is de belangrijkste stof voor het bestaan van sterren en daarmee de belangrijkste energiebron.
Een korte geschiedenis van de ontdekking van waterstof
Het element werd in 1766 ontdekt door de Britse wetenschapper Henry Cavendish. De oorsprong van de naam gaat terug naar de Griekse woorden "hydro" en "genen", wat "water" en "generator" betekent.
In 1671, Robert Boyle (1627-1691,Engelse chemicus en natuurkundige) publiceerde een artikel "Nieuwe experimenten betreffende de relatie tussen vlam en lucht", waarin hij de reactie tussen ijzervijlsel en verdunde zuren beschreef. Tijdens experimenten merkte de wetenschapper op dat de reactie van deze stoffen leidt tot de ontwikkeling van gasvormige waterstof ("de ontvlambare oplossing van Mars").
Het was echter pas in 1766 dat het gas werd goedgekeurdals het belangrijkste element door Henry Cavendish (1731-1810, Engelse chemicus en natuurkundige die ook stikstof ontdekte), die kwik gebruikte om te synthetiseren. De wetenschapper omschreef het als "brandbare metalen lucht". Cavendish beschreef nauwkeurig de eigenschappen van waterstof, maar geloofde ten onrechte dat het gas uit een metaal kwam en niet uit een zuur. De moderne naam voor het chemische element werd gegeven door de Franse natuuronderzoeker A.L. Lavoisier.
De geschiedenis van de ontdekking van waterstof (H) is dat nietloopt af. In 1931 werd deuteriumgas ontdekt door een professor in de chemie, Harold Urey, die in Chicago (VS) werkte. Het is een zware isotoop van waterstof en wordt geschreven als 2H en D.
Bakstenen van het universum
Lange tijd konden mensen het niet begrijpeneigenschappen van materie. Hoewel de oude Grieken aannamen dat 'ether' (de omringende ruimte) uit bepaalde elementen bestond, was er geen duidelijke rechtvaardiging en zelfs nog steviger bewijs voor dit feit.
In de herfst van 1803 lukte het de Engelsman John Daltonde resultaten van enkele van zijn onderzoeken uitleggen, ervan uitgaande dat materie uit atomen bestaat. De onderzoeker ontdekte ook dat alle monsters van een bepaalde verbinding uit dezelfde combinatie van deze atomen bestaan. Dalton merkte ook op dat in een aantal verbindingen de massaverhoudingen van het tweede element, die worden gecombineerd met het gegeven gewicht van het eerste element, kunnen worden teruggebracht tot kleine gehele getallen ("The Law of Multiple Proportions"). De wetenschapper heeft dus een bepaalde relatie met de geschiedenis van de ontdekking van waterstof.
Daltons "Theory of Atoms" -presentatie vond plaats in3e deel van de wetenschappelijke publicatie "Systems of Chemistry", gepubliceerd door Thomas Thomson in 1807. Het materiaal verscheen ook in een artikel over strontiumoxalaten, gepubliceerd in Philosophical Transactions. Het jaar daarop publiceerde Dalton deze ideeën in eigen beheer met een meer gedetailleerde analyse in A New System of Chemical Philosophy. Overigens stelde de wetenschapper voor om een cirkel met een punt in het midden als waterstofsymbool erin te gebruiken.
Eerste brandstofcel
De geschiedenis van de ontdekking van waterstof is rijk aan interessantevenementen. In 1839 voerde de Britse wetenschapper Sir William Robert Grove elektrolyse-experimenten uit. Hij gebruikte elektriciteit om water te scheiden in waterstof en zuurstof. Later vroeg de onderzoeker zich af of het mogelijk was om het tegenovergestelde te doen: elektriciteit opwekken uit de reactie van zuurstof met waterstof? Grove verzegelde de platinaplaten in aparte afgesloten containers, de ene met waterstof en de andere met zuurstof. Toen de containers werden ondergedompeld in verdund zwavelzuur, vloeide er een stroom tussen de twee elektroden om water in de gascilinders te vormen. Vervolgens verbond de wetenschapper verschillende soortgelijke apparaten in een serieschakeling om de spanning in de gasbatterij te verhogen.
Sindsdien zijn er hoge verwachtingen van waterstof gevestigdin termen van het verkrijgen van compacte milieuvriendelijke energiebronnen. Het probleem van 100% veiligheid en hoge efficiëntie van eindapparatuur voor massaconsumptie is echter nog niet opgelost. Overigens werd de term "brandstofcel" voor het eerst gebruikt door chemici Ludwig Mond en Charles Langer, die het onderzoek van W. R. Grove voortzetten.
Autonome energiebronnen
In 1932, Francis Thomas Bacon, ingenieurUniversity of Cambridge in het VK, bleef werken aan de projecten van Grove, Mond en Langer. Hij verving de platina-elektroden door een minder duur nikkelgaas en gebruikte alkalisch kaliumhydroxide (minder agressief voor de elektroden) in plaats van een elektrolyt met zwavelzuur. Dit was in wezen de oprichting van de eerste alkalische brandstofcel, de Bacon-cel. Het kostte de Brit nog eens 27 jaar om een installatie te demonstreren die 5 kW vermogen kan produceren, wat voldoende is om een lasapparaat van stroom te voorzien. Rond dezelfde tijd werd de eerste brandstofcelauto gedemonstreerd.
Brandstofcellen werden later door NASA gebruikt in1960 voor vluchten in het Apollo-maanprogramma. Bacons cellen zijn (en zijn) op honderden ruimtevaartuigen geweest. Ook in onderzeeërs worden "grote batterijen" gebruikt.
Handig maar gevaarlijk
De geschiedenis van de ontdekking van waterstof wordt niet alleen geassocieerd metvreugdevolle momenten. De tragedie van het gigantische luchtschip "Hindenburg" bewijst hoe onveilig dit element is. In de jaren dertig bouwde Duitsland een serie Zeppelin-vliegtuigen. Waterstof werd als gas gebruikt. Omdat het lichter is dan het stikstof-zuurstofmengsel dat het grootste deel van de atmosfeer vormt, was het mogelijk om grote hoeveelheden vracht te vervoeren.
In 1936 presenteerden Duitse ontwerpers's werelds grootste luchtschip op dat moment "Hindenburg". De 245 meter hoge reus had 200.000 m3 gas. Het laadvermogen is verbluffend: het apparaat kon tot 100 ton vracht de lucht in tillen. Het vliegtuig werd gebruikt voor transatlantisch verkeer tussen Duitsland en de Verenigde Staten. De passagiersgondel bood plaats aan 50 personen met bagage. Op 05/06/1937, bij aankomst in New York, deed zich een waterstoflek voor. Het licht ontvlambare gas vloog in brand, er vond een explosie plaats, waarbij 36 mensen om het leven kwamen. Sindsdien wordt in vliegtuigen veiliger helium gebruikt in plaats van waterstof.
conclusie
Waterstof is een van de belangrijkste elementen inHet heelal. Hoewel de eigenschappen ervan goed zijn bestudeerd, blijft het wetenschappers, ingenieurs en ontwerpers interesseren. Dit element is het onderwerp van duizenden wetenschappelijke artikelen, diploma's en samenvattingen. De geschiedenis van de ontdekking van waterstof is de geschiedenis van de wetenschap zelf, een kennissysteem dat onwetendheid en religieuze dogma's heeft vervangen.
