oksihidrojen - Oxyhydrogen
Oksihidrojen , hidrojen (H 2 ) ve oksijen (O 2 ) gazlarının bir karışımıdır . Bu gazlı karışım, refrakter malzemeleri işlemek için torçlarda kullanılır ve kaynak için kullanılan ilk gazlı karışımdır . Teorik olarak, maksimum verim elde etmek için 2:1 hidrojen:oksijen oranı yeterlidir; pratikte oksitleyici bir alevden kaçınmak için 4:1 veya 5:1 oranı gereklidir .
Bu karışım aynı zamanda Knallgas (İskandinav ve Alman Knallgas : "bang-gas") olarak da adlandırılabilir, ancak bazı yazarlar knallgas'ı tam yanma için gereken kesin oksijen miktarına sahip yakıt karışımı için genel bir terim olarak tanımlamaktadır, bu nedenle 2 :1 oksihidrojen "hidrojen-knallgaz" olarak adlandırılır.
"Brown gazı" ve HHO , temel olarak saçak biliminde karşılaşılan oksihidrojen terimleridir .
Özellikler
Oksihidrojen olacaktır yanma onun getirildiğinde kendinden yanma sıcaklığının . İçin stoikiometrik karışımı, 2: 1, hidrojen: oksijen, Normal olarak atmosfer basıncında , kendinden yanma yaklaşık 570 ° C (1065 ° F) gerçekleşir. Böyle bir karışımı bir kıvılcımla tutuşturmak için gereken minimum enerji yaklaşık 20 mikrojüldür . En , standart sıcaklık ve basınç , hacim ile 4 ila yaklaşık% 95,% hidrojen arasında olduğu zaman, yakabilir oksihidrojen.
Ateşlendiğinde, gaz karışımı, dönüştürür su buharı ve serbest bırakır enerji reaksiyonu ayakta: 241,8 kJ enerji ( LHV her için) bir mol arasında , H 2 yanmış. Serbest bırakılan ısı enerjisi miktarı yanma modundan bağımsızdır, ancak alevin sıcaklığı değişir. Yaklaşık 2.800 °C (5.100 °F) maksimum sıcaklık, havadaki bir hidrojen alevinden yaklaşık 700 °C (1.300 °F) daha sıcak olan tam bir stokiyometrik karışımla elde edilir . Gazlardan herhangi biri bu orandan fazla karıştırıldığında veya nitrojen gibi asal bir gazla karıştırıldığında , ısı daha fazla miktarda maddeye yayılmalı ve sıcaklık daha düşük olacaktır.
Üretme
Su moleküllerini ayırmak için bir elektrik akımı kullanan su elektrolizi ile saf bir stokiyometrik karışım elde edilebilir :
- elektroliz: 2 H 2 O → 2 H 2 + O 2
- yanma: 2 H 2 + O 2 → 2 H 2 O
1800'de suyu bu şekilde ayrıştıran ilk kişi William Nicholson'dı . Teoride, termodinamiğin birinci yasasının belirttiği gibi, kapalı bir sistemin giriş enerjisi her zaman çıkış enerjisine eşit olacaktır . Bununla birlikte, pratikte hiçbir sistem mükemmel şekilde kapalı değildir ve oksihidrojeni üretmek için gereken enerji , termodinamiğin ikinci yasasının ima ettiği gibi, maksimum pratik verimlilikte bile, onu yakarak açığa çıkan enerjiyi daima aşacaktır (bkz . Suyun Elektrolizi#Verimlilik ).
Uygulamalar
Aydınlatma
Oksihidrojen çoğu formları lambaları gibi tarif edilmiştir, ilgi odağı bir parçasının ısıtılması için, bir oksihidrojen alev kullanılan kireç için beyaz sıcak akkor . Oksihidrojenin patlayıcı özelliğinden dolayı, ilgi çekici ışıkların yerini elektrikli aydınlatma almıştır .
oksihidrojen üfleme borusu
Oksi-hidrojen üfleme borusunun temelleri , on sekizinci yüzyılın son çeyreğinde Carl Wilhelm Scheele ve Joseph Priestley tarafından atıldı . Oksi-hidrojen üfleme borusunun kendisi, Fransız Bochard-de-Saron, İngiliz mineralog Edward Daniel Clarke ve Amerikalı kimyager Robert Hare tarafından on sekizinci yüzyılın sonlarında ve on dokuzuncu yüzyılın başlarında geliştirildi. Platin , porselen , ateş tuğlası ve korindon gibi refrakter malzemeleri eritecek kadar sıcak bir alev üretti ve birçok bilim dalında değerli bir araçtı. Verneuil işleminde sentetik korindon üretmek için kullanılır .
Patentler
Bir İngiliz bilim adamı, mucit, patent acentesi ve inşaat mühendisi olan William Nicholson , 1800 yılında suyu bu şekilde ayrıştıran ilk kişiydi. 20. yüzyıl boyunca, bu teknoloji iyi biliniyordu, ancak 1960'ların ortalarına kadar, William A. Rhodes, bu gazı elektroliz yoluyla üreten bir cihazın patentini aldı. Brown gazı terimi, Bulgar bir mucit olan Yull Brown'dan (doğum adı Ilia Valkov) alınmıştır. Brown, 1977'de William Nicholson'ın veya William Rhode'un tasarımlarından daha verimli olan iki oksi-hidrojen üreticisinin patentini aldı.
oksihidrojen meşale
Bir oksihidrojen meşalesi ( hidrojen meşalesi olarak da bilinir ), hidrojeni ( yakıt ) oksijenle ( oksitleyici ) yakan bir oksi-gaz meşalesidir . Metalleri , camları ve termoplastikleri kesmek ve kaynak yapmak için kullanılır .
Ark kaynağı ve asetilen yakıtlı kesme torcu gibi diğer oksi-yakıt torçlarının rekabeti nedeniyle , oksihidrojen torcu günümüzde nadiren kullanılmaktadır, ancak bazı niş uygulamalarda tercih edilen kesici alet olmaya devam etmektedir.
Oksihidrojen çalışma bir kez kullanılan platin zamanda, sadece metal 1,768.3 ° C (3,214.9 ° F) eritmek için yeterince sıcak yanma çünkü. Bu tekniklerin yerini elektrik ark ocağı almıştır .
yan bilim
Brown gazı, çeşitli abartılı iddialarla ilişkilendiriliyor. Genellikle "HHO gazı" olarak adlandırılır , özel bir cihaz tarafından üretilen HHO gazının, saçak teorisine dayanan yeni özelliklere sahip "yeni bir su biçimi" olduğunu iddia eden, saçak fizikçi Ruggero Santilli tarafından popüler hale getirilen bir terimdir . " manyeküller ".
Brown gazı hakkında, radyoaktif atıkları nötralize etme, bitkilerin filizlenmesine yardımcı olma ve daha fazlası gibi birçok başka sözde bilimsel iddiada bulunuldu. Bununla birlikte, hidrojen iyonlarının herhangi bir çözeltideki pH dengesinin temelini oluşturduğu iyi bilinmektedir; bu, suyun bu formunun tohumların bazı durumlarda çimlenmiş hallerini elde etmesine neden yardımcı olabileceğini açıklayabilir.
Oksihidrojenden genellikle yakıt olarak su kullandığını iddia eden araçlarla bağlantılı olarak bahsedilir . Bu gazı yakıt veya yakıt katkı maddesi olarak kullanmak üzere gemide üretmeye karşı en yaygın ve kesin karşı argüman, su moleküllerini ayırmak için her zaman ortaya çıkan gazın yakılmasıyla telafi edilenden daha fazla enerjiye ihtiyaç duyulmasıdır. Ek olarak, elektroliz yoluyla isteğe bağlı tüketim için üretilebilecek gaz hacmi, içten yanmalı bir motorun tükettiği hacme kıyasla çok küçüktür.
Popular Mechanics'teki bir makale , Brown'ın gazının otomobillerde yakıt ekonomisini artırmadığını bildirdi .
"Su yakıtlı" arabalar , hidrojenin başka bir yerde üretilip yakıt olarak kullanıldığı veya yakıt zenginleştirme olarak kullanıldığı hidrojen yakıtlı arabalarla karıştırılmamalıdır .