Share to:

 

ไฮโดรเจนเหลว

ไฮโดรเจนเหลว
ชื่อ
IUPAC name
Hydrogen
Systematic IUPAC name
Liquid hydrogen
ชื่ออื่น
Hydrogen (cryogenic liquid), Refrigerated hydrogen; LH2, para-hydrogen
เลขทะเบียน
3D model (JSmol)
ChEBI
เคมสไปเดอร์
KEGG
RTECS number
  • MW8900000
UNII
UN number 1966
  • InChI=1S/H2/h1H checkY
    Key: UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/H2/h1H
  • [H][H]
คุณสมบัติ
H2(l)
มวลโมเลกุล 2.016 g·mol−1
ลักษณะทางกายภาพ ของเหลวไม่มีสี
ความหนาแน่น 0.07085 g/ซm3 (4.423 lb/cu ft)[1]
จุดหลอมเหลว −259.14 องศาเซลเซียส (−434.45 องศาฟาเรนไฮต์; 14.01 เคลวิน)[2]
จุดเดือด −252.87 องศาเซลเซียส (−423.17 องศาฟาเรนไฮต์; 20.28 เคลวิน)[2]
ความอันตราย
GHS labelling:[3]
The flame pictogram in the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)GHS04: แก๊สอัด
อันตราย
H220, H280
P210, P377, P381, P403
NFPA 704 (fire diamond)
NFPA 704 four-colored diamondHealth 3: Short exposure could cause serious temporary or residual injury. E.g. chlorine gasFlammability 4: Will rapidly or completely vaporize at normal atmospheric pressure and temperature, or is readily dispersed in air and will burn readily. Flash point below 23 °C (73 °F). E.g. propaneInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazard CRYO: Cryogenic
3
4
0
CRYO
571 องศาเซลเซียส (1,060 องศาฟาเรนไฮต์; 844 เคลวิน)[2]
ขีดจำกัดการระเบิด LEL 4.0%; UEL 74.2% (in air)[2]
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa

ไฮโดรเจนเหลว (อังกฤษ: liquid hydrogen; LH2 หรือ LH2) คือสถานะของเหลวของธาตุไฮโดรเจนตามธรรมชาติ อยู่ในรูปแบบของโมเลกุล H2 การที่ไฮโดรเจนจะอยู่ในสภาพของเหลวได้นั้น ตัวโมเลกุลไฮโดรเจนต้องมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดวิกฤต 33 K อย่างไรก็ตาม สำหรับกรณีที่จะให้ไฮโดรเจนอยู่ในสภาพของเหลวโดยสมบูรณ์โดยไม่ระเหยในอุณหภูมิห้องต้องมีอุณหภูมิต่ำกว่า 20.28 K[4] (−423.17 °F/−252.87°C).[5][6] หนึ่งในวิธีการที่พบบ่อยของการใช้งานของไฮโดรเจนเหลวเกี่ยวข้องกับตัวคอมเพรสเซอร์ที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับเครื่องยนต์ไอพ่นทั้งรูปร่างหน้าตาและหลักการทางทฤษฎี ไฮโดรเจนเหลวโดยปกติจะใช้การจัดเก็บไฮโดรเจนในรูปแบบที่มีความเข้มข้น ในขณะที่ก๊าซใด ๆ การจัดเก็บเป็นของเหลวจะใช้พื้นที่น้อยกว่าการจัดเก็บเป็นก๊าซที่อุณหภูมิและความดันปกติ อย่างไรก็ตาม, ความหนาแน่นของของเหลวไฮโดรเจนนี้อยู่ในระดับต่ำมากเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงอื่น ๆ ทั่วไป เมื่อทำให้เป็นของเหลวมันสามารถเก็บรักษาให้เป็นของเหลวในภาชนะที่มีแรงดันและฉนวนกันความร้อนได้

ไฮโดรเจนเหลวประกอบไปด้วย parahydrogen 99.79%, orthohydrogen 0.21%[7]

ประวัติ

ในปี 1885 ซิกเมนต์ ฟลอเรนที เว็บบลิวสกี (Zygmunt Florenty Wroblewski) ได้ตีพิมพ์เผยแพร่ว่าไฮโดรเจนมีอุณหภูมิวิกฤตเป็น 33 K; ความดันวิกฤตที่ 13.3 เท่าของความดันบรรยากาศ; และจุดเดือดที่ 23 K แก๊สไฮโดรเจนถูกทำให้เป็นของเหลวได้โดยเจมส์ ดิววอร์ (James Dewar) ในปี 1898 โดยใช้การระบายความร้อนที่เกิดซ้ำ (regenerative cooling) และโดยการใช้สิ่งประดิษฐ์ของเขา, คือ กระติกสุญญากาศ (vacuum flask) การสังเคราะห์ครั้งแรกของรูปแบบไอโซเมอร์ที่มีเสถียรภาพของไฮโดรเจนเหลว, parahydrogen ประสบความสำเร็จโดยพอล ฮาร์เท็ค (Paul Harteck) และคาร์ล ฟรีดริช บานโฮฟเฟอร์ (Karl Friedrich Bonhoeffer) ในปี 1929

สปินไอโซเมอร์ของไฮโดรเจน

ไฮโดรเจนที่อุณหภูมิห้องส่วนใหญ่ประกอบด้วยรูปแบบของ orthohydrogen หลังจากการผลิต, ไฮโดรเจนเหลวจะอยู่ในสภาวะกึ่งเสถียรและจะต้องถูกแปลงให้อยู่ในรูปแบบของพาราไฮโดรเจน ไอโซเมอร์ (parahydrogen isomer) เพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาคายความร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิต่ำ, นี้มักจะดำเนินการโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเช่นเหล็ก (III) ออกไซด์, ถ่านกัมมันต์, ใยหินแพลทติไนซ์, (platinized asbestos), โลหะหายาก, สารประกอบยูเรเนียม, โครเมียม (III) ออกไซด์, หรือสารประกอบนิกเกิลบางอย่าง [8]

อ้างอิง

  1. ↑ Thermophysical Properties of Hydrogen , nist.gov, accessed 2012-09-14
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 Information specific to liquid hydrogen เก็บถาวร 2009-07-17 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน, harvard.edu, accessed 2009-06-12
  3. ↑ GHS: GESTIS 007010
  4. ↑ IPTS-1968, iupac.org, accessed 2009-06-12
  5. ↑ Chemical elements data references
  6. ↑ Properties Of Gases. Roymech.co.uk. Retrieved on 2011-08-28.
  7. ↑ Liquid Air/LH2. Astronautix.com. Retrieved on 2011-08-28.
  8. ↑ Ortho-Para conversion. Page 13. (PDF) . Retrieved on 2011-08-28.
Kembali kehalaman sebelumnya