ไฮโดรเจนเหลว

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ไฮโดรเจนเหลว
Dihydrogen-2D-dimensions.png
Dihydrogen-3D-vdW.png
ชื่อตาม IUPAC Liquid Hydrogen
ชื่ออื่น Hydrogen (cryogenic liquid); Hydrogen, refrigerated liquid; LH2, Para Hydrogen
ตัวระบุ
เลขทะเบียน CAS [1333-74-0][CAS]
PubChem 783
UN number 1966
KEGG C00282
ChEBI 33251
RTECS number MW8900000
SMILES
InChI
ChemSpider ID 762
คุณสมบัติ
สูตรโมเลกุล H2
มวลโมเลกุล 2.02 g mol−1
ลักษณะทางกายภาพ Colorless liquid
ความหนาแน่น 70.85 kg·m−3 (4.423 lb./cu.ft)[1]
จุดหลอมเหลว

−259.14 °C (−434.45 °F, 14.01 K)[1]

จุดเดือด

−252.87 °C (−423.17 °F, 20.28 K) [1]

ความอันตราย
การจำแนกของ EU Highly flammable (F+)
NFPA 704
NFPA 704.svg
4
3
0
 
อุณหภูมิที่ติดไฟด้วยตัวเอง 571 °C (1060 °F)[1]
Explosive limits LEL 4.0 %; UEL 74.2 % (in air)[1]
 Yes check.svg 14 (verify) (what is: Yes check.svg 10/X mark.svg 10?)
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa
แหล่งอ้างอิงของกล่องข้อมูล

ไฮโดรเจนเหลว (อังกฤษ: liquid hydrogen; LH2 หรือ LH2) คือสถานะของเหลวของธาตุไฮโดรเจนตามธรรมชาติ อยู่ในรูปแบบของโมเลกุล H2 การที่ไฮโดรเจนจะอยู่ในสภาพของเหลวได้นั้น ตัวโมเลกุลไฮโดรเจนต้องมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดวิกฤต 33 K อย่างไรก็ตาม สำหรับกรณีที่จะให้ไฮโดรเจนอยู่ในสภาพของเหลวโดยสมบูรณ์โดยไม่ระเหยในอุณหภูมิห้องต้องมีอุณหภูมิต่ำกว่า 20.28 K[2] (−423.17 °F/−252.87°C).[3][4] หนึ่งในวิธีการที่พบบ่อยของการใช้งานของไฮโดรเจนเหลวเกี่ยวข้องกับตัวคอมเพรสเซอร์ที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับเครื่องยนต์ไอพ่นทั้งรูปร่างหน้าตาและหลักการทางทฤษฎี ไฮโดรเจนเหลวโดยปกติจะใช้การจัดเก็บไฮโดรเจนในรูปแบบที่มีความเข้มข้น ในขณะที่ก๊าซใด ๆ การจัดเก็บเป็นของเหลวจะใช้พื้นที่น้อยกว่าการจัดเก็บเป็นก๊าซที่อุณหภูมิและความดันปกติ อย่างไรก็ตาม, ความหนาแน่นของของเหลวไฮโดรเจนนี้อยู่ในระดับต่ำมากเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงอื่น ๆ ทั่วไป เมื่อทำให้เป็นของเหลวมันสามารถเก็บรักษาให้เป็นของเหลวในภาชนะที่มีแรงดันและฉนวนกันความร้อนได้

ไฮโดรเจนเหลวประกอบไปด้วย parahydrogen 99.79%, orthohydrogen 0.21%[5]

ประวัติ[แก้]

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[แก้]

ไฮโดรเจนที่อุณหภูมิห้องส่วนใหญ่ประกอบด้วยรูปแบบของ orthohydrogen หลังจากการผลิต, ไฮโดรเจนเหลวจะอยู่ในสภาวะกึ่งเสถียรและจะต้องถูกแปลงให้อยู่ในรูปแบบของพาราไฮโดรเจน ไอโซเมอร์ (parahydrogen isomer) เพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาคายความร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิต่ำ, นี้มักจะดำเนินการโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเช่นเหล็ก (III) ออกไซด์, ถ่านกัมมันต์, ใยหินแพลทติไนซ์, (platinized asbestos), โลหะหายาก, สารประกอบยูเรเนียม, โครเมียม (III) ออกไซด์, หรือสารประกอบนิกเกิลบางอย่าง [6]

อ้างอิง[แก้]

  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Thermophysical Properties of Hydrogen , nist.gov, accessed 2012-09-14
  2. IPTS-1968, iupac.org, accessed 2009-06-12
  3. Chemical elements data references
  4. Properties Of Gases. Roymech.co.uk. Retrieved on 2011-08-28.
  5. Liquid Air/LH2. Astronautix.com. Retrieved on 2011-08-28.
  6. Ortho-Para conversion. Page 13. (PDF) . Retrieved on 2011-08-28.