VODIKOV CIKEL: FAZE IN POMEN - ZNANOST - 2025

Cikel vodika tega postopka, v katerem vodikovega giblje skozi vodo okoli zemlje, tako da so bistveni del kemično in atomsko sestavo tega elementa.

Hidrosfera pridobiva vodik samo iz vode, element, ki nastane izključno s kombinacijo kisika in vodika. Med fotografsko sintezo vodik nastaja z disociacijo vode, da po stiskanju z ogljikovim dioksidom tvori glukozo.

Vatyka / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Rastline zagotavljajo hrano rastlinojedih živali in te živali pridobivajo glukozo in beljakovine samo iz rastlin. Vodik tvori ogljikove hidrate, ki so pomemben vir energije za živa bitja, ti ogljikovi hidrati pa prihajajo kot hrana.

Na Zemlji obstaja nešteto vrst živih bitij. Vse to so v osnovi sestavljene iz ogljika, dušika, kisika in vodika. Živali te elemente pridobivajo iz narave in v naravi običajno potekajo procesi, kot so nastajanje, rast in razpad.

Kot rezultat vsakega od teh procesov se zgodi več ciklov in so zaradi njih povezani med seboj, vzpostavljajo ravnovesje.

Faze vodikovega cikla

Atomi vodika se lahko hranijo kot visokotlačni plin ali tekočina. Vodik je pogosto shranjen kot tekoči vodik, ker zavzame manj prostora kot vodik v svoji običajni obliki plina.

Ko se atom vodika pridruži močno elektronegativnemu atomu, ki obstaja v bližini drugega elektronegativnega atoma z osamljenim parom elektronov, naredi vodikovo vez, ki tvori molekulo. Dva vodikova atoma tvorita molekulo vodika, na kratko H2.

Vodik je ključni sestavni del številnih biogeokemičnih ciklov, vključno z vodnim ciklom, ogljikovim ciklom, dušikovim ciklom in krogom žvepla. Ker je vodik sestavina molekule vode, sta vodikov cikel in vodni cikel globoko povezana.

Rastline rekombinirajo tudi vodo in ogljikov dioksid iz zemlje in atmosfere, da tvorita glukozo v procesu, znanem kot fotosinteza. Če rastlino zaužijemo, se molekule vodika prenesejo na pašo.

Organske snovi se hranijo v tleh, ko rastline ali živali umrejo, molekule vodika pa se z oksidacijo sprostijo nazaj v ozračje.

1- Izhlapevanje

Večina vodika na našem planetu se nahaja v vodi, zato je vodikov cikel tesno povezan s hidrološkim ciklom. Cikel vodika se začne z izhlapevanjem s površine vode.

2- Kondenzacija

Hidrosfera vključuje ozračje, zemljo, površinske vode in podzemno vodo. Ko se voda giblje skozi cikel, spreminja stanje med tekočo, trdno in plinsko fazo.

Voda se giblje skozi različne akumulacije, vključno z oceanom, atmosfero, podzemno vodo, rekami in ledeniki s fizikalnimi procesi izhlapevanja (vključno s transpiracijo rastlin), sublimacijo, padavinami, infiltracijo, odtokom in podzemni pretok.

3- znojenje

Rastline absorbirajo vodo iz zemlje skozi svoje korenine, nato pa jo črpajo in dovajajo hranila v svoje liste. Potenje predstavlja približno 10% izhlapene vode.

To je izpust vodne pare iz listov rastlin v ozračje. To je proces, ki ga oko ne more videti, kljub pomembnim količinam vlage. Menijo, da lahko velik hrast uspeva 151.000 litrov na leto.

Potenje je tudi razlog, da je v krajih z veliko vegetacijske pokritosti večja vlažnost. Količina vode, ki se pretaka skozi ta postopek, je odvisna od same rastline, vlage v tleh (prsti), temperature v okolici in gibanja vetra okoli rastline.

4- Padavine

Prav padec vode v kakršno koli obliko na tla daje pot infiltraciji, to je postopek, pri katerem se voda absorbira v tla ali teče skozi površino. Ta proces se vedno znova in znova ponavlja kot del Zemljinih ciklov, ki ohranjajo obnovljive vire.

Pomen vodika na Zemlji

Uporablja se predvsem za ustvarjanje vode. Plin vodik se lahko uporablja za zmanjšanje kovinskih rud.

Kemična industrija ga uporablja tudi za proizvodnjo klorovodikove kisline. Isti vodikov plin je potreben za vodikovo atomsko varjenje (AHW).

Obstajajo različne uporabe vodika. Je najlažji element in ga lahko uporabljamo kot dvižno sredstvo v balonih, čeprav je tudi zelo vnetljivo, zato je lahko nevarno. Zaradi te lastnosti in drugih je vodik primeren za gorivo.

Ker je vodik lahko vnetljiv, še posebej, če ga mešamo s čistim kisikom, ga uporabljamo kot gorivo v raketah. Te običajno kombinirajo tekoči vodik s tekočim kisikom, da nastane eksplozivna zmes.

Vodik je eno najčistejših goriv, ​​saj je ob vžigu rezultat navadna voda. To je eden glavnih razlogov, zakaj si prizadevamo ustvariti motorje, ki jih lahko poganjamo s pomočjo tega plina.

Čeprav je vodik lahko zelo vnetljiv, pa tudi bencin. Čeprav je treba biti previden, količina uporabljenega vodika v avtomobilu ne predstavlja večje nevarnosti kot porabljena količina bencina.

Kljub temu, da je eno najčistejših goriv na planetu, njegovi visoki stroški za množično proizvodnjo v bližnji prihodnosti onemogočajo njegovo uporabo za komercialne in domače avtomobile.

Ko se vodik segreje do ekstremnih temperatur, se jedra njegovih atomov združijo in tako nastanejo helija. Zaradi te fuzije se sprosti ogromna količina energije, imenovana termonuklearna energija. Ta proces je tisto, kar ustvarja sončno energijo.

Električni generatorji uporabljajo plin kot hladilno sredstvo, zaradi česar so ga številne naprave uporabile kot sredstvo za preverjanje puščanja. Druge aplikacije vključujejo proizvodnjo in predelavo amoniaka.

Amonijak je del številnih gospodinjskih čistilnih sredstev. Je tudi sredstvo za hidrogeniranje, ki se uporablja za spreminjanje nezdravih nenasičenih maščob v nasičene olja in maščobe.

Reference

1. Uporaba vodika. Pridobljeno z Usesof.net.
2. Pridobljeno od School-for-champions.com.
3. Podatki o vodikovem elementu. Pridobljeno od rsc.org.
4. Biogeokemični cikel. Pridobljeno z newworldencyclopedia.org.
5. Pojasnilo vodikovega cikla. Pridobljeno iz strani slboss.info.
6. Vodikov cikel. Pridobljeno s spletnega mesta Prezi.com.
7. Kako se voda giblje okoli vrnjenega unep.or.jp.