Der Wasserstoffkreislauf und seine wichtigsten Phasen

Der Wasserstoffkreislauf ist der Prozess, bei dem sich Wasserstoff durch Wasser um die Erde bewegt und somit ein wesentlicher Bestandteil der chemischen und atomaren Zusammensetzung dieses Elements ist.

Die Hydrosphäre gewinnt Wasserstoff nur aus Wasser, einem Element, das ausschließlich aus der Kombination von Sauerstoff und Wasserstoff besteht. Bei der fotografischen Synthese entsteht Wasserstoff durch die Spaltung des Wassers, das nach dem Kämmen mit Kohlendioxid Glucose bildet.

Pflanzen liefern Nahrung für Pflanzenfresser und diese Tiere erhalten nur Glukose und Pflanzenproteine. Wasserstoff bildet Kohlenhydrate, die eine wichtige Energiequelle für das Lebewesen darstellen, und diese Kohlenhydrate kommen als Nahrung.

Es gibt unzählige Arten von Lebewesen auf der Erde. All dies besteht im Wesentlichen aus Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff. Tiere beziehen diese Elemente aus der Natur und Prozesse wie Bildung, Wachstum und Zersetzung finden normalerweise darin statt.

Infolge jedes dieser Prozesse treten mehrere Zyklen auf, die miteinander verknüpft werden, um ein Gleichgewicht herzustellen.

Phasen des Wasserstoffkreislaufs

Wasserstoffatome können als Gas oder Hochdruckflüssigkeit gespeichert werden. Wasserstoff wird häufig als flüssiger Wasserstoff gespeichert, da er weniger Platz einnimmt als Wasserstoff in seiner normalen Gasform.

Wenn ein Wasserstoffatom ein stark elektronegatives Atom, das sich in der Nähe eines anderen elektronegativen Atoms befindet, mit einem einzigen Elektronenpaar verbindet, geht es eine Wasserstoffbindung ein, die ein Molekül bildet. Zwei Wasserstoffatome bilden ein Wasserstoffmolekül, kurz H2.

Wasserstoff ist eine Schlüsselkomponente vieler biogeochemischer Kreisläufe, einschließlich des Wasserkreislaufs, des Kohlenstoffkreislaufs, des Stickstoffkreislaufs und des Schwefelkreislaufs. Da Wasserstoff ein Bestandteil des Wassermoleküls ist, sind der Wasserstoffkreislauf und der Wasserkreislauf eng miteinander verbunden.

Pflanzen rekombinieren auch Wasser und Kohlendioxid aus dem Boden und der Atmosphäre, um in einem als Photosynthese bekannten Prozess Glucose zu bilden. Wenn die Pflanze verbraucht ist, werden die Wasserstoffmoleküle auf das Weidetier übertragen.

Organisches Material wird im Boden gespeichert, wenn die Pflanze oder das Tier stirbt, und Wasserstoffmoleküle werden durch Oxidation zurück in die Atmosphäre freigesetzt.

1- Verdampfung

Der größte Teil des Wasserstoffs auf unserem Planeten befindet sich in Wasser, daher ist der Wasserstoffkreislauf sehr eng mit dem Wasserkreislauf verwandt. Der Wasserstoffkreislauf beginnt mit der Verdampfung der Wasseroberfläche.

2- Kondensation

Die Hydrosphäre umfasst die Atmosphäre, die Erde, die Oberflächengewässer und das Grundwasser. Während sich das Wasser durch den Kreislauf bewegt, ändert sich der Zustand zwischen flüssiger, fester und gasförmiger Phase.

Wasser bewegt sich durch verschiedene Stauseen, einschließlich des Ozeans, der Atmosphäre, des Grundwassers, der Flüsse und Gletscher, der physikalischen Verdunstungsprozesse (einschließlich der Transpiration der Pflanze), der Sublimation, des Niederschlags, der Infiltration und des Abflusses unterirdische Strömung.

3- Transpiration

Pflanzen nehmen über ihre Wurzeln Wasser aus dem Boden auf, pumpen es dann und versorgen seine Blätter mit Nährstoffen. Die Transpiration macht ungefähr 10% des verdampften Wassers aus.

Dies ist die Abgabe von Wasserdampf aus den Blättern von Pflanzen in die Atmosphäre. Es ist ein Vorgang, den das Auge nicht sehen kann, obwohl die Feuchtigkeitsmenge erheblich ist. Es wird angenommen, dass eine große Eiche 151.000 Liter pro Jahr fegen kann.

Schweiß ist auch der Grund, warum es an Orten mit viel Vegetation mehr Feuchtigkeit gibt. Die Menge an Wasser, die durch diesen Prozess austritt, hängt von der Pflanze selbst, der Feuchtigkeit im Boden (Boden), der Umgebungstemperatur und der Bewegung des Windes um die Pflanze ab.

4- Niederschlag

Es ist der Fall von Wasser in irgendeiner Form auf die Erde, der der Infiltration Platz macht. Dies ist der Vorgang, bei dem Wasser in den Boden aufgenommen wird oder über die Oberfläche fließt. Dieser Prozess wiederholt sich immer wieder im Rahmen der terrestrischen Zyklen, in denen nachwachsende Rohstoffe erhalten bleiben.

Wasserstofffunktion auf der Erde

Es wird hauptsächlich zur Erzeugung von Wasser verwendet. Wasserstoffgas kann zur Reduktion von metallischem Erz verwendet werden.

Die chemische Industrie nutzt es auch zur Herstellung von Salzsäure. Das gleiche Wasserstoffgas wird für das Atomwasserstoffschweißen (AHW) benötigt.

Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen für Wasserstoff. Es ist das leichteste Element und kann als Hebemittel in Ballons verwendet werden, obwohl es auch leicht entflammbar ist, so dass es gefährlich sein kann. Diese und andere Eigenschaften machen den Wasserstoff zur Verwendung als Kraftstoff geeignet.

Da Wasserstoff, insbesondere in Mischung mit reinem Sauerstoff, leicht entflammbar ist, wird er in Raketen als Treibstoff verwendet. Diese kombinieren normalerweise flüssigen Wasserstoff mit flüssigem Sauerstoff, um ein explosionsfähiges Gemisch zu bilden.

Wasserstoff ist einer der saubersten Brennstoffe, denn wenn er sich entzündet, entsteht einfaches Wasser. Dies ist einer der Hauptgründe für die Bemühungen, Motoren zu entwickeln, die mit diesem Gas betrieben werden können.

Wasserstoff ist zwar leicht entflammbar, aber auch Benzin. Obwohl Vorsicht geboten ist, würde die Menge an Wasserstoff, die in einem Auto verbraucht wird, keine größere Gefahr darstellen als die Menge an verbrauchtem Benzin.

Obwohl es sich um einen der saubersten Kraftstoffe der Welt handelt, ist es aufgrund der hohen Kosten für die Massenproduktion in naher Zukunft nicht möglich, ihn für gewerbliche und inländische Automobile zu verwenden.

Wenn Wasserstoff auf extreme Temperaturen erhitzt wird, verschmelzen die Kerne seiner Atome zu Heliumkernen. Diese Fusion führt zur Freisetzung einer riesigen Energiemenge, die als thermonukleare Energie bezeichnet wird. Dieser Prozess schafft die Energie der Sonne.

Elektrische Generatoren verwenden Gas als Kältemittel, was viele Anlagen dazu veranlasst hat, es als Leckprüfmittel zu verwenden. Andere Anwendungen umfassen die Ammoniakverarbeitung und -produktion.

Ammoniak ist Bestandteil vieler Haushaltsreiniger. Es ist auch ein Hydrierungsmittel, das verwendet wird, um ungesunde ungesättigte Fette in gesättigte Öle und Fette umzuwandeln.