Մխիթար Սեբաստացի կրթահամալիր

2. Տիեզերքում ջրածինը ամենատարածված տարրն
է. կազմում է աստղերի և Արեգակի զանգվածի
մոտ կեսը, Արեգակի մթնոլորտի 84 %-ը,
միջաստղային միջավայրի և
միգամածությունների հիմնական մասը: Իսկ
երկրագնդի վրա ջրածինն առաջացնում է
համար մեկ նյութը՝ ջուրը(H2O): Ջրածնի
պարունակությունը երկրակեղևում 0,15 % է,
ընդհանուր պարունակությունը Երկրի վրա՝ 1 %:
Ջրածինը Երկրի վրա ազատ վիճակում
հանդիպում է հազվադեպ՝ որոշ հրաբխային և
այլ բնական գազերում, օդում՝ 10-4%:

3. Հետազոտվող աստեղերի մեծամասնությունը,
ներառյալ Արևը պատկանում են նույն տեսակին,
այսպես ասած գլխավոր հերթականույան
աստղերին: Այսպիսի աստղերը իրենցից
ներկայացնում են կայուն գազային գնդեր:
Նրանք գրեթե չեն փոխվում միլիոնավոր
տարիների ընթացքում և նրանց գոյությունը
ապահովվում է հիմնական ածխածին-ազոտ-
թթվածին ցիկլի ժամանակ առաջացած
էներգիան և այդ ցիկլը դանդաղ գործընթաց է,
երբ ածխածինը մի շարք միջուկային
ռեակցիաների արդյունքում փոխարկվում է
հելիումի:

4. Ածխածնի փոխազդեցությունը պրոտնի հետ նաև
հայտնի է ՛՛պրոտոն-պրոտոնային միջուկային
ռեակցիա՛՛ անունով, որովհետև այդ միջուկային
փոխարկումը սկսվում է պրոտոնով : Երբ աստղը
սպառում է իր ջրածնի պաշարը, նա սեղմվում է և
դառնում է նեյտրոնային աստղ, սև անցք կամ սպիտակ
թզուկ: Արևը բաղկացած է մոտավորապես 95% ջրածնից,
5% հելիումից և ավելի ծանր տարրերից: Արևի կյանքի
ժամանակահատվածը գնահատվում է մոտավորապես
10x1010 տարի և այս ժամանակահատվածի կեսը դեռ
ապագայում է:

5. Ջրածինը համարվում է, որպես երկրի
մակերևույթի և տիեզերքի առավել
տարածված տարր: Ջրածնի այրման
ջերմաստիճանը ամենաբարձրն է,
իսկ թթվածնի մեջ այրելու ժամանակ
առաջացած նյութը ջուրն է, որը նորից
ներառվում է ջրածնային
էներգետիկայի շրջապտույտի մեջ:
Ջրածնային էներգետիկան
պատկանում է ոչ ավանդական
տեսակի էներգիային:

6. Ջրածնային էներգետիկա: Ջուրը որպես վառելանյութ:
Վերջին տասնամյակում շատ ակնհայտ է դարձել այն փաստը,
որ էներգետիկայի և տրանսպորտի հետագա զարգացումը
մարդկությանը տանում է դեպի էկոլոգիական մեծամասշտաբ
ճգնաժամի: Հանածո վառելիքի կտրուկ կրճատումը ստիպում
է տնտեսապես զարգացած երկրներին ընդլայնել
ատոմակայանների քանակը, որոնց օգտագործումը
իրականում իրենից մեծ վտանգ է ներկայացնում, նաև կտրուկ
կսրվի ռադիոկտիվ թափոնների վերամշակման խնդիրը:
Հաշվի առնելով այս տագնապալից իրավիճակը, շատ
գիտնականներ և փորձագետներ արտահայտվում են
այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրների օգտին:
Մասնակիորեն իրենց հայացքները շրջվում են դեպի ջրածինը,
որի պաշարները անսպառ են Համաշխարհային օվկիանոսի
ջրերում: Ջրածնային վառելիքը անվիճելի արժանիքն է
համարվում՝ իր օգտագործման էկոլոգիապես անվտանգ
լինելու համար:

7. Առաջինը ՝ ավանդական՝ ջրածնի ստացումը
բնական գազի և ածխի փոխարկումից հետագա
ջրածնի տեղափոխման և օգտագործման հետ
միասին:
Եվ երկրորդ ուղղությունը ՝ ջրից ջրածնի
ստացումը էլեկտրոլիզի օգնությամբ:

8. Այսօր աշխարհում արտադրվում է 400 միլիարդ
խորանարդ մետր ջրածին և դա
համապատասխանում է նավթի արտադրության
10%-ին: Այդ ջրածնի մեծ մասը կիրառվում է
քիմիական և սննդի արդյունաբերության մեջ:
Համաշխարհային ջրածնային էներգետիկայի
զարգացումը դանդաղ է ընթանում նաև այս
տիպի վառելիքի բարձր գնով: Առաջ են գալիս
ինֆրակառուցվածքի և ջրածնի արտադրության
հարցերը: Եթե նրա գինը իջնի 5-2 եվրոյով, ապա
ջրածնային հումքը կունենա պահանջարկ:

9. Դիրքը պարբերեկան համակարգում՝
կարգաթիվը 1, 1-ին պարբերություն,
1-ին խումբ, գլխավոր ենթախումբ:

10. Ատոմի բաղադրությունը և
կառուցվածքը՝ միջուկի լիցքը՝+1 ,
միջուկում պրոտոնների թիվը 1,
միջուկում նեյտրոնների թիվը 0:
Իզոտոպները՝ պրոտիում՝ H,
դեյտերիում՝ D,
տրիտիում՝ T:

11. Մինչ այսօր համարվում էր, որ դեյտերիումի բնական
տարածվածությունը կազմում է ոչ ավել, քան 0.015%-ը: Այդ քանակը
կախված է ինչպես նյութի բնույթից, այդպես էլ տիեզերքի
էվոլուցիայի ձևավորման մատերիայի ընդհանուր քանակից: Հիմա
ակնհայտ է, որ դեյտերիումը բնության մեջ մի փոքր շատ է, քան
ենթադրվում էր նախկինում:
Ծանր ջուրը(դեյտերիումի օքսիդը) ունի նույն քիմիական բանաձևը,
ինչ սովորական ջուրը, բայց ջրածնի ատոմների փոխարեն
պարունակում է ջրածնի երկու ծանր իզոտոպներ՝ դեյտերիումի
ատոմներ:

12. Ջրածինը միշտ միավալենտ է: Այլ ատոմների հետ
ջրածնի ատոմը առաջացնում է էլեկտրոնների միայն մեկ
ընդհանուր զույգ H:H, H:Cl
Օքսիդացման աստիճանը.
 Ոչ մետաղների հետ առաջացրած միացություններում
՝ +1
 Ակտիվ մետաղների հետ առաջացրած
միացություններում ՝ -1

13. Մթնոլորտի վերին շերտերում ջրածնի
պարունակությունը շատ ավելի մեծ է,
մերձերկրյա տարածությունում առաջացնում է
Երկրի պրոտոնային ճառագայթումային գոտին:
Ջրածինը մտնում է ամենատարածված նյութի՝
ջրի (11,19% ըստ զանգվածի), ինչպես նաև
քարածխի, նավթի, բնական գազերի,
կենդանական ու բուսական օրգանիզմների
բաղադրության մեջ:

14. Ֆիզիկական
Պարզ
նյութջրածինը(H2) սովորական պայմաններում անգույն, ա
նհամ, անհոտ գազ է։14,5 անգամ թեթևէ օդից (ամենաթեթև
գազն է)։Ջրում քիչ է լուծվում՝ 1 լ ջրում 20°С-
ում լուծվում է 18 մլջրածին։-252,8°С-
ում 1 մթնոլորտային ճնշման տակ ջրածինը դառնում է շա
րժուն հեղուկ, որըևս անգույն է։ Ջրածինը լավ լուծվում է ո
րոշ մետաղներում (Ni,Pd,Pt)
1ծավալ պալադիումում լուծվում է 850 ծավալ ջրածին՝ տա
քացնելիս այն քանակապեսանջատվում է։ Ջրածնի դիրքը
1 եվ 7 րդ խմբում պայմանավորված է նրանով, որ ջրածնի
ատոմը կարող է կորցնել էլեկտրոն նմանվելով ալկալիակ
ան մետաղներին եվ վերցնելէլեկտրոն նմանվելով հալոգեն
ներին այիսպիսով ջրածնի ատոմը օժտված է վերօքսերկա
կիությամբ՝ կարող է լինել ե՛վ օքսիդիչ ե՛վ վերականգնիչ:

15. Քիմիական
Ջրածնի ատոմը խիստ ռեակցիոունակ է և շատ արագ
առաջացնում է H2 մոլեկուլը:Ատոմական ջրածնով
աշխատող այրիչը ստեղծում է 4000°С բարձր
ջերմաստիճան, որը պայմանավորված է H2-ի կապի մեծ
էներգիայով ։ Բացի հիդրիդներից, որտեղ ջրածնի
օքսիդացման աստիճանը -1 է, մնացած
միացություններում ունի +1 օքսիդացման աստիճան։

16. 1. Ջրածինը միանում է թթվածնի հետ՝ հսկայական
քանակի էներգիայի անջատմամբ
(ջրածնաթթվածնային բոցի ջերմաստիճանը
հասնում է 3000°С:
2H2+O2=2H2O+Q
այս գազերի 2:1 հարաբերությունը կոչվում է
շառաչող գազ, քանի որ ավարտվում է
պայթյունով։
Այն գիտնականը, որը անվտանգ կերպով
կիրականացնի ջրածնի ստացումը ջրի քայքայումով
և ստացված ջրածինը այրելով անջատված
հսկայական էներգիան կկիրառի, այդպիսով կարելի է
ասել, որ նա կստեղծի <<հավերժական շարժիչ>> և՛՛
կլուծի էներգետիկ հիմնախնդիրը երկրագնդի վրա,
իսկ նրա անունը մարդկությունը կհիշի դարեդար:

17. 2. Լույսի կամ ջերմության ազդեցությամբ H2
միանում է հալոգենների և այլ ոչ մետաղների հետ։
H2 + Cl2 ⇌ 2HCl↑
H2+S=H2S
3H2+N2=2NH3 (400-500°С,p,Fe)
3. Ջրածինը ուժեղ վերականգնիչ է, այն
վերականգնում է շատ մետաղներ իրենց
օքսիդներից.
PbO+H2=Pb+H2O
CuO+H2=Cu+H2O
MoO3+3H2=Mo+3H2
փոխազդում է նաև որոշ ոչ մետաղների օքսիդների
հետ, ստացվում է ոչ մետաղ.
2NO2+4H2=N2+4H2O

18. 4. Մետաղների հետ ջրածինը առաջացնում է
հիդրիդներ, որոնք պինդ նյութեր են և կարծես
ջրածնի շտեմարան լինեն, որովհետև ջրի հետ՝
տալիս են ջրածին, որը հնարավոր է ապագայում
օգտագործել որպես վառելիք՝ բենզինի
փոխարեն։
H2+2Na=2NaH
Ca+H2=CaH2
5. Օրգանական քիմիական ռեակցիաներում
ջրածինը օգտագործում են հիդրացնելու համար։
H2C=CH2+H2→C2H6

19. 1. Ջրածնից փոքր իոնացմանպոտենցիալներո
վ մետաղների և թթուների փոխազդեցությունից (
բացի HNO3 և խիտH2SO4-ից).
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
Fe+H2SO4(նոսր)=FeSO4+H2↑
2. Ալկալիական և հողալկալիական մետաղներ
ի ու ջրի փոխազդեցությունից.
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑

20. 3. Որոշ մետաղների կամ ոչ մետաղների և ալկալու
ջրային լուծույթի փոխազդեցությունից.
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2↑
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
4. Մետաղների հիդրիդների և ջրի կամ թթուների փ
ոխազդեցությունից.
2NaH+H2O=2NaOH+H2↑
CaH2+2HCl=CaCl2+2H2↑
5. Ալկալիների, թթուների և որոշ աղերի ջրային
լուծույթների էլեկտրոլիզով.
6.Շիկացած ածխի և ջրային գոլորշու փոխազդեցությ
ունից (1000°С).
C+H2O=CO+H2 (ջրագազ)

21. 7.Երկաթագոլորշային եղանակով՝ շիկացած երկ
աթի և ջրային գոլորշուփոխազդեցությունից.
3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2
8. Մեթանի կոնվերսիայով (փոխարկմամբ)
(900°С)
CH4+H2O=CO+3H2 կամ CH4+2H2O=CO2+4H2

22. Մեծ քանակությամբ ջրածին կիրառվում է ամոնիակ,
HCl սինթեզելու համար, հեղուկ ճարպերի
հիդրոգենացման համար։ Որպես թեթև գազ
հելիումի հետ լցնում էին օդապարիկները։ Ջրածինը
օգտագործում են բարձր ջերմաստիճան ստանալու
համար (3000-4000°С)։ Սակայն ջրածնի ամենալուրջ
խնդիրը՝ միջուկային այս ռեակցիան է
21H+31H=42He+n+17,6 կՋ:
Այս ռեակցիան ընթանում է 10 մլն աստիճանում,
եթե հնարավոր լիներ կառավարել այս ռեակցիան,
մարդկությունը կլուծեր էներգիայի պրոբլեմը։
Կարևոր է նաև պինդ վիճակում ջրածնի ստացումը
(մետաղական ջրածին), որը օժտված է
գերհաղորդականությամբ։

23. Նյութը պատրաստեց՝ Հակոբյան
Սարգիսը 10-3:
Ղեկավար ՝ Վեներա Խառատյան:
Նյութի աղբյուրները ՝
http://www.o8ode.ru/article/energy/,
ru.wikipedia.org/wiki/Водородная_энергетика,
ru.wikipedia.org/wiki/Водород,
http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_te
hnika/himiya/VODOROD.html: