Il ciclo dell'idrogeno e le sue fasi più importanti
Il ciclo dell'idrogeno è quel processo in cui l'idrogeno si muove attraverso l'acqua attorno alla terra, diventando così una parte essenziale della composizione chimica e atomica di questo elemento.
L'idrosfera ottiene idrogeno solo dall'acqua, un elemento formato esclusivamente dalla combinazione di ossigeno e idrogeno. Durante la sintesi fotografica, l'idrogeno è prodotto dalla dissociazione dell'acqua che forma il glucosio dopo la combustione con anidride carbonica.
Le piante forniscono cibo agli erbivori e questi animali ricevono solo glucosio e proteine vegetali. L'idrogeno forma carboidrati, che è un'importante fonte di energia per l'essere vivente, e questi carboidrati vengono come cibo.
Esistono innumerevoli tipi di esseri viventi sulla Terra. Tutti questi sono fondamentalmente composti da carbonio, azoto, ossigeno e idrogeno. Gli animali ottengono questi elementi dalla natura e in essi si verificano normalmente processi come la formazione, la crescita e la decomposizione.
Diversi cicli si verificano come risultato di ciascuno di questi processi e, a causa loro, sono collegati tra loro, stabilendo un equilibrio.
Fasi del ciclo dell'idrogeno
Gli atomi di idrogeno possono essere immagazzinati come un gas o un liquido ad alta pressione. L'idrogeno viene spesso immagazzinato come idrogeno liquido perché occupa meno spazio dell'idrogeno nella sua normale forma di gas.
Quando un atomo di idrogeno si unisce a un atomo fortemente elettronegativo che esiste in prossimità di un altro atomo elettronegativo con una coppia solitaria di elettroni, crea un legame idrogeno, che forma una molecola. Due atomi di idrogeno formano una molecola di idrogeno, H2 in breve.
L'idrogeno è un componente chiave di molti cicli biogeochimici, tra cui il ciclo dell'acqua, il ciclo del carbonio, il ciclo dell'azoto e il ciclo dello zolfo. Poiché l'idrogeno è un componente della molecola d'acqua, il ciclo dell'idrogeno e il ciclo dell'acqua sono profondamente collegati.
Le piante ricombinano anche acqua e anidride carbonica dal suolo e dall'atmosfera per formare il glucosio in un processo noto come fotosintesi. Se la pianta viene consumata, le molecole di idrogeno vengono trasferite all'animale al pascolo.
La materia organica è immagazzinata nei terreni mentre la pianta o l'animale muore e le molecole dell'idrogeno sono liberate nell'atmosfera dall'ossidazione.
1- Evaporazione
La maggior parte dell'idrogeno nel nostro pianeta è in acqua, quindi il ciclo dell'idrogeno è strettamente correlato al ciclo idrologico. Il ciclo dell'idrogeno inizia con l'evaporazione della superficie dell'acqua.
2- Condensazione
L'idrosfera comprende l'atmosfera, la terra, le acque superficiali e le acque sotterranee. Mentre l'acqua si muove attraverso il ciclo, lo stato cambia tra le fasi liquida, solida e gas.
L'acqua si muove attraverso diversi bacini, tra cui l'oceano, l'atmosfera, le falde acquifere, i fiumi e i ghiacciai, i processi fisici di evaporazione (compresa la traspirazione della pianta), la sublimazione, la precipitazione, l'infiltrazione, il deflusso e sub surface flow.
3- Traspirazione
Le piante assorbono l'acqua dal terreno attraverso le loro radici e poi la pompano e forniscono nutrienti alle sue foglie. La traspirazione rappresenta circa il 10% dell'acqua evaporata.
Questo è lo scarico del vapore acqueo dalle foglie delle piante nell'atmosfera. È un processo che l'occhio non può vedere, anche se le quantità di umidità coinvolte sono significative. Si ritiene che una grande quercia possa spazzare 151.000 litri all'anno.
La sudorazione è anche la ragione per cui c'è maggiore umidità in luoghi con molta vegetazione. La quantità di acqua che traspira attraverso questo processo dipende dalla pianta stessa, dall'umidità nel terreno (suolo), dalla temperatura circostante e dal movimento del vento intorno alla pianta.
4- Precipitazione
È la caduta dell'acqua in qualsiasi forma verso la terra che lascia il posto all'infiltrazione, che è il processo in cui l'acqua viene assorbita nel suolo o scorre sulla superficie. Questo processo viene ripetuto ancora e ancora come parte dei cicli terrestri che mantengono le risorse rinnovabili.
Funzione dell'idrogeno sulla Terra
Viene principalmente utilizzato per creare acqua. L'idrogeno può essere utilizzato per la riduzione del minerale metallico.
Anche le industrie chimiche lo usano per la produzione di acido cloridrico. Lo stesso gas idrogeno è necessario per la saldatura dell'idrogeno atomico (AHW).
Ci sono una varietà di usi per l'idrogeno. È l'elemento più leggero e può essere utilizzato come agente di sollevamento nei palloncini, sebbene sia anche altamente infiammabile, quindi può essere pericoloso. Questa proprietà e altri rendono l'idrogeno adatto all'uso come combustibile.
Dal momento che l'idrogeno è altamente infiammabile, specialmente se miscelato con ossigeno puro, viene usato come combustibile nei razzi. Questi di solito combinano l'idrogeno liquido con l'ossigeno liquido per creare una miscela esplosiva.
L'idrogeno è uno dei combustibili più puliti perché quando si accende il risultato è semplice acqua. Questo è uno dei motivi principali per cui vi sono sforzi per creare i motori che possono essere alimentati dall'uso di questo gas.
Sebbene l'idrogeno sia altamente infiammabile, lo è anche la benzina. Sebbene si debba fare attenzione, la quantità di idrogeno utilizzata in un'auto non presenterebbe più pericolo della quantità di benzina utilizzata.
Nonostante sia uno dei carburanti più puliti del pianeta, il suo alto costo per la produzione di massa rende impossibile nel prossimo futuro utilizzarlo per automobili commerciali e domestiche.
Quando l'idrogeno viene riscaldato a temperature estreme, i nuclei dei suoi atomi si coalizzeranno per creare nuclei di elio. Questa fusione provoca il rilascio di un'enorme quantità di energia, chiamata energia termonucleare. Questo processo è ciò che crea l'energia del sole.
I generatori elettrici usano il gas come refrigerante, il che ha portato molte piante a usarlo come agente di verifica delle perdite. Altre applicazioni includono l'elaborazione e la produzione di ammoniaca.
L'ammoniaca fa parte di molti prodotti per la pulizia della casa. È anche un agente di idrogenazione utilizzato per modificare i grassi insaturi non sani a oli e grassi saturi.
