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Hidrogênio – Propriedades – Preço – Aplicações – Produção

Hidrogênio-propriedades-preço-aplicação-produção

Sobre o Hidrogênio

Com um peso atômico padrão de cerca de 1,008, o hidrogênio é o elemento mais leve da tabela periódica. Sua forma monoatômica (H) é a substância química mais abundante no Universo, constituindo cerca de 75% de toda a massa bariônica. 

Resumo

Elemento Hidrogênio
Número atômico 1
Categoria do elemento Não Metálico
Fase em STP Gás
Densidade 0,00009 g/cm3
Resistência à tração N/D
Força de rendimento N/D
Módulo de elasticidade de Young N/D
Escala de Mohs N/D
Dureza Brinell N/D
Dureza Vickers N/D
Ponto de fusão -259,1 °C
Ponto de ebulição -252,9 °C
Condutividade térmica 0,1805 W/mK
Coeficiente de Expansão Térmica N/D
Calor específico 14,304 J/gK
Calor de fusão 0,05868 kJ/mol
Calor da vaporização 0,44936 kJ/mol
Resistividade elétrica [nanoOhm meter] N/D
Suscetibilidade Magnética −3,98e-6 cm3/mol

Aplicações de Hidrogênio

O hidrogênio é versátil e pode ser utilizado de várias maneiras. Esses múltiplos usos podem ser agrupados em duas grandes categorias. Hidrogênio como matéria-prima. Um papel cuja importância é reconhecida há décadas e continuará a crescer e evoluir. O maior uso individual de hidrogênio no mundo é na fabricação de amônia, que consome cerca de dois terços da produção mundial de hidrogênio. O hidrogênio é versátil e pode ser utilizado de várias maneiras. Esses múltiplos usos podem ser agrupados em duas grandes categorias. Hidrogênio como matéria-prima para outros processos químicos. Um papel cuja importância é reconhecida há décadas e continuará a crescer e evoluir. E o hidrogênio como transportador de energia. O hidrogênio também é comumente usado em usinas de energia como refrigerante em geradores devido a uma série de propriedades favoráveis ​​que são resultado direto de suas moléculas diatômicas leves.

Aplicações de hidrogênio

Produção e Preço do Hidrogênio

Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do hidrogênio puro estavam em torno de 120 $/kg. O hidrogênio é produzido em laboratórios de química e biologia, muitas vezes como subproduto de outras reações. Na indústria, o hidrogênio é frequentemente produzido usando gás natural, o que envolve a remoção de hidrogênio de hidrocarbonetos em temperaturas muito altas, com cerca de 95% da produção de hidrogênio proveniente da reforma a vapor por volta do ano 2000.

Tabela periódica de hidrogênio

Fonte: www.luciteria.com

Propriedades Mecânicas do Hidrogênio

Hidrogênio-mecânica-propriedades-força-dureza-estrutura de cristal

Força do Hidrogênio

Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original. Força de um material é a sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica. Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa. Veja também: Resistência dos Materiais

Resistência à tração final do Hidrogênio

A resistência à tração final do Hidrogênio é N/A.

Força de rendimento do Hidrogênio

O limite de escoamento do Hidrogênio é N/A.

Módulo de Elasticidade do Hidrogênio

O módulo de elasticidade de Young do Hidrogênio é N/A.

Dureza do Hidrogênio

Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhõesO teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado. A dureza Brinell do hidrogênio é aproximadamente N/A. O método de teste de dureza Vickers foi desenvolvido por Robert L. Smith e George E. Sandland na Vickers Ltd como uma alternativa ao método Brinell para medir a dureza dos materiais. O método de teste de dureza Vickers também pode ser usado como um método de teste de microdureza, que é usado principalmente para peças pequenas, seções finas ou trabalho de profundidade de caixa. A dureza Vickers do hidrogênio é aproximadamente N/A. A dureza ao risco é a medida de quão resistente uma amostra é à deformação plástica permanente devido ao atrito de um objeto pontiagudo. A escala mais comum para este teste qualitativo é a escala de Mohs, que é usada em mineralogia. A escala Mohs de dureza mineral é baseada na capacidade de uma amostra natural de mineral riscar visivelmente outro mineral. O hidrogênio tem uma dureza de aproximadamente N/A. 

Veja também: Dureza dos Materiais

Hidrogênio – Estrutura Cristalina

Uma possível estrutura cristalina do hidrogênio é a estrutura hexagonalestruturas cristalinas - FCC, BCC, HCPNos metais e em muitos outros sólidos, os átomos estão dispostos em arranjos regulares chamados cristais. Uma rede cristalina é um padrão repetitivo de pontos matemáticos que se estende por todo o espaço. As forças de ligação química causam essa repetição. É esse padrão repetido que controla propriedades como força, ductilidade, densidade, condutividade (propriedade de conduzir ou transmitir calor, eletricidade, etc.) e forma. Existem 14 tipos gerais de tais padrões conhecidos como reticulados de Bravais. 

Veja também: Estrutura Cristalina de Materiais 

Estrutura Cristalina de HidrogênioA estrutura cristalina do hidrogênio é: hexagonal

Força dos Elementos

Elasticidade dos Elementos

Dureza dos Elementos

 

Propriedades Térmicas do Hidrogênio

Hidrogênio-ponto de fusão-condutividade-propriedades térmicas

Hidrogênio – Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição

O ponto de fusão do Hidrogênio é -259,1 °C.

O ponto de ebulição do Hidrogênio é -252,9 °C.

Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão.

Hidrogênio – Condutividade Térmica

A condutividade térmica do  hidrogênio é 0,1805 W/(m·K). 

As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.

Coeficiente de Expansão Térmica do Hidrogênio

O coeficiente de expansão térmica linear do Hidrogênio é N/D.

A expansão térmica geralmente é a tendência da matéria de mudar suas dimensões em resposta a uma mudança de temperatura. Geralmente é expresso como uma mudança fracionária no comprimento ou volume por unidade de mudança de temperatura.

Hidrogênio – Calor Específico, Calor Latente de Fusão, Calor Latente de Vaporização

O calor específico do Hidrogênio é 14,304 J/gK

A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva da matéria, o que significa que é proporcional ao tamanho do sistema. A capacidade calorífica C tem a unidade de energia por grau ou energia por kelvin. Ao expressar o mesmo fenômeno como uma propriedade intensiva, a capacidade calorífica é dividida pela quantidade de substância, massa ou volume, portanto a quantidade é independente do tamanho ou extensão da amostra. 

O calor latente de fusão do Hidrogênio é 0,05868 kJ/mol

Calor latente de vaporização de Hidrogênio é 0,44936 kJ/mol

Calor latente é a quantidade de calor adicionada ou removida de uma substância para produzir uma mudança de fase. Essa energia quebra as forças atrativas intermoleculares e também deve fornecer a energia necessária para expandir o gás (o pΔV trabalho). Quando o calor latente é adicionado, nenhuma mudança de temperatura ocorre. A entalpia de vaporização é uma função da pressão na qual essa transformação ocorre. 

Ponto de fusão dos elementos

Tabela Periódica dos Elementos - ponto de fusão

Condutividade Térmica dos Elementos

Tabela Periódica de Elementos - condutividade térmica

Expansão Térmica dos Elementos

Tabela Periódica de Elementos - expansão térmica

Capacidade de Calor dos Elementos

Tabela Periódica de Elementos - capacidade calorífica

Calor de Fusão de Elementos

Tabela Periódica de Elementos - fusão de calor latente

Calor de Vaporização dos Elementos

Tabela Periódica de Elementos - vaporização de calor latente

Hidrogênio – Resistividade Elétrica – Suscetibilidade Magnética

Hidrogênio-resistividade-magnética-suscetibilidade

A propriedade elétrica refere-se à resposta de um material a um campo elétrico aplicado. Uma das principais características dos materiais é sua capacidade (ou falta de capacidade) de conduzir corrente elétrica. De fato, os materiais são classificados por essa propriedade, ou seja, são divididos em condutores, semicondutores e não condutores. 

Veja também: Propriedades Elétricas

A propriedade magnética refere-se à resposta de um material a um campo magnético aplicado. As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são conseqüência das interações entre um campo magnético externo e os momentos de dipolo magnético dos átomos constituintes. Diferente materiais reagem à aplicação do campo magnético de forma diferente

Veja também: Propriedades Magnéticas 

Resistividade Elétrica do Hidrogênio

A resistividade elétrica do Hidrogênio é N/D

A condutividade elétrica e seu inverso, a resistividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica como o hidrogênio conduz o fluxo de corrente elétrica. A condutividade elétrica ou condutância específica é o recíproco da resistividade elétrica.

Suscetibilidade Magnética do Hidrogênio

A suscetibilidade magnética do Hidrogênio é -3,98e-6 cm3/mol

No eletromagnetismo, a suscetibilidade magnética é a medida da magnetização de uma substância. A suscetibilidade magnética é um fator de proporcionalidade adimensional que indica o grau de magnetização do hidrogênio em resposta a um campo magnético aplicado. 

Resistividade Elétrica dos Elementos

Tabela Periódica de Elementos - resistividade elétrica

Suscetibilidade Magnética dos Elementos

Aplicação e preços de outros elementos

Hidrogênio - Comparação de Propriedades e Preços

Tabela Periódica em resolução 8K

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Outras propriedades do Hidrogênio