ଅଧ୍ୟାୟ 09 ହାଇଡ୍ରୋଜେନ
“ହାଇଡ୍ରୋଜେନ, ବିଶ୍ୱର ସର୍ବାଧିକ ପ୍ରଚୁର ମୌଳିକ ଏବଂ ପୃଥିବୀ ପୃଷ୍ଠରେ ତୃତୀୟ ସର୍ବାଧିକ ପ୍ରଚୁର ମୌଳିକ, ଭବିଷ୍ୟତର ଶକ୍ତିର ପ୍ରମୁଖ ଉତ୍ସ ଭାବରେ କଳ୍ପନା କରାଯାଉଛି।”
ପ୍ରକୃତିରେ ଆମ ଚାରିପାଖରେ ଥିବା ସମସ୍ତ ମୌଳିକ ମଧ୍ୟରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେନର ପରମାଣବିକ ଗଠନ ସର୍ବାଧିକ ସରଳ। ପରମାଣବିକ ରୂପରେ ଏହା କେବଳ ଗୋଟିଏ ପ୍ରୋଟନ୍ ଏବଂ ଗୋଟିଏ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନେଇ ଗଠିତ। ତଥାପି, ମୌଳିକ ରୂପରେ ଏହା ଏକ ଦ୍ୱି-ପରମାଣବିକ $\left(\mathrm{H_2}\right)$ ଅଣୁ ଭାବରେ ବିଦ୍ୟମାନ ଏବଂ ଏହାକୁ ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ କୁହାଯାଏ। ଏହା ଅନ୍ୟ ଯେକୌଣସି ମୌଳିକ ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ଯୌଗିକ ଗଠନ କରେ। ଆପଣ ଜାଣନ୍ତି କି ଶକ୍ତିର ଉତ୍ସ ଭାବରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ଶକ୍ତି ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ବିଶ୍ୱବ୍ୟାପୀ ଚିନ୍ତା ବହୁଳ ପରିମାଣରେ ଦୂର କରାଯାଇପାରିବ? ପ୍ରକୃତରେ, ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ବଡ଼ ଶିଳ୍ପଗତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ, ଯେପରି ଆପଣ ଏହି ଏକକରେ ଶିଖିବେ।
9.1 ପିରିଅଡିକ୍ ଟେବୁଲରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେନର ସ୍ଥାନ
ପିରିଅଡିକ୍ ଟେବୁଲରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ପ୍ରଥମ ମୌଳିକ। ତଥାପି, ଅତୀତରେ ପିରିଅଡିକ୍ ଟେବୁଲରେ ଏହାର ସ୍ଥାନ ଆଲୋଚନାର ବିଷୟ ଥିଲା। ଆପଣ ବର୍ତ୍ତମାନ ଜାଣିଛନ୍ତି ଯେ ପିରିଅଡିକ୍ ଟେବୁଲରେ ମୌଳିକଗୁଡ଼ିକ ସେମାନଙ୍କର ଇଲେକ୍ଟ୍ରନିକ୍ ବିନ୍ୟାସ ଅନୁସାରେ ସଜ୍ଜିତ।
ହାଇଡ୍ରୋଜେନର ଇଲେକ୍ଟ୍ରନିକ୍ ବିନ୍ୟାସ $1 s^{1}$। ଏକ ପାଖରେ, ଏହାର ଇଲେକ୍ଟ୍ରନିକ୍ ବିନ୍ୟାସ ଆଲକାଲି ଧାତୁମାନଙ୍କର ବାହ୍ୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନିକ୍ ବିନ୍ୟାସ ($n s^{1}$) ସହିତ ସମାନ, ଯାହା ପିରିଅଡିକ୍ ଟେବୁଲର ପ୍ରଥମ ଗ୍ରୁପ୍ ସହିତ ସମ୍ବନ୍ଧିତ। ଅନ୍ୟ ପାଖରେ, ହାଲୋଜେନ୍ ଗୁଡ଼ିକ ଭଳି ($n s^{2} n p^{5}$ ବିନ୍ୟାସ ସହିତ ଯାହା ପିରିଅଡିକ୍ ଟେବୁଲର ସପ୍ତଦଶ ଗ୍ରୁପ୍ ସହିତ ସମ୍ବନ୍ଧିତ), ଏହା ସଂଗତ ନୋବେଲ୍ ଗ୍ୟାସ୍ ବିନ୍ୟାସ, ହିଲିୟମ୍ $\left(1 s^{2}\right)$ ସହିତ ତୁଳନା କଲେ ଗୋଟିଏ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ କମ୍ ଅଟେ। ତେଣୁ, ହାଇଡ୍ରୋଜେନର ଆଲକାଲି ଧାତୁମାନଙ୍କ ସହିତ ସାଦୃଶ୍ୟ ଅଛି, ଯାହାକି ଏକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ହରାଇ ଏକଧନାତ୍ମକ ଆୟନ୍ ଗଠନ କରେ, ସେହିପରି ହାଲୋଜେନ୍ ଗୁଡ଼ିକ ସହିତ ମଧ୍ୟ ସାଦୃଶ୍ୟ ଅଛି, ଯାହାକି ଏକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଗ୍ରହଣ କରି ଏକଋଣାତ୍ମକ ଆୟନ୍ ଗଠନ କରେ। ଆଲକାଲି ଧାତୁମାନଙ୍କ ଭଳି, ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍, ହାଲାଇଡ୍ ଏବଂ ସଲ୍ଫାଇଡ୍ ଗଠନ କରେ। ତଥାପି, ଆଲକାଲି ଧାତୁମାନଙ୍କ ଭଳି ନୁହେଁ, ଏହାର ଆୟନୀକରଣ ଏନ୍ଥାଲ୍ପି ଅତ୍ୟଧିକ ଉଚ୍ଚ ଏବଂ ସାଧାରଣ ପରିସ୍ଥିତିରେ ଧାତବ ଧର୍ମ ନଥାଏ। ପ୍ରକୃତରେ, ଆୟନୀକରଣ ଏନ୍ଥାଲ୍ପି ଦୃଷ୍ଟିରୁ, ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ହାଲୋଜେନ୍ ଗୁଡ଼ିକ ସହିତ ଅଧିକ ସାମଞ୍ଜସ୍ୟ ରଖେ, $\Delta_{i} H$ ର $\mathrm{Li}$ ହେଉଛି $520 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}, \mathrm{~F}$ ଏବଂ $\mathrm{H}$ ର ହେଉଛି $1312 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$। ହାଲୋଜେନ୍ ଗୁଡ଼ିକ ଭଳି, ଏହା ଏକ ଦ୍ୱି-ପରମାଣବିକ ଅଣୁ ଗଠନ କରେ, ମୌଳିକଗୁଡ଼ିକ ସହିତ ମିଶି ହାଇଡ୍ରାଇଡ୍ ଏବଂ ବହୁ ସଂଖ୍ୟକ ସହସଂଯୋଜକ ଯୌଗିକ ଗଠନ କରେ। ତଥାପି, ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତା ଦୃଷ୍ଟିରୁ, ଏହା ହାଲୋଜେନ୍ ଗୁଡ଼ିକ ତୁଳନାରେ ଅତ୍ୟନ୍ତ କମ୍।
ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପରିମାଣରେ ଆଲକାଲି ଧାତୁ ଏବଂ ହାଲୋଜେନ୍ ଉଭୟ ସହିତ ସାଦୃଶ୍ୟ ରଖିବା ସତ୍ତ୍ୱେ, ଏହା ସେମାନଙ୍କଠାରୁ ମଧ୍ୟ ଭିନ୍ନ। ବର୍ତ୍ତମାନ ପ୍ରାସଙ୍ଗିକ ପ୍ରଶ୍ନ ଉଠେ ଯେ ଏହାକୁ ପିରିଅଡିକ୍ ଟେବୁଲରେ କେଉଁଠାରେ ରଖାଯିବା ଉଚିତ୍? ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ପରମାଣୁରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ହରାଇବା ଫଳରେ ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟସ୍ $\left(\mathrm{H}^{+}\right)$ ର $\sim 1.510^{-3} \mathrm{pm}$ ଆକାର ହୁଏ। ଏହା 50 ରୁ $200 \mathrm{pm}$ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ସାଧାରଣ ପରମାଣବିକ ଏବଂ ଆୟନିକ୍ ଆକାର ତୁଳନାରେ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଛୋଟ। ଫଳସ୍ୱରୂପ, $\mathrm{H}^{+}$ ମୁକ୍ତ ଭାବରେ ବିଦ୍ୟମାନ ନଥାଏ ଏବଂ ସର୍ବଦା ଅନ୍ୟ ପରମାଣୁ ବା ଅଣୁ ସହିତ ସମ୍ବନ୍ଧିତ ରହେ। ତେଣୁ, ଏହାର ଆଚରଣ ଅନନ୍ୟ ଏବଂ ତେଣୁ, ପିରିଅଡିକ୍ ଟେବୁଲରେ (ଏକକ 3) ଏହାକୁ ପୃଥକ୍ ଭାବରେ ରଖିବା ଉଚିତ୍।
9.2 ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍, $\mathrm{H_2}$
9.2.1 ଉପସ୍ଥିତି
ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ବିଶ୍ୱର ସର୍ବାଧିକ ପ୍ରଚୁର ମୌଳିକ (ବିଶ୍ୱର ସମୁଦାୟ ବସ୍ତୁତ୍ଵର $70 \%$) ଏବଂ ସୌର ବାୟୁମଣ୍ଡଳର ପ୍ରମୁଖ ମୌଳିକ। ବୃହତ୍ ଗ୍ରହ ବୃହସ୍ପତି ଏବଂ ଶନି ପ୍ରଧାନତଃ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ନେଇ ଗଠିତ। ତଥାପି, ଏହାର ହାଲୁକା ପ୍ରକୃତି ହେତୁ, ପୃଥିବୀର ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ ଏହା ବହୁତ କମ୍ ପ୍ରଚୁର (ବସ୍ତୁତ୍ଵ ଅନୁସାରେ $0.15 \%$)। ଅବଶ୍ୟ, ସଂଯୁକ୍ତ ରୂପରେ ଏହା ପୃଥିବୀର ଅବକୃଷ୍ଟ ଏବଂ ସମୁଦ୍ରର $15.4 \%$ ଗଠନ କରେ। ସଂଯୁକ୍ତ ରୂପରେ ଜଳ ବ୍ୟତୀତ, ଏହା ଉଦ୍ଭିଦ ଏବଂ ପ୍ରାଣୀ ତନ୍ତୁ, କାର୍ବୋହାଇଡ୍ରେଟ୍, ପ୍ରୋଟିନ୍, ହାଇଡ୍ରାଇଡ୍ ସହିତ ହାଇଡ୍ରୋକାର୍ବନ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟ ଅନେକ ଯୌଗିକରେ ଉପସ୍ଥିତ ଥାଏ।
9.2.2 ହାଇଡ୍ରୋଜେନର ସମସ୍ଥାନିକ
ହାଇଡ୍ରୋଜେନର ତିନୋଟି ସମସ୍ଥାନିକ ଅଛି: ପ୍ରୋଟିୟମ୍, ${ _1}^{1} \mathrm{H}$, ଡ୍ୟୁଟେରିୟମ୍, ${ _1}^{2} \mathrm{H}$ କିମ୍ବା D ଏବଂ ଟ୍ରିଟିୟମ୍, ${ _1}^{3} \mathrm{H}$ କିମ୍ବା T। ଆପଣ ଅନୁମାନ କରିପାରିବେ କି ଏହି ସମସ୍ଥାନିକଗୁଡ଼ିକ ପରସ୍ପରଠାରୁ କିପରି ଭିନ୍ନ? ଏହି ସମସ୍ଥାନିକଗୁଡ଼ିକ ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ଉପସ୍ଥିତି ସମ୍ବନ୍ଧରେ ପରସ୍ପରଠାରୁ ଭିନ୍ନ। ସାଧାରଣ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍, ପ୍ରୋଟିୟମ୍, ରେ କୌଣସି ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ନାହିଁ, ଡ୍ୟୁଟେରିୟମ୍ (ଭାରୀ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଭାବରେ ମଧ୍ୟ ଜଣା) ରେ ଗୋଟିଏ ଏବଂ ଟ୍ରିଟିୟମ୍ ରେ ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟସ୍ରେ ଦୁଇଟି ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ଅଛି। 1934 ମସିହାରେ, ଜଣେ ଆମେରିକୀୟ ବିଜ୍ଞାନୀ, ହେରୋଲ୍ଡ ସି. ୟୁରେ, ଭୌତିକ ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା ବସ୍ତୁତ୍ଵ ସଂଖ୍ୟା 2 ର ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ସମସ୍ଥାନିକ ପୃଥକ୍ କରିବା ପାଇଁ ନୋବେଲ୍ ପୁରସ୍କାର ପାଇଥିଲେ।
ପ୍ରଧାନ ରୂପ ହେଉଛି ପ୍ରୋଟିୟମ୍। ସ୍ଥଳଜ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ରେ ପ୍ରଧାନତଃ HD ରୂପରେ $0.0156 \%$ ଡ୍ୟୁଟେରିୟମ୍ ଅଛି। ଟ୍ରିଟିୟମ୍ ସାନ୍ଦ୍ରତା ପ୍ରୋଟିୟମ୍ ର $10^{18}$ ପରମାଣୁ ପିଛା ପ୍ରାୟ ଗୋଟିଏ ପରମାଣୁ। ଏହି ସମସ୍ଥାନିକଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରୁ, କେବଳ ଟ୍ରିଟିୟମ୍ ରେଡିଓସକ୍ରିୟ ଏବଂ ନିମ୍ନ ଶକ୍ତି $\beta^{-}$ କଣିକା ($t, 12.33$ ବର୍ଷ) ଉତ୍ସର୍ଜନ କରେ।
ସାରଣୀ 9.1 ହାଇଡ୍ରୋଜେନର ପରମାଣବିକ ଏବଂ ଭୌତିକ ଧର୍ମ
| ଧର୍ମ | ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ | ଡ୍ୟୁଟେରିୟମ୍ | ଟ୍ରିଟିୟମ୍ |
|---|---|---|---|
| ଆପେକ୍ଷିକ ପ୍ରଚୁରତା (%) | 99.985 | 0.0156 | $10^{-15}$ |
| ଆପେକ୍ଷିକ ପରମାଣବିକ ବସ୍ତୁତ୍ଵ $\left(\mathrm{g} \mathrm{mol}^{-1}\right.$ ) | 1.008 | 2.014 | 3.016 |
| ଦ୍ରବଣାଙ୍କ / K | 13.96 | 18.73 | 20.62 |
| ସ୍ଫୁଟନାଙ୍କ/ K | 20.39 | 23.67 | 25.0 |
| ସାନ୍ଦ୍ରତା / gL | 0.09 | 0.18 | 0.27 |
| ସଂଲୟନ ଏନ୍ଥାଲ୍ପି $/ \mathrm{kJ} \mathrm{mol}^{-1}$ | 0.117 | 0.197 | - |
| ବାଷ୍ପୀଭବନ ଏନ୍ଥାଲ୍ପି $/ \mathrm{kJ} \mathrm{mol}^{-1}$ | 0.904 | 1.226 | - |
| ବନ୍ଧ ବିଚ୍ଛେଦନ ଏନ୍ଥାଲ୍ପି $/ \mathrm{kJ} \mathrm{mol}^{-1}$ ରେ $298.2 \mathrm{~K}$ | 435.88 | 443.35 | - |
| ଆନ୍ତର୍ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟର ଦୂରତା $/ \mathrm{pm}^{-1}$ | 74.14 | 74.14 | - |
| ଆୟନୀକରଣ ଏନ୍ଥାଲ୍ପି $/ \mathrm{kJ} \mathrm{mol}^{-1}$ | 1312 | - | - |
| ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଲାଭ ଏନ୍ଥାଲ୍ପି $/ \mathrm{kJ} \mathrm{mol}^{-1}$ | -73 | - | - |
| ସହସଂଯୋଜକ ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ $/ \mathrm{pm}$ | 37 | - | |
| ଆୟନିକ୍ ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ $\left(\mathrm{H}^{-}\right) / \mathrm{pm}$ | 208 |
ସମସ୍ଥାନିକଗୁଡ଼ିକର ସମାନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନିକ୍ ବିନ୍ୟାସ ଥିବାରୁ, ସେମାନଙ୍କର ପ୍ରାୟ ସମାନ ରାସାୟନିକ ଧର୍ମ ଅଛି। ଏକମାତ୍ର ପାର୍ଥକ୍ୟ ହେଉଛି ସେମାନଙ୍କର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ହାରରେ, ମୁଖ୍ୟତଃ ସେମାନଙ୍କର ବିଭିନ୍ନ ବନ୍ଧ ବିଚ୍ଛେଦନ ଏନ୍ଥାଲ୍ପି ହେତୁ (ସାରଣୀ 9.1)। ତଥାପି, ଭୌତିକ ଧର୍ମରେ ଏହି ସମସ୍ଥାନିକଗୁଡ଼ିକ ସେମାନଙ୍କର ବଡ଼ ବସ୍ତୁତ୍ଵ ପାର୍ଥକ୍ୟ ହେତୁ ବିଶେଷ ଭାବରେ ଭିନ୍ନ।
9.3 ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତି, $\mathrm{H_2}$
ଧାତୁ ଏବଂ ଧାତବ ହାଇଡ୍ରାଇଡ୍ ରୁ ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବା ପାଇଁ ଅନେକ ପଦ୍ଧତି ଅଛି।
9.3.1 ପ୍ରୟୋଗାଳୟରେ ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତି
(i) ଏହା ସାଧାରଣତଃ ଗ୍ରାନୁଲେଟେଡ୍ ଜିଙ୍କ୍ ସହିତ ଲଘୁ ହାଇଡ୍ରୋକ୍ଲୋରିକ୍ ଏସିଡ୍ ର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଦ୍ୱାରା ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଏ।
$\mathrm{Zn}+2 \mathrm{H}^{+} \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}+\mathrm{H_2}$
(ii) ଜିଙ୍କ୍ ର ଜଳୀୟ କ୍ଷାର ସହିତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଦ୍ୱାରା ମଧ୍ୟ ଏହା ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇପାରେ।
$$ \begin{aligned} & \mathrm{Zn}+2 \mathrm{NaOH} \rightarrow \underset{\text { Sodium zincate }}{\mathrm{Na_2} \mathrm{ZnO_2}} +\mathrm{H_2} \\ \end{aligned} $$
9.3.2 ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ର ବାଣିଜ୍ୟିକ ଉତ୍ପାଦନ
ସାଧାରଣତଃ ବ୍ୟବହୃତ ପ୍ରକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକ ନିମ୍ନରେ ରୂପରେଖିତ:
(i) ପ୍ଲାଟିନମ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ଅମ୍ଳୀକୃତ ଜଳର ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବିଶ୍ଳେଷଣରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ମିଳେ।
$$ 2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(1) \xrightarrow[\text { Traces of acid } / \text { base }]{\text { Electrolyis }} 2 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) $$
(ii) ଉଚ୍ଚ ଶୁଦ୍ଧତା (>99.95 %) ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ନିକେଲ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ଉଷ୍ମ ଜଳୀୟ ବେରିୟମ୍ ହାଇଡ୍ରୋକ୍ସାଇଡ୍ ଦ୍ରବଣର ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ।
(iii) ବ୍ରାଇନ୍ ଦ୍ରବଣର ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଦ୍ୱାରା ସୋଡିୟମ୍ ହାଇଡ୍ରୋକ୍ସାଇଡ୍ ଏବଂ କ୍ଲୋରିନ୍ ଉତ୍ପାଦନରେ ଏହା ଏକ ଉପଉତ୍ପାଦ ଭାବରେ ପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ। ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବିଶ୍ଳେଷଣ ସମୟରେ, ଯେଉଁ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକ ଘଟେ:
ଆନୋଡ୍ରେ: $2 \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Cl_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{e}^{-}$
କ୍ୟାଥୋଡ୍ରେ: $2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}$ (l) $+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq})$
ସମୁଦାୟ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ହେଉଛି
$$ \begin{gathered} 2 \mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \\ \downarrow \\ \mathrm{Cl_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq}) \end{gathered} $$
(iv) ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ ଉତ୍ପ୍ରେରକ ଉପସ୍ଥିତିରେ ହାଇଡ୍ରୋକାର୍ବନ୍ କିମ୍ବା କୋକ୍ ଉପରେ ବାଷ୍ପର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଦେଇଥାଏ।
$\mathrm{C_\mathrm{n}} \mathrm{H_2 \mathrm{n} 2} \quad \mathrm{nH_2} \mathrm{O} \quad \underset{\mathrm{Ni}}{1270 \mathrm{~K}} \quad \mathrm{nCO} \quad\left(\begin{array}{lll}2 \mathrm{n} & 1\end{array}\right) \mathrm{H_2}$
ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ,
$\mathrm{CH_4}(\mathrm{~g})+\mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \xrightarrow[N i]{1270 \mathrm{~K}} \mathrm{CO}(\mathrm{g})+3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})$
$\mathrm{CO}$ ଏବଂ $\mathrm{H_2}$ ର ମିଶ୍ରଣକୁ ଜଳ ଗ୍ୟାସ୍ କୁହାଯାଏ। ଯେହେତୁ $\mathrm{CO}$ ଏବଂ $\mathrm{H_2}$ ର ଏହି ମିଶ୍ରଣ ମିଥାନୋଲ୍ ଏବଂ ଅନେକ ହାଇଡ୍ରୋକାର୍ବନ୍ ସଂଶ୍ଳେଷଣ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ଏହାକୁ ସିନ୍ଥେସିସ୍ ଗ୍ୟାସ୍ କିମ୍ବା ‘ସିଙ୍ଗାସ୍’ ମଧ୍ୟ କୁହାଯାଏ। ଆଜିକାଲି ‘ସିଙ୍ଗାସ୍’ ମଳଜଳ, କାଠ ଗୁଣ୍ଡ, ସ୍କ୍ରାପ୍ କାଠ, ସମ୍ବାଦପତ୍ର ଇତ୍ୟାଦିରୁ ଉତ୍ପାଦିତ ହୁଏ। କୋଇଲାଠାରୁ ‘ସିଙ୍ଗାସ୍’ ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ‘କୋଇଲା ଗ୍ୟାସିଫିକେସନ୍’ କୁହାଯାଏ।
$\mathrm{C}(\mathrm{s})+\mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \xrightarrow{1270 \mathrm{~K}} \mathrm{CO}(\mathrm{g})+\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})$
ଲୁହା କ୍ରୋମେଟ୍ କୁ ଉତ୍ପ୍ରେରକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରି ସିଙ୍ଗାସ୍ ମିଶ୍ରଣର କାର୍ବନ୍ ମୋନୋକ୍ସାଇଡ୍ ବାଷ୍ପ ସହିତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରି ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଉତ୍ପାଦନ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇପାରିବ।
$\mathrm{CO}(\mathrm{g})+\mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \xrightarrow[\text { catalyst }]{673 \mathrm{~K}} \mathrm{CO_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})$
ଏହାକୁ ଜଳ-ଗ୍ୟାସ୍ ଶିଫ୍ଟ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କୁହାଯାଏ। ସୋଡିୟମ୍ ଆର୍ସେନାଇଟ୍ ଦ୍ରବଣ ସହିତ ସ୍କ୍ରବିଂ ଦ୍ୱାରା କାର୍ବନ୍ ଡାଇଅକ୍ସାଇଡ୍ ଅପସାରିତ ହୁଏ।
ବର୍ତ୍ତମାନ $\sim 77 \%$ ଶିଳ୍ପଗତ ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ପେଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ରୁ ଉତ୍ପାଦିତ ହୁଏ, $18 \%$ କୋଇଲାରୁ, $4 \%$ ଜଳୀୟ ଦ୍ରବଣର ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବିଶ୍ଳେଷଣରୁ ଏବଂ $1 \%$ ଅନ୍ୟ ଉତ୍ସରୁ।
9.4 ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ର ଧର୍ମ
9.4.1 ଭୌତିକ ଧର୍ମ
ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଏକ ବର୍ଣ୍ଣହୀନ, ଗନ୍ଧହୀନ, ସ୍ୱାଦହୀନ, ଦହନଶୀଳ ଗ୍ୟାସ୍। ଏହା ବାୟୁ ଅପେକ୍ଷା ହାଲୁକା ଏବଂ ଜଳରେ ଅଦ୍ରବଣୀୟ। ଏହାର ଅନ୍ୟ ଭୌତିକ ଧର୍ମଗୁଡ଼ିକ ଡ୍ୟୁଟେରିୟମ୍ ସହିତ ସାରଣୀ 9.1ରେ ଦିଆଯାଇଛି।
9.4.2 ରାସାୟନିକ ଧର୍ମ
ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ (ଏବଂ ସେଥିପାଇଁ ଯେକୌଣସି ଅଣୁ) ର ରାସାୟନିକ ଆଚରଣ ବହୁଳ ପରିମାଣରେ ବନ୍ଧ ବିଚ୍ଛେଦନ ଏନ୍ଥାଲ୍ପି ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଧାରିତ ହୁଏ। $\mathrm{H}-\mathrm{H}$ ବନ୍ଧ ବିଚ୍ଛେଦନ ଏନ୍ଥାଲ୍ପି ଯେକୌଣସି ମୌଳିକର ଦୁଇଟି ପରମାଣୁ ମଧ୍ୟରେ ଏକକ ବନ୍ଧ ପାଇଁ ସର୍ବାଧିକ। ଏହି ତଥ୍ୟରୁ ଆପଣ କି ଅନୁମାନ କରିବେ? ଏହି କାରକ ହେତୁ ଡାଇହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ର ଏହାର ପରମାଣୁରେ ବିଚ୍ଛେଦନ କେବଳ $\sim 0.081 \%$ ପରିସ୍ରା $2000 \mathrm{~K}$ ଯାହା $5000 \mathrm{~K}$ ରେ $95.5 \%$ କୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। ଏବଂ, ଉଚ୍ଚ $\mathrm{H}-\mathrm{H}$ ବନ୍ଧ ଏନ୍ଥାଲ୍ପି ହେତୁ କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାରେ ଏହା ଆପେକ୍ଷିକ ଭାବରେ ନିଷ୍କ୍ରିୟ। ତେଣୁ, ପର