“విశ్వంలో అత్యంత సమృద్ధిగా ఉండే మూలకం మరియు భూమి ఉపరితలంపై మూడవ అత్యంత సమృద్ధిగా ఉండే హైడ్రోజన్, భవిష్యత్తు శక్తి వనరుగా ప్రధానంగా ఊహించబడుతోంది.”

హైడ్రోజన్ ప్రకృతిలో మన చుట్టూ ఉన్న అన్ని మూలకాలలో సరళమైన పరమాణు నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. పరమాణు రూపంలో ఇది కేవలం ఒక ప్రోటాన్ మరియు ఒక ఎలక్ట్రాన్ను మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది. అయితే, మూలక రూపంలో ఇది ద్విపరమాణుక $\left(\mathrm{H_2}\right)$ అణువుగా ఉంటుంది మరియు దీనిని డైహైడ్రోజన్ అంటారు. ఇది ఏ ఇతర మూలకం కంటే ఎక్కువ సంయోగ పదార్థాలను ఏర్పరుస్తుంది. శక్తి వనరుగా హైడ్రోజన్ ఉపయోగం ద్వారా శక్తికి సంబంధించిన ప్రపంచ ఆందోళనను ఎక్కువగా అధిగమించవచ్చని మీకు తెలుసా? వాస్తవానికి, హైడ్రోజన్ గొప్ప పారిశ్రామిక ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉంటుంది, ఈ యూనిట్లో మీరు నేర్చుకుంటారు.

9.1 ఆవర్తన పట్టికలో హైడ్రోజన్ స్థానం

హైడ్రోజన్ ఆవర్తన పట్టికలో మొదటి మూలకం. అయితే, గతంలో దాని స్థానం ఆవర్తన పట్టికలో చర్చనీయాంశంగా ఉండేది. ఇప్పుడు మీకు తెలిసినట్లుగా, ఆవర్తన పట్టికలోని మూలకాలు వాటి ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసాల ప్రకారం అమర్చబడి ఉంటాయి.

హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం $1 s^{1}$. ఒక వైపు, దాని ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ఆవర్తన పట్టిక యొక్క మొదటి సమూహానికి చెందిన క్షార లోహాల బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసానికి ( $n s^{1}$ ) సమానంగా ఉంటుంది. మరోవైపు, హాలోజన్ల వలె ( $n s^{2} n p^{5}$ విన్యాసంతో, ఆవర్తన పట్టిక యొక్క పదిహేడవ సమూహానికి చెందినవి), అనుగుణమైన నోబుల్ వాయువు విన్యాసం, హీలియం $\left(1 s^{2}\right)$ కు ఒక ఎలక్ట్రాన్ తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, హైడ్రోజన్ క్షార లోహాలతో, ఏకధనాత్మక అయాన్లను ఏర్పరచడానికి ఒక ఎలక్ట్రాన్ను కోల్పోయేవి, అలాగే హాలోజన్లతో, ఏకఋణాత్మక అయాన్ను ఏర్పరచడానికి ఒక ఎలక్ట్రాన్ను పొందేవి, సారూప్యతను కలిగి ఉంటుంది. క్షార లోహాల వలె, హైడ్రోజన్ ఆక్సైడ్లు, హాలైడ్లు మరియు సల్ఫైడ్లను ఏర్పరుస్తుంది. అయితే, క్షార లోహాల కంటే భిన్నంగా, దీనికి చాలా ఎక్కువ అయనీకరణ ఎంథాల్పీ ఉంటుంది మరియు సాధారణ పరిస్థితుల్లో లోహ లక్షణాలను కలిగి ఉండదు. వాస్తవానికి, అయనీకరణ ఎంథాల్పీ పరంగా, హైడ్రోజన్ హాలోజన్లతో ఎక్కువగా సారూప్యతను కలిగి ఉంటుంది, $\mathrm{Li}$ యొక్క $\Delta_{i} H$ $520 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}, \mathrm{~F}$ మరియు $\mathrm{H}$ యొక్కది $1312 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$. హాలోజన్ల వలె, ఇది ద్విపరమాణుక అణువును ఏర్పరుస్తుంది, హైడ్రైడ్లు మరియు పెద్ద సంఖ్యలో సమయోజనీయ సంయోగ పదార్థాలను ఏర్పరచడానికి మూలకాలతో సంయోగం చెందుతుంది. అయితే, చర్యాశీలత పరంగా, ఇది హాలోజన్లతో పోల్చినప్పుడు చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

హైడ్రోజన్, ఒక నిర్దిష్ట మేరకు క్షార లోహాలు మరియు హాలోజన్లు రెండింటితోనూ సారూప్యతను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, అది వాటి నుండి కూడా భిన్నంగా ఉంటుంది. ఇప్పుడు ఇది ఆవర్తన పట్టికలో ఎక్కడ ఉంచబడాలి అనే సంబంధిత ప్రశ్న ఉద్భవిస్తుంది. హైడ్రోజన్ పరమాణువు నుండి ఎలక్ట్రాన్ కోల్పోవడం వలన కేంద్రకం $\left(\mathrm{H}^{+}\right)$ యొక్క $\sim 1.510^{-3} \mathrm{pm}$ పరిమాణం ఏర్పడుతుంది. ఇది 50 నుండి $200 \mathrm{pm}$ వరకు ఉండే సాధారణ పరమాణు మరియు అయానిక్ పరిమాణాలతో పోల్చినప్పుడు చాలా చిన్నది. ఫలితంగా, $\mathrm{H}^{+}$ స్వేచ్ఛగా ఉండదు మరియు ఎల్లప్పుడూ ఇతర పరమాణువులు లేదా అణువులతో అనుబంధించబడి ఉంటుంది. అందువలన, ఇది ప్రవర్తనలో ప్రత్యేకమైనది మరియు అందువలన, ఆవర్తన పట్టికలో విడిగా ఉంచడం ఉత్తమం (యూనిట్ 3).

9.2 డైహైడ్రోజన్, $\mathrm{H_2}$

9.2.1 సంభవం

డైహైడ్రోజన్ విశ్వంలో అత్యంత సమృద్ధిగా ఉండే మూలకం (విశ్వం యొక్క మొత్తం ద్రవ్యరాశిలో $70 \%$) మరియు సౌర వాతావరణంలో ప్రధాన మూలకం. బృహత్ గ్రహాలు బృహస్పతి మరియు శని ఎక్కువగా హైడ్రోజన్తో నిర్మితమై ఉంటాయి. అయితే, దాని తేలికైన స్వభావం కారణంగా, భూమి వాతావరణంలో ఇది చాలా తక్కువ సమృద్ధిగా ఉంటుంది (ద్రవ్యరాశి ప్రకారం $0.15 \%$). వాస్తవానికి, సంయోగ రూపంలో ఇది భూమి పట్టిక మరియు సముద్రాలలో $15.4 \%$ ను కలిగి ఉంటుంది. సంయోగ రూపంలో నీటితో పాటు, ఇది మొక్కలు మరియు జంతు కణజాలాలు, కార్బోహైడ్రేట్లు, ప్రోటీన్లు, హైడ్రోకార్బన్లతో సహా హైడ్రైడ్లు మరియు అనేక ఇతర సంయోగ పదార్థాలలో కనిపిస్తుంది.

9.2.2 హైడ్రోజన్ సమస్థానిలు

హైడ్రోజన్కు మూడు సమస్థానిలు ఉన్నాయి: ప్రోటియం, ${ _1}^{1} \mathrm{H}$, డ్యూటీరియం, ${ _1}^{2} \mathrm{H}$ లేదా D మరియు ట్రిటియం, ${ _1}^{3} \mathrm{H}$ లేదా T. ఈ సమస్థానిలు ఒకదానికొకటి ఎలా భిన్నంగా ఉంటాయో మీరు ఊహించగలరా? ఈ సమస్థానిలు న్యూట్రాన్ల ఉనికి విషయంలో ఒకదానికొకటి భిన్నంగా ఉంటాయి. సాధారణ హైడ్రోజన్, ప్రోటియం, న్యూట్రాన్లు లేవు, డ్యూటీరియం (భారీ హైడ్రోజన్ అని కూడా పిలుస్తారు) ఒకటి మరియు ట్రిటియం కేంద్రకంలో రెండు న్యూట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది. 1934 సంవత్సరంలో, ఒక అమెరికన్ శాస్త్రవేత్త, హేరాల్డ్ సి. యూరీ, ద్రవ్యరాశి సంఖ్య 2 యొక్క హైడ్రోజన్ సమస్థానిని భౌతిక పద్ధతుల ద్వారా వేరు చేసినందుకు నోబెల్ బహుమతిని పొందాడు.

ప్రబలమైన రూపం ప్రోటియం. భూమి హైడ్రోజన్ ఎక్కువగా HD రూపంలో $0.0156 \%$ డ్యూటీరియంను కలిగి ఉంటుంది. ట్రిటియం గాఢత ప్రోటియం యొక్క $10^{18}$ పరమాణువులకు ఒక పరమాణువు చొప్పున ఉంటుంది. ఈ సమస్థానిలలో, ట్రిటియం మాత్రమే రేడియోధార్మికం మరియు తక్కువ శక్తి $\beta^{-}$ కణాలను ( $t, 12.33$ సంవత్సరాలు) విడుదల చేస్తుంది.

పట్టిక 9.1 హైడ్రోజన్ యొక్క పరమాణు మరియు భౌతిక లక్షణాలు

సమస్థానిలకు ఒకే ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ఉన్నందున, వాటికి దాదాపు ఒకే రసాయన లక్షణాలు ఉంటాయి. ఏకైక తేడా వాటి చర్యా రేట్లలో, ప్రధానంగా వాటి బంధ విచ్ఛేదన ఎంథాల్పీలో వ్యత్యాసం కారణంగా (పట్టిక 9.1). అయితే, భౌతిక లక్షణాలలో ఈ సమస్థానిలు వాటి పెద్ద ద్రవ్యరాశి తేడాల కారణంగా గణనీయంగా భిన్నంగా ఉంటాయి.

9.3 డైహైడ్రోజన్ తయారీ, $\mathrm{H_2}$

లోహాలు మరియు లోహ హైడ్రైడ్ల నుండి డైహైడ్రోజన్ తయారీకి అనేక పద్ధతులు ఉన్నాయి.

9.3.1 డైహైడ్రోజన్ ప్రయోగశాల తయారీ

(i) ఇది సాధారణంగా గ్రాన్యులేటెడ్ జింక్ మరియు నీరు కలిపిన హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం చర్య ద్వారా తయారు చేయబడుతుంది.

$\mathrm{Zn}+2 \mathrm{H}^{+} \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}+\mathrm{H_2}$

(ii) జింక్ మరియు క్షార జలద్రావణం చర్య ద్వారా కూడా దీనిని తయారు చేయవచ్చు.

$$ \begin{aligned} & \mathrm{Zn}+2 \mathrm{NaOH} \rightarrow \underset{\text { Sodium zincate }}{\mathrm{Na_2} \mathrm{ZnO_2}} +\mathrm{H_2} \\ \end{aligned} $$

9.3.2 డైహైడ్రోజన్ వాణిజ్య ఉత్పత్తి క్రింద:

సాధారణంగా ఉపయోగించే ప్రక్రియలు క్రింద వివరించబడ్డాయి:

(i) ప్లాటినం ఎలక్ట్రోడ్లను ఉపయోగించి ఆమ్లీకరించిన నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ హైడ్రోజన్ను ఇస్తుంది.

$$ 2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(1) \xrightarrow[\text { Traces of acid } / \text { base }]{\text { Electrolyis }} 2 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) $$

(ii) ఎక్కువ స్వచ్ఛత (>99.95 %) డైహైడ్రోజన్ వెచ్చని జలద్రావణ బేరియం హైడ్రాక్సైడ్ ద్రావణాన్ని నికెల్ ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య విద్యుద్విశ్లేషణ చేయడం ద్వారా పొందబడుతుంది.

(iii) ఇది సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ మరియు క్లోరిన్ తయారీలో ఉపఉత్పత్తిగా లవణ ద్రావణం విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా పొందబడుతుంది. విద్యుద్విశ్లేషణ సమయంలో, జరిగే చర్యలు:

ఆనోడ్ వద్ద: $2 \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Cl_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{e}^{-}$

కాథోడ్ వద్ద: $2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}$ (l) $+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq})$

మొత్తం చర్య

$$ \begin{gathered} 2 \mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \\ \downarrow \\ \mathrm{Cl_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq}) \end{gathered} $$

(iv) ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద హైడ్రోకార్బన్లు లేదా కోక్పై ఆవిరి చర్య హైడ్రోజన్ను ఇస్తుంది.

$\mathrm{C_\mathrm{n}} \mathrm{H_2 \mathrm{n} 2} \quad \mathrm{nH_2} \mathrm{O} \quad \underset{\mathrm{Ni}}{1270 \mathrm{~K}} \quad \mathrm{nCO} \quad\left(\begin{array}{lll}2 \mathrm{n} & 1\end{array}\right) \mathrm{H_2}$

ఉదా.,

$\mathrm{CH_4}(\mathrm{~g})+\mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \xrightarrow[N i]{1270 \mathrm{~K}} \mathrm{CO}(\mathrm{g})+3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})$

$\mathrm{CO}$ మరియు $\mathrm{H_2}$ మిశ్రమాన్ని నీటి వాయువు అంటారు. $\mathrm{CO}$ మరియు $\mathrm{H_2}$ యొక్క ఈ మిశ్రమం మిథనాల్ మరియు అనేక హైడ్రోకార్బన్ల సంశ్లేషణకు ఉపయోగించబడుతుంది కాబట్టి, దీనిని సంశ్లేషణ వాయువు లేదా ‘సింగాస్’ అని కూడా పిలుస్తారు. ఈ రోజుల్లో ‘సింగాస్’ మురుగునీటి నుండి, చెక్క పొడి, స్క్రాప్ కలప, వార్తాపత్రికలు మొదలైన వాటి నుండి ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. బొగ్గు నుండి ‘సింగాస్’ ఉత్పత్తి చేసే ప్రక్రియను ‘బొగ్గు వాయువీకరణ’ అంటారు.

$\mathrm{C}(\mathrm{s})+\mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \xrightarrow{1270 \mathrm{~K}} \mathrm{CO}(\mathrm{g})+\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})$

ఐరన్ క్రోమేట్ ఉత్ప్రేరకంగా ఉండి, సింగాస్ మిశ్రమాల కార్బన్ మోనాక్సైడ్ ఆవిరితో చర్య చెందడం ద్వారా డైహైడ్రోజన్ ఉత్పత్తిని పెంచవచ్చు.

$\mathrm{CO}(\mathrm{g})+\mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \xrightarrow[\text { catalyst }]{673 \mathrm{~K}} \mathrm{CO_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})$

దీనిని నీటి వాయువు మార్పిడి చర్య అంటారు. కార్బన్ డయాక్సైడ్ సోడియం ఆర్సెనైట్ ద్రావణంతో స్క్రబ్ చేయడం ద్వారా తొలగించబడుతుంది.

ప్రస్తుతం పారిశ్రామిక డైహైడ్రోజన్లో $\sim 77 \%$ పెట్రోకెమికల్స్ నుండి, $18 \%$ బొగ్గు నుండి, $4 \%$ జలద్రావణాల విద్యుద్విశ్లేషణ నుండి మరియు $1 \%$ ఇతర వనరుల నుండి ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది.

9.4 డైహైడ్రోజన్ లక్షణాలు

9.4.1 భౌతిక లక్షణాలు

డైహైడ్రోజన్ రంగులేని, వాసనలేని, రుచిలేని, మండే వాయువు. ఇది గాలి కంటే తేలికైనది మరియు నీటిలో కరగదు. దీని ఇతర భౌతిక లక్షణాలు డ్యూటీరియంతో పాటు పట్టిక 9.1లో ఇవ్వబడ్డాయి.

9.4.2 రసాయన లక్షణాలు

డైహైడ్రోజన్ (మరియు ఆ విషయానికి ఏదైనా అణువు) యొక్క రసాయన ప్రవర్తన, ఎక్కువ మేరకు, బంధ విచ్ఛేదన ఎంథాల్పీ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. $\mathrm{H}-\mathrm{H}$ బంధ విచ్ఛేదన ఎంథాల్పీ ఏదైనా మూలకం యొక్క రెండు పరమాణువుల మధ్య ఒకే బంధానికి అత్యధికంగా ఉంటుంది. ఈ వాస్తవం నుండి మీరు ఏమి అనుమానించారు? ఈ కారణం వల్ల, డైహైడ్రోజన్ దాని పరమాణువులుగా విడిపోవడం $2000 \mathrm{~K}$ చుట్టూ $\sim 0.081 \%$ మాత్రమే, ఇది $5000 \mathrm{~K}$ వద్ద $95.5 \%$ కు పెరుగుతుంది. అలాగే, ఇది గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద చాలా నిష్క్రియంగా ఉంటుంది అధిక $\mathrm{H}-\mathrm{H}$ బంధ ఎంథాల్పీ కారణంగా. అందువలన, పరమాణు హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ లేదా అతినీలలోహిత వికిరణాల క్రింద అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉత్పత్తి అవుతుంది. దీని కక్ష్య $1 s^{1}$ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసంతో అసంపూర్ణంగా ఉన్నందున, ఇది దాదాపు అన్ని మూలకాలతో కలిసిపోతుంది. ఇది (i) $\mathrm{H}^{+}$ ఇవ్వడానికి ఏకైక ఎలక్ట్రాన్ను కోల్పోవడం, (ii) $\mathrm{H}^{-}$ ఏర్పరచడానికి ఒక ఎలక్ట్రాన్ను పొందడం మరియు (iii) ఒకే సమయోజనీయ బంధాన్ని ఏర్పరచడానికి ఎలక్ట్రాన్లను పంచుకోవడం ద్వారా చర్యలను సాధించుకుంటుంది.

డైహైడ్రోజన్ రసాయనశాస్త్రాన్ని క్రింది చర్యల ద్వారా వివరించవచ్చు:

హాలోజన్లతో చర్య: ఇది హాలోజన్లతో, $\mathrm{X_2}$ చర్య చెంది హైడ్రోజన్ హాలైడ్లను, $\mathrm{HX}$, $\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{X_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow 2 \mathrm{HX}(\mathrm{g}) \quad(\mathrm{X}=\mathrm{F}, \mathrm{Cl}, \mathrm{Br}, \mathrm{I})$ ఇస్తుంది

ఫ్లోరిన్తో చర్య చీకటిలో కూడా జరిగితే, అయోడిన్తో ఇది ఉత్ప్రేరకం అవసరం.

డైఆక్సిజన్తో చర్య: ఇది డైఆక్సిజన్తో చర్య చెంది నీటిని ఏర్పరుస్తుంది. చర్య చాలా ఉష్ణమోచకం.

$2 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \xrightarrow{\text { catalyst or heating }} 2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l})$;

$$ \Delta H^{\ominus}=-285.9 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1} $$

డైనైట్రోజన్తో చర్య: డైనైట్రోజన్తో ఇది అమ్మోనియాను ఏర్పరుస్తుంది.

$$ \begin{aligned} & & 3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{N_2}(\mathrm{~g}) \xrightarrow{\text { 673K, 200atm }} 2 \mathrm{NH_3}(\mathrm{~g}) ; \\ & & \Delta H^{\ominus}=-92.6 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1} \end{aligned} $$

ఇది హేబర్ ప్రక్రియ ద్వారా అమ్మోనియా తయారీ పద్ధతి.

లోహాలతో చర్యలు: అనేక లోహాలతో ఇది అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద కలిసి సంబంధిత హైడ్రైడ్లను ఇస్తుంది (విభాగం 9.5)

$\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{M}(\mathrm{g}) \rightarrow 2 \mathrm{MH}(\mathrm{s})$

ఇక్కడ $\mathrm{M}$ ఒక క్షార లోహం

లోహ అయాన్లు మరియు లోహ ఆక్సైడ్లతో చర్యలు: ఇది జలద్రావణంలో కొన్ని లోహ అయాన్లను మరియు లోహాల ఆక్సైడ్లను (ఇనుము కంటే తక్కువ చురుకైనవి) సంబంధిత లోహాలుగా తగ్గిస్తుంది.

$$ \begin{aligned} & \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{Pd}^{2+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Pd}(\mathrm{s})+2 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) \\ & \mathrm{yH_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{M_\mathrm{x}} \mathrm{O_\mathrm{y}}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{xM}(\mathrm{s})+\mathrm{yH_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \end{aligned} $$

కర్బన సంయోగ పదార్థాలతో చర్యలు: ఇది అనేక కర్బన సంయోగ పదార్థాలతో ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో చర్య చెంది వాణిజ్య ప్రాముఖ్యత కలిగిన ఉపయోగకరమైన హైడ్రోజనేటెడ్ ఉత్పత్తులను ఇస్తుంది. ఉదాహరణకు : (i) నికెల్ను ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగించి కూరగాయల నూనెల హైడ్రోజనీకరణ తినదగిన కొవ్వులు (మార్గరిన్ మరియు వనస్పతి నెయ్యి) ఇస్తుంది

(ii) ఓలెఫిన్ల హైడ్రోఫార్మిలేషన్ ఆల్డిహైడ్లను ఇస్తుంది, ఇవి మరింత తగ్గింపు చేయబడి ఆల్కహాల్లను ఇస్తాయి.

$$ \begin{aligned} & \mathrm{H_2}+\mathrm{CO}+\mathrm{RCH}=\mathrm{CH_2} \rightarrow \mathrm{RCH_2} \mathrm{CH_2} \mathrm{CHO} \\ & \mathrm{H_2}+\mathrm{RCH_2} \mathrm{CH_2} \mathrm{CHO} \rightarrow \mathrm{RCH_2} \mathrm{CH_2} \mathrm{CH_2} \mathrm{OH} \end{aligned} $$

సమస్య 9.1

డైహైడ్రోజన్ చర్యలపై వ్యాఖ్యానించండి (i) క్లోరిన్, (ii) సోడియం మరియు (iii) కాపర్(II) ఆక్సైడ్

పరిష్కారం

(i) డైహైడ్రోజన్ క్లోరిన్ను క్లోరైడ్ $\left(\mathrm{Cl}^{-}\right)$ అయాన్గా తగ్గిస్తుంది మరియు తనను తాను హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ను ఏర్పరచడానికి క్లోరిన్ ద్వారా $\mathrm{H}^{+}$ అయాన్గా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. ఒక ఎలక్ట్రాన్ జత $\mathrm{H}$ మరియు $\mathrm{Cl}$ మధ్య పంచుకోబడుతుంది, ఇది సమయోజనీయ అణువు ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది.

(ii) డైహైడ్రోజన్ సోడియం ద్వారా $\mathrm{NaH}$ ఏర్పరచడానికి తగ్గించబడుతుంది. ఒక ఎలక్ట్రాన్ $\mathrm{Na}$ నుండి $\mathrm{H}$ కు బదిలీ చేయబడుతుంది, ఇది అయానిక్ సంయోగ పదార్థం, $\mathrm{Na}^{+} \mathrm{H}^{-}$ ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది.

(iii) డైహైడ్రోజన్ కాపర్(II) ఆక్సైడ్ను సున్నా ఆక్సీకరణ స్థితిలో కాపర్గా తగ్గిస్తుంది మరియు తనను తాను $\mathrm{H_2} \mathrm{O}$ కు ఆక్సీకరణం చెందుతుంది, ఇది ఒక సమయోజనీయ అణువు.

9.4.3 డైహైడ్రోజన్ ఉపయోగాలు

• డైహైడ్రోజన్ యొక్క అతిపెద్ద ఒకే ఉపయోగం అమ్మోనియా సంశ్లేషణలో ఉంది, ఇది నైట్రిక్ ఆమ్లం మరియు నత్రజని సారాల తయారీలో ఉపయోగించబడుతుంది.
• సోయాబీన్, పత్తి గింజలు మొదలైన బహుళ అసంతృప్త కూరగాయల నూనెల హైడ్రోజనీకరణ ద్వారా వనస్పతి కొవ్వు తయారీలో డైహైడ్రోజన్ ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఇది భారీ కర్బన రసాయనాల తయారీలో, ప్రత్యేకించి మిథనాల్ తయారీలో ఉపయోగించబడుతుంది.

$$ \mathrm{CO}(\mathrm{g})+2 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g}) \xrightarrow[\text { catalyst }]{\text { cobalt }} \mathrm{CH_3} \mathrm{OH}(\mathrm{l}) $$

• ఇది లోహ హ