Sifat dan kegunaan unsur Hidrogen: komposisi, manfaat, sumber, sejarah

Hidrogen adalah salah satu unsur ringan kimia dengan simbol H dan nomor atom 1. Ia memiliki berat atom standar 1,008, artinya merupakan unsur paling ringan dalam tabel periodik.

Hidrogen adalah unsur kimia yang paling umum di alam semesta, dengan 75% dari semua massa baryonic adalah hidrogen. Bintang-bintang sebagian besar terdiri dari hidrogen. Isotop hidrogen yang paling umum memiliki satu proton dengan satu elektron yang mengorbit di sekitarnya.

Pada suhu dan tekanan standar, hidrogen tidak memiliki warna, bau, rasa, tidak beracun, nonlogam dan mudah terbakar. Saat sendirian, biasanya mengikat dengan dirinya sendiri untuk membuat H2

Pengertian Hidrogen 

Hidrogen adalah salah satu gas yang memang bisa dimanfaatkan oleh manusia baik dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam bidang ilmu biologi. Dan juga merupakan salah satu dari jenis unsur kimia yang sering sekali kita temukan terutama dalam kegiatan sehari-hari atau hormon gas etilen.

Perlu anda ketahui bahwa hidrogen mempunyai sejumlah manfaat baik dalam bentuk gas maupun cair. Selain itu, jenis senyawa kimia yang satu ini dapat dengan mudah kita temukan secara bebas tanpa mengeluarkan biaya sedikitpun atau juga bisa kita dapatkan di pasaran dengan berbagai jenis pilihan yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Lantas apa saja sih manfaat dari gashidrogen dalam ilmu biologi itu? Sebelumya hidrogen juga mempunyai beberapa sifat, berikut penjelasannya.

Sejarah

Pada awal 1500-an, alkemis Paracelsus mencatat bahwa gelembung yang dilepaskan ketika pengarsipan besi ditambahkan ke asam sulfat mudah terbakar. Pada 1671 Robert Boyle melakukan pengamatan yang sama. Tidak ada yang menindaklanjuti penemuan hidrogen mereka, dan karenanya Henry Cavendish mendapatkan pujian. Pada 1766 ia mengumpulkan gelembung dan menunjukkan bahwa mereka berbeda dari gas lainnya. Dia kemudian menunjukkan bahwa ketika hidrogen terbakar membentuk air, dengan demikian mengakhiri kepercayaan bahwa air adalah unsur. Gas itu diberi nama hidro-gen, yang berarti bekas air, oleh Antoine Lavoisier.

Pada tahun 1931, Harold Urey dan rekan-rekannya di Universitas Columbia di AS mendeteksi bentuk hidrogen kedua yang lebih jarang. Ini memiliki dua kali massa hidrogen normal, dan mereka menamakannya deuterium.

Sumber Hidrogen

Dalam bentuk murni di Bumi, hidrogen biasanya berupa gas. Hidrogen juga merupakan salah satu bagian yang membentuk molekul air. Hidrogen penting karena merupakan bahan bakar yang memberi kekuatan pada Matahari dan bintang lainnya. Hidrogen membentuk sekitar 74% dari seluruh alam semesta. Simbol hidrogen pada Tabel Unsur Berkala adalah H.

Hidrogen murni biasanya terbuat dari dua atom hidrogen yang terhubung bersama. Ilmuwan menyebut molekul diatomik ini. Hidrogen akan memiliki reaksi kimia bila dicampur dengan sebagian besar unsur lainnya. Tidak memiliki warna atau bau.

Hidrogen murni sangat jarang di atmosfer bumi. Di alam, biasanya dalam air. Hidrogen juga ada di semua makhluk hidup, sebagai bagian dari senyawa organik yang terbuat dari makhluk hidup. Selain itu, atom hidrogen dapat bergabung dengan atom karbon untuk membentuk hidrokarbon. Minyak bumi dan bahan bakar fosil lainnya terbuat dari hidrokarbon ini dan umumnya digunakan untuk membuat energi untuk digunakan manusia.

Hidrogen memiliki tiga isotop; yang lain disebut deuterium dan tritium. Seperti hidrogen biasa, keduanya hanya memiliki satu proton dan satu elektron, tetapi deuterium juga memiliki satu neutron dan tritium memiliki dua. Jenis hidrogen lain ini penting dalam energi nuklir dan reaksi kimia organik.

Beberapa fakta lain tentang hidrogen:

  • Ini adalah gas pada suhu kamar
  • Kerjanya seperti logam saat padat.
  • Ini adalah elemen paling ringan di Semesta.
  • Ini adalah unsur paling umum di Semesta.
  • Itu terbakar atau meledak ketika menyentuh api.
  • bercahaya ungu saat dalam kondisi plasma.

Komposisi Hidrogen

Atom dapat memiliki hingga tiga bagian: proton (yang bermuatan positif), neutron (yang tidak memiliki muatan), dan elektron (yang bermuatan negatif). Inti, atau core, atom mengandung proton dan neutron. Elektron biasanya ditemukan mengorbit di inti atom, dan merupakan bagian dari atom yang biasanya berpartisipasi dalam pembentukan molekul. Ukuran atom didasarkan pada jumlah proton dan neutron (bukan elektron), dan unsur yang lebih besar memiliki lebih banyak bagian-bagian atom.

Dengan mengatakan bahwa, hidrogen adalah unsur teringan dan terkecil di bumi. Ini terdiri dari hanya satu proton dan satu elektron, dan neutron tidak ada. Hidrogen memiliki kemampuan untuk berbagi elektron tunggal dengan atom lain, dan karena itu, ia mampu membentuk ikatan (bersama pasangan elektron) dengan atom reaktif lainnya.

Peran Hidrogen dalam Ilmu Biologi

Berikut ini beberapa penjelasan mengenai manfaatnya dalam ilmu biologi, antara lain :

1. Bahan kimia organik

Manfaat gas hidrogen yang pertama ialah bisa dipakai sebagai bahan kimia organik. Dimana gas hidrogen ini memiliki peranan untuk melakukan suatu reaksi yang disebut dengan reaksi hidrogenasi untuk beberapa jenis senyawa yang bersifat organik. Jenis reaksi lainnya yang dihasilkan oleh gas hidrogen di antaranya ialah reaksi kimia asilasi.

2. Pembuatan pupuk

Manfaat gas hidrogen dalam ilmu biologi yang kedua yaitu sebagai bahan untuk membantu proses pembuatan beberapa jenis pupuk. Bidang industri yang cukup sering memakai hidrogen dalam sebagian besar proses produksinya ialah dalam pembuatan pupuk. Cara kerjanya yaitu dengan mereaksikan atau mengombinasikan senyawa hidrogen tersebut dengan senyawa nitrogen, sehingga dapat menghasilkan produk pupuk yang di sebut dengan sebutan pupuk amonia.

3. Hidrogen Untuk Proses penghilangan sulfur pada bahan bakar bersumber dari fosil

Manfaat yang ketiga, yaitu untuk menghilangkan kadar sulfur atau zat belerang pada bahan bakar minyak yang berasal dari fosil, digunakan hidrogen sebagai bahan hidrodesulfurisasi. Proses hidrogenisasi ini memiliki tujuan untuk membuat hasil pembakaran dari bahan bakar tersebut memiliki kadar polusi / karbon dioksida yang rendah. Ada beberapa bahan bakar dari fosil yang melalui proses hidrogenisasi, yaitu:

  • Bensin
  • Minyak tanah
  • Aftur
  • Solar, dsb.

Sifat Hidrogen

Hidrogen ditemukan secara alami sebagai molekul diatomik, yang merupakan molekul dengan dua atom. Biasanya gas, yang merupakan keadaan materi yang ada volume atau bentuk yang ditetapkan. Ia memiliki ti-tik didih yang sangat rendah (-423 derajat Fahrenheit), yang mengapa sulit untuk menemukan hidrogen dalam bentuk cair yang terjadi secara alami. Ini memiliki berat atom 1, yang disebabkan semata-mata untuk proton tunggal dalam inti. Hidrogen tidak memiliki warna, bau, atau rasa.

Pada suhu dan tekanan standar, hidrogen adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. Hidrogen memiliki sifat sangat mudah terbakar dan membakar dengan api tak terlihat. Hidrogen akan menyebabkan Luka bakar ketika terjadi kontak dengan oksigen. Hasil reaksi dari hidrogen dan oksigen adalah air atau H2O. Gas hidrogen terdiri dari molekul diatomik ditunjukan dengan simbol H2.

Sifat Kimia Hidrogen

Kelompok 1 Titik lebur −259,16 ° C, −434,49 ° F, 13,99 K
Titik 1 Titik didih −252.879 ° C, −423.182 ° F, 20.271 K
Blok s Kepadatan (g cm − 3) 0,000082
Nomor atom 1 Massa atom relatif 1,008
Nyatakan pada 20 ° C Gas Isotop kunci 1 H, 2 H
Konfigurasi elektron 1s 1 nomor CAS 133-74-0
ID ChemSpider 4515072 ChemSpider adalah basis data struktur kimia gratis

Sifat Fisika Hidrogen

  • Ini adalah gas tanpa warna dan bau dan memiliki kerapatan terendah dari semua gas. Itu dilihat sebagai bahan bakar bersih masa depan yang dihasilkan dari air dan dikembalikan ke air ketika teroksidasi.
  • Ia hadir dalam air dan di hampir semua molekul makhluk hidup. Itu tetap terikat dengan atom karbon dan oksigen. Dapat dikatakan bahwa itu adalah unsur paling melimpah di alam semesta.
  • Ini hadir sebagai gas di atmosfer dalam satu bagian per juta volume. Hidrogen sangat bersih dan tidak beracun serta aman untuk diproduksi dari berbagai sumber, transportasi, dan penyimpanan dalam jumlah besar.
  • Dinamakan pembawa energi karena menyimpan energi yang pertama kali diciptakan di tempat lain.
  • Elemen ini secara buatan diproduksi pada abad ke-16. Itu dinamai hidrogen yang namanya Yunani ‘bekas air’

Produksi Hidrogen

Hidrogen dapat diproduksi dalam beberapa cara. Salah satu cara yang paling sederhana adalah elektrolisis air, yang menggunakan listrik untuk hidrogen dan oksigen yang terpisah. Metode lain menggunakan logam, seperti aluminium atau seng, yang membuat mereka asam, yang tinggi ion hidrogen. Selain itu, hidrogen dapat dibebaskan oleh reaksi kimia yang akan menggantikan, atau terpisah, dari molekul lain.

penggunaan hidrogen
Penggunaan hidrogen. Credit: Jóhann Heiðar Árnason

Hidrogen dapat memiliki beberapa kegunaan. Sebagai contoh, hidrogen digunakan untuk mendinginkan pembangkit energi, yang penting untuk mengurangi produksi panas. Hidrogen juga sedang dikembangkan sebagai sumber energi, dan mungkin dapat digunakan sebagai alternatif untuk bensin di mobil masa depan. Dalam sistem biologi dan kimia, hidrogen juga dapat digunakan sebagai pembawa energi, yang berarti tidak menghasilkan energi langsung dalam proses ini, tetapi membantu dalam pembentukan molekul energi, seperti ATP.

Kegunaan Hidrogen

  • Penghilangan sulfur. Manfaat yang ketiga, yaitu untuk menghilangkan kadar sulfur atau zat belerang pada bahan bakar minyak yang berasal dari fosil, digunakan hidrogen sebagai bahan hidrodesulfurisasi. Proses hidrogenisasi ini memiliki tujuan untuk membuat hasil pembakaran dari bahan bakar tersebut memiliki kadar polusi / karbon dioksida yang rendah.
  • Bahan kimia organik. Manfaat gas hidrogen yang pertama ialah bisa dipakai sebagai bahan kimia organik. Dimana gas hidrogen ini memiliki peranan untuk melakukan suatu reaksi yang disebut dengan reaksi hidrogenasi untuk beberapa jenis senyawa yang bersifat organik. Jenis reaksi lainnya yang dihasilkan oleh gas hidrogen di antaranya ialah reaksi kimia asilasi.
  • Pembuatan pupuk. Manfaat gas hidrogen dalam ilmu biologi yang kedua yaitu sebagai bahan untuk membantu proses pembuatan beberapa jenis pupuk. Bidang industri yang cukup sering memakai hidrogen dalam sebagian besar proses produksinya ialah dalam pembuatan pupuk. Cara kerjanya yaitu dengan mereaksikan atau mengombinasikan senyawa hidrogen tersebut dengan senyawa nitrogen, sehingga dapat menghasilkan produk pupuk yang di sebut dengan sebutan pupuk amonia.
  • Pengikat Nitrogen. Hidrogen banyak digunakan untuk mengikat nitrogen dengan cara unsur lain dalam proses memproduksi amonia dan proses hidrogenasi lemak dan minyak. Selain itu gas hidrogen juga di gunakan sebagai bahan bakar roket, memproduksi asam hidroklorida, mereduksi biji-biji besi serta sebagai gas pengisi balon.
  • Tenaga lisitri. Tenaga lisitrik dalam jumlah besar dihasilkan oleh gas hidrogen, contohnya seperti baterai yang berbahan bakar hidrogen. Selain mengandung listrik gas ini dapat menggantikan gas alam lainnya seperti bensin dan berbagai proses kimia lainnya, dan mengubah sampah menjadi metan dan eliten.

Hidrogen banyak digunakan untuk mengikat nitrogen dengan cara unsur lain dalam proses memproduksi amonia dan proses hidrogenasi lemak dan minyak. Selain itu gas hidrogen juga di gunakan sebagai bahan bakar roket, memproduksi asam hidroklorida, mereduksi biji-biji besi serta sebagai gas pengisi balon.
Tenaga lisitrik dalam jumlah besar dihasilakn oleh gas hidrogen, contohnya seperti baterai yang berbahan bakar hidrogen. Selain mengandung listrik gas ini dapat menggantikan gas alam lainnya seperti bensin dan berbagai proses kimia lainnya, dan mengubah sampah menjadi metan dan eliten.

Perlu diketahui bahwa selain memiliki manfaat, hidrogen merupakan gas yang masuk dalam kategori diatomic sehingga dalam keadaan tertentu hidrogen dapat sangat membahayakan. Pemanfaatan hidrogen yang kurang benar merupakan salah satu penyebab dampak negative dari hidrogen. Namun selama kita menggunakan hidrogen dengan perlakuan yang benar, dan tidak menyalahgunakan gas hidrogen ini, hidrogen tetap lah hidrogen yang membawa banyak manfaat.

Beberapa kelemahan yang didapat dari gas hidrogen :

  1. Pencemaran lingkungan dari gas karbon dioksida yang dihasilkan oleh proses hidrogenisasi.
  2. Karbon dioksida dalam jumlah banyak yang dapat memperparah pemanasan global.
  3. Dalam keadaan yang tidak normal, hidrogen bisa menyebabkan kebakaran. Hidrogen dalam tekanan tertentu juga dapat menyebabkan ledakan yang cukup besar.
  4. Hidrogen dapat mengikat unsur-unsur lain yang dapat membuatnya menjadi sangat reaktif. Misalnya hidrogen dan sianida yang berikatan akan sangat berancun. Dampaknya pada manusia bahkan bisa mengakibatkan kematian.
  5. Hidrogen bukan jenis gas yang bisa didapat secara alami melainkan harus diproduksi dengan cara buatan.
  6. Dalam produksinya hidrogen memerlukan gas alam lain dan prosesnya pun tidak murah.

Manfaat Hidrogen

Manfaat utama adalah dalam industri perminyakan dan dalam membuat amonia dengan proses Haber. Beberapa digunakan di tempat lain di industri kimia. Sebagian kecil digunakan sebagai bahan bakar, misalnya dalam roket untuk pesawat ruang angkasa. Sebagian besar hidrogen yang digunakan orang berasal dari reaksi kimia antara gas alam dan uap.

Fusi nuklir

Fusi nuklir adalah sumber energi yang sangat kuat. Itu bergantung pada pemaksaan atom bersama untuk membuat helium dan energi, persis seperti yang terjadi pada bintang seperti Matahari, atau dalam bom hidrogen. Ini membutuhkan sejumlah besar energi untuk memulai, dan belum mudah dilakukan. Keuntungan besar dari fisi nuklir, yang digunakan di pembangkit listrik tenaga nuklir saat ini, adalah menghasilkan lebih sedikit limbah nuklir dan tidak menggunakan bahan bakar beracun dan langka seperti uranium. Lebih dari 600 juta ton hidrogen mengalami peleburan setiap detik di Matahari.

Hidrogen Terbakar

Elektrolisis air memecah air menjadi hidrogen dan oksigen, menggunakan listrik. Hidrogen yang terbakar bergabung dengan molekul oksigen untuk menghasilkan uap (uap air murni). Sel bahan bakar menggabungkan hidrogen dengan molekul oksigen, melepaskan elektron sebagai listrik. Karena alasan ini, banyak orang percaya bahwa tenaga hidrogen pada akhirnya akan menggantikan bahan bakar sintetis lainnya.

Hidrogen juga dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam sel bahan bakar, atau dibakar untuk membuat panas untuk turbin uap atau mesin pembakaran internal. Hidrogen dapat dibuat dari banyak sumber seperti batu bara, gas alam atau listrik, dan karenanya merupakan tambahan yang berharga untuk jaringan listrik; dalam peran yang sama dengan gas alam. Jaringan dan infrastruktur seperti itu dengan kendaraan sel bahan bakar sekarang direncanakan oleh sejumlah negara termasuk Jepang, Korea dan banyak negara Eropa. Ini memungkinkan negara-negara ini untuk membeli lebih sedikit minyak bumi, yang merupakan keuntungan ekonomi. Keuntungan lainnya adalah yang digunakan dalam sel bahan bakar atau dibakar dalam mesin pembakaran seperti pada mobil hidrogen, motor tidak membuat polusi. Hanya air, dan sejumlah kecil nitrogen oksida, terbentuk.

Ringkasan

Hidrogen adalah unsur paling ringan, dan sangat reaktif. Hidrogen dapat diproduksi dalam berbagai cara, seperti elektrolisis air. Hidrogen juga memiliki banyak kegunaan, termasuk digunakan sebagai pendingin, alternatif yang potensial untuk bensin, dan sebagai pembawa energi untuk sistem biologi dan kimia.

Related Posts