WATERSTOFCYCLUS: FASEN EN BELANG - WETENSCHAP - 2025

De waterstofcyclus is dat proces waarbij waterstof door het water rond de aarde beweegt en dus een essentieel onderdeel is van de chemische en atomaire samenstelling van dit element.

De hydrosfeer haalt waterstof alleen uit water, een element dat uitsluitend wordt gevormd door de combinatie van zuurstof en waterstof. Tijdens fotografische synthese wordt waterstof geproduceerd door de dissociatie van water om glucose te vormen na kammen met kooldioxide.

Vatyka / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Planten leveren voedsel voor herbivoren en deze dieren halen glucose en eiwit alleen uit planten. Waterstof vormt koolhydraten, die een belangrijke energiebron zijn voor levende wezens, en deze koolhydraten komen als voedsel binnen.

Er zijn ontelbare soorten levende wezens op aarde. Deze zijn allemaal in wezen samengesteld uit koolstof, stikstof, zuurstof en waterstof. Dieren halen deze elementen uit de natuur en processen zoals vorming, groei en ontbinding komen normaal gesproken in de natuur voor.

Als gevolg van elk van deze processen vinden verschillende cycli plaats, en daardoor zijn ze met elkaar verbonden, waardoor een evenwicht tot stand wordt gebracht.

Fasen van de waterstofcyclus

Waterstofatomen kunnen worden opgeslagen als een gas of vloeistof onder hoge druk. Waterstof wordt vaak opgeslagen als vloeibare waterstof omdat het minder ruimte inneemt dan waterstof in zijn normale gasvorm.

Wanneer een waterstofatoom een ​​sterk elektronegatief atoom verbindt dat in de buurt van een ander elektronegatief atoom bestaat met een eenzaam elektronenpaar, vormt het een waterstofbinding, die een molecuul vormt. Twee waterstofatomen vormen een waterstofmolecuul, afgekort H2.

Waterstof is een belangrijk onderdeel van veel biogeochemische cycli, waaronder de waterkringloop, de koolstofcyclus, de stikstofcyclus en de zwavelcyclus. Omdat waterstof een onderdeel is van het watermolecuul, zijn de waterstofcyclus en de watercyclus nauw met elkaar verbonden.

Planten combineren ook water en kooldioxide uit de bodem en de atmosfeer om glucose te vormen in een proces dat bekend staat als fotosynthese. Als de plant wordt geconsumeerd, worden de waterstofmoleculen overgedragen aan het grazende dier.

Organisch materiaal wordt opgeslagen in de bodem als de plant of het dier sterft, en waterstofmoleculen worden door oxidatie weer in de atmosfeer afgegeven.

1- Verdamping

De meeste waterstof op onze planeet wordt in water aangetroffen, dus de waterstofcyclus is nauw verwant aan de hydrologische cyclus. De waterstofcyclus begint met verdamping vanaf het wateroppervlak.

2- Condensatie

De hydrosfeer omvat de atmosfeer, de aarde, het oppervlaktewater en het grondwater. Terwijl water door de cyclus beweegt, verandert het van toestand tussen de vloeibare, vaste en gasfasen.

Water beweegt door verschillende reservoirs, waaronder de oceaan, de atmosfeer, het grondwater, rivieren en gletsjers, door de fysieke processen van verdamping (inclusief transpiratie van planten), sublimatie, neerslag, infiltratie, afvoer en ondergrondse stroming.

3- transpiratie

Planten nemen water op uit de grond via hun wortels en pompen het vervolgens op en leveren voedingsstoffen aan hun bladeren. Transpiratie vertegenwoordigt ongeveer 10% van het verdampte water.

Dit is de afvoer van waterdamp uit de bladeren van planten in de atmosfeer. Het is een proces dat het oog niet kan zien, ondanks de aanzienlijke hoeveelheden vocht. Aangenomen wordt dat een grote eik 151.000 liter per jaar kan transpireren.

Transpiratie is ook de reden waarom de luchtvochtigheid hoger is op plaatsen met veel begroeiing. De hoeveelheid water die door dit proces vrijkomt, is afhankelijk van de plant zelf, het vocht in de grond (aarde), de omgevingstemperatuur en de beweging van de wind om de plant.

4- Neerslag

Het is de val van water in welke vorm dan ook op de grond die plaats maakt voor infiltratie, het proces waarbij water in de grond wordt opgenomen of door het oppervlak stroomt. Dit proces wordt keer op keer herhaald als onderdeel van de cycli van de aarde die duurzame bronnen in stand houden.

Belang van waterstof op aarde

Het wordt voornamelijk gebruikt om water te maken. Waterstofgas kan worden gebruikt voor de reductie van metaalerts.

Chemische industrieën gebruiken het ook voor de productie van zoutzuur. Hetzelfde waterstofgas is nodig voor waterstofatoomlassen (AHW).

Er zijn verschillende toepassingen voor waterstof. Het is het lichtste element en kan worden gebruikt als hefmiddel in ballonnen, hoewel het ook licht ontvlambaar is, dus het kan gevaarlijk zijn. Deze eigenschap en andere maken waterstof geschikt voor gebruik als brandstof.

Omdat waterstof licht ontvlambaar is, vooral wanneer het wordt gemengd met zuivere zuurstof, wordt het gebruikt als brandstof in raketten. Deze combineren meestal vloeibare waterstof met vloeibare zuurstof om een ​​explosief mengsel te maken.

Waterstof is een van de schoonste brandstoffen, want bij ontsteking is het resultaat gewoon water. Dit is een van de belangrijkste redenen waarom er inspanningen worden geleverd om motoren te maken die kunnen worden aangedreven door dit gas te gebruiken.

Hoewel waterstof licht ontvlambaar is, is benzine dat ook. Hoewel voorzichtigheid geboden is, vormt de hoeveelheid waterstof die in een auto wordt gebruikt niet meer gevaar dan de hoeveelheid benzine die wordt gebruikt.

Ondanks dat het een van de schoonste brandstoffen ter wereld is, maken de hoge kosten voor massaproductie het in de nabije toekomst onmogelijk om het te gebruiken voor commerciële en huishoudelijke auto's.

Wanneer waterstof wordt verwarmd tot extreme temperaturen, zullen de kernen van zijn atomen samensmelten om heliumkernen te creëren. Door deze fusie komt een enorme hoeveelheid energie vrij, de zogenaamde thermonucleaire energie. Dit proces is wat de energie van de zon creëert.

Elektrische generatoren gebruiken gas als koelmiddel, wat ertoe heeft geleid dat veel fabrieken het als lekcontrolemiddel hebben gebruikt. Andere toepassingen zijn onder meer de productie en verwerking van ammoniak.

Ammoniak maakt deel uit van veel huishoudelijke schoonmaakmiddelen. Het is ook een hydrogeneringsmiddel dat wordt gebruikt om ongezonde onverzadigde vetten om te zetten in verzadigde oliën en vetten.

Referenties

1. Gebruik van waterstof. Hersteld van Usesof.net.
2. Opgehaald van School-for-champions.com.
3. Informatie over waterstofelementen. Opgehaald van rsc.org.
4. Biogeochemische cyclus. Opgehaald van newworldencyclopedia.org.
5. Waterstofcyclus uitleg. Hersteld van slboss.info.
6. Waterstofcyclus. Opgehaald van Prezi.com.
7. Hoe water beweegt door de wo Herstelde unep.or.jp.