Vety

Vety (lat. hydrogenium) on maailmankaikkeuden yleisin alkuaine, mutta maankuoressa sen massaprosenttinen osuus on hyvin pieni, mikä johtuu sen hyvin pienestä atomipainosta. Aurinko ja tähdet koostuvat lähes yksinomaan vedystä. Vedyn CAS-numero on 1333-74-0.

Ominaisuuksia

Koska vetyatomilla on vain yksi elektroni ulkokuorellaan, vetyatomia on hankala asettaa mihinkään alkuainetaulukon ryhmään; yhden elektronin perusteella vety voitaisiin sijoittaa joko alkalimetalleihin tai halogeeneihin, mutta vety poikkeaa huomattavasti ominaisuuksiltaan näistä ryhmistä. Usein vety sijoitetaankin omaan lokeroon ryhmien yläpuolelle. Vaikka vetyioni on kationi, vety muuttuu metalliksi vasta suuressa paineessa ja kuumuudessa.

Vety on erittäin kevyt ja helposti syttyvä väritön kaasu. Reagoidessaan hapen kanssa kontrolloimattomasti, vety palaa räjähtäen muodostaen vesimolekyylejä.

Isotoopit

Luonnossa vety esiintyy kaksiatomisina H₂-molekyyleinä. Lisäksi luonnossa on vähäisiä määriä deuterium-isotooppia. Vedyn toista ja kolmatta isotooppia käytetään tulevaisuudessa muun muassa fuusioreaktoreissa.

Tavallinen vetyatomin, protiumin ydin muodostuu yhdestä protonista. Deuterium-isotoopissa on protonin lisäksi yksi neutroni, ja siitä käytetään epävirallista kemiallista merkkiä D. Vastaavasti tritiumissa on protonin lisäksi kaksi neutronia, ja sen epävirallinen kemiallinen merkki on T.

Historia

Henry Cavendish tunnisti vedyn erilliseksi aineeksi vuonna 1776 ja Antoine Lavoisier nimesi aineen. 1900-luvun alkupuolella kaasua käytettiin ilmalaivoissa, mutta ilmalaiva Hindenburgin räjähdyksen jälkeen siirryttiin turvallisempaan heliumiin.

Käyttö

Vetyä on käytetty muun muassa ilmapallojen täytteenä. Sitä käytettiin aikaisemmin heliumin rinnalla ilmalaivojen täyttökaasuna. Vedyn vaarallisuus tuli esille muun muassa ilmalaiva Hindenburgin tuhossa – tuolloin Yhdysvalloilla oli heliumin teollisen valmistuksen monopoli eikä se myynyt heliumia esim. Saksalle. Nykyään tosin vaikuttaa siltä, että onnettomuuden todellinen syy olikin ilmalaivan ulkokuoren erittäin tulenarka kyllästeaine.

Nestevety on nestemäistä ajoainetta käyttävien kantorakettien tehokkaimpia polttoaineita. Hapettimena on yleensä nestehappi. Tällaisia ajoaineita kutsutaa kryogeenisiksi, koska niitä voidaan varastoida vain kylmänä ja siten vain rajallisen ajan ennen laukaisua.

Vetyä käytetään ammoniakin teollisessa valmistuksessa. Valmistus tapahtuu Haber-Boschin menetelmällä, jossa vety ja typpi yhdistyvät ammoniakiksi.

Valmistus

Suurin osa teollisesti käytetystä vedystä valmistetaan maakaasusta höyryreformoinnissa.

Maakaasu, joka on lähes yksinomaan metaania, sekoitetaan vesihöyryn kanssa ja johdetaan nikkelikatalysaattorin yli. Reaktio vaati korkeaa painetta ja kuumuutta. Tuotteina reaktiossa syntyy hiilimonoksidia ja vetyä.

Epäjalon metallin ja suolahapon reagoidessa keskenään syntyy klorideja ja vetyä.

Vetyä voidaan valmistaa myös vedestä elektrysoimalla.

Vedestä vetyä voidaan valmistaa myös pelkistämällä vesihöyryä hehkuvalla hiilellä.

Katso myös

Aiheesta muualla

Alkuaineet