מחזור המימן הוא תהליך שבו מהלך מימן באמצעות מי ברחבי הארץ, ובכך להיות חלק חיוני של הרכב הכימי האטומי של יסוד זה.
ההידרוספרה משיגה מימן רק ממים, יסוד שנוצר אך ורק על ידי שילוב של חמצן ומימן. במהלך סינתזה צילומית מיוצר מימן על ידי ניתוק מים ליצירת גלוקוז לאחר סירוק עם פחמן דו חמצני.
Vatyka / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)
צמחים מספקים מזון לצמחי מרפא ובעלי חיים אלה משיגים גלוקוז וחלבון מצמחים בלבד. מימן יוצר פחמימות, המהוות מקור אנרגיה חשוב עבור יצורים חיים, ופחמימות אלה מגיעות כמזון.
ישנם אינספור סוגים של דברים חיים על פני כדור הארץ. כל אלה מורכבים בעיקרון מפחמן, חנקן, חמצן ומימן. בעלי חיים משיגים אלמנטים אלה מהטבע ותהליכים כמו היווצרות, צמיחה ופירוק מתרחשים בדרך כלל בטבע.
כמה מחזורים מתרחשים כתוצאה מכל אחד מהתהליכים הללו, ובגללם הם קשורים זה לזה, מייצרים איזון.
שלבים של מחזור המימן
ניתן לאחסן אטומי מימן כגז או נוזל בלחץ גבוה. מימן מאוחסן לרוב כמימן נוזלי מכיוון שהוא תופס פחות מקום מאשר מימן בצורת הגז הרגילה שלו.
כאשר אטום מימן מצטרף לאטום אלקטרונגטיבי חזק הקיים בסביבת אטום אלקטרונגטיבי אחר עם זוג אלקטרונים בודד, הוא יוצר קשר מימן, המהווה מולקולה. שני אטומי מימן מהווים מולקולת מימן, H2 בקיצור.
מימן הוא מרכיב מרכזי במחזורים ביוגוכימיים רבים, כולל מחזור המים, מחזור הפחמן, מחזור החנקן ומחזור הגופרית. מכיוון שמימן הוא מרכיב במולקולת המים, מחזור המימן ומחזור המים קשורים זה בזה.
צמחים גם משלבים מחדש מים ופחמן דו חמצני מהאדמה והאטמוספרה ליצירת גלוקוז בתהליך המכונה פוטוסינתזה. אם הצמח נצרך, מולקולות המימן מועברות לבעל החיים המרעה.
חומר אורגני מאוחסן בקרקעות כשהצמח או החיה מתים, ומולקולות מימן משוחררות חזרה לאטמוספירה על ידי חמצון.
1 - אידוי
רוב המימן בכוכב הלכת שלנו נמצא במים, ולכן מחזור המימן קשור קשר הדוק למחזור ההידרולוגי. מחזור המימן מתחיל באידוי מעל פני המים.
2- עיבוי
ההידרוספרה כוללת את האטמוספרה, האדמה, מי השטח ומי התהום. כאשר מים עוברים דרך המחזור, הם משנים מצב בין שלבי הנוזל, המוצק והגז.
מים עוברים דרך מאגרים שונים, כולל האוקיאנוס, האטמוספרה, מי התהום, הנהרות והקרחונים, על ידי התהליכים הפיזיים של אידוי (כולל העברת צמח), סובלימציה, משקעים, הסתננות, נגר, ו זרימה תת קרקעית.
3 - זיעה
צמחים סופגים מים מהאדמה דרך שורשיהם ואז משאבים אותם ומספקים חומרים מזינים לעלים שלהם. הזיעה מייצגת כ 10% מהמים המאדים.
זהו פריקת אדי מים מעל העלים של הצמחים לאטמוספירה. זהו תהליך שהעין לא יכולה לראות, למרות כמויות הלחות המשמעותיות הכרוכות בכך. הוא האמין כי אלון גדול יכול להזיע 151,000 ליטר בשנה.
הזיעה היא גם הסיבה לכך שיש לחות גבוהה יותר במקומות עם הרבה צמחייה. כמות המים המתחברת בתהליך זה תלויה בצמח עצמו, בלחות בקרקע (אדמה), בטמפרטורת הסביבה ובתנועת הרוח סביב הצמח.
4- משקעים
נפילת המים בכל צורה שהיא לכדור הארץ היא שמפנה את מקומה להסתננות, וזה התהליך בו מים נספגים באדמה או זורמים דרך פני השטח. תהליך זה חוזר על עצמו שוב ושוב כחלק ממחזורי כדור הארץ המקיימים משאבים מתחדשים.
חשיבות המימן על כדור הארץ
הוא משמש בעיקר ליצירת מים. ניתן להשתמש בגז מימן להפחתת עפרות מתכת.
תעשיות כימיות משתמשות בו גם לייצור חומצה הידרוכלורית. אותו גז מימן נדרש לצורך ריתוך אטומי מימן (AHW).
ישנם מגוון שימושים למימן. זהו האלמנט הקל ביותר והוא יכול לשמש כחומר הרמה בבלונים, אם כי הוא גם דליק מאוד ולכן יכול להיות מסוכן. נכס זה ואחרים הופכים את המימן המתאים לשימוש כדלק.
מכיוון שמימן דליק מאוד, במיוחד כשמדובר בחמצן טהור, הוא משמש כדלק ברקטות. אלה בדרך כלל משלבים מימן נוזלי עם חמצן נוזלי ליצירת תערובת נפיצה.
מימן הוא אחד הדלקים הנקיים מכיוון שכאשר מציתים את התוצאה הם מים רגילים. זו אחת הסיבות העיקריות לכך שקיימים מאמצים ליצור מנועים הניתנים להפעלה באמצעות גז זה.
למרות שמימן דליק מאוד, כך גם בנזין. למרות שיש להקפיד, כמות המימן המשמשת במכונית לא הייתה מהווה סכנה גדולה יותר מכמות הבנזין המשמשת.
למרות היותו אחד הדלקים הנקיים ביותר בכדור הארץ, עלותו הגבוהה לייצור המוני מאפשרת בעתיד הקרוב להשתמש בו למכוניות מסחריות וביות.
כאשר מחממים מימן לטמפרטורות קיצוניות, גרעיני האטומים שלו יתמזגו ליצירת גרעינים הליום. היתוך זה מביא לשחרור של כמות עצומה של אנרגיה, הנקראת אנרגיה תרמו-גרענית. תהליך זה הוא שיוצר את האנרגיה של השמש.
גנרטורים חשמליים משתמשים בגז כחומר קירור, מה שהוביל מפעלים רבים להשתמש בו כסוכן לבדיקת דליפות. יישומים אחרים כוללים ייצור ועיבוד אמוניה.
אמוניה היא חלק ממוצרי ניקוי ביתיים רבים. זהו גם חומר מימן המשמש להחלפת שומנים בלתי רוויים לא בריאים לשמנים ושומנים רוויים.
הפניות
- שימושים במימן. התאושש מ- Usesof.net.
- התאושש מ- School-for-champions.com.
- מידע על יסודות מימן. התאושש מ- rsc.org.
- מחזור ביוגיוכימי. התאושש מ- newworldencyclopedia.org.
- הסבר על מחזור מימן. התאושש מ- slboss.info.
- מחזור מימן. התאושש מ- Prezi.com.
- כיצד מים נעים סביב הפצע התאושש unep.or.jp.