수소는 반응성이 높은 연료입니다. 수소 분자는 기존 분자 결합이 파손되고 산소와 수소 원자 사이에 새로운 결합이 형성 될 때 산소와 격렬하게 반응합니다. 반응의 생성물이 반응물보다 에너지 수준이 낮기 때문에 결과는 폭발성 에너지 방출 및 물의 생산입니다. 그러나 수소는 실온에서 산소와 반응하지 않으며 혼합물을 발화하기 위해 에너지 공급원이 필요합니다.
tl; dr (너무 길다; 읽지 않았다)
수소와 산소는 물을 만들기 위해 결합하여 과정에서 많은 열을냅니다.
수소 및 산소 믹스
수소 및 산소 가스는 화학 반응없이 실온에서 혼합됩니다. 이는 분자의 속도가 반응물 사이의 충돌 동안 반응을 활성화하기에 충분한 운동 에너지를 제공하지 않기 때문이다. 가스의 혼합물이 형성되며, 혼합물에 충분한 에너지가 도입되면 격렬하게 반응 할 가능성이 있습니다.
활성화 에너지
혼합물에 스파크의 도입은 일부 수소와 산소 분자들 사이에서 온도를 높입니다. 더 높은 온도의 분자는 더 빠르게 이동하고 더 많은 에너지와 충돌합니다. 충돌 에너지가 반응물 사이의 결합을 "파괴"하기에 충분한 최소 활성화 에너지에 도달하면, 수소와 산소 사이의 반응이 뒤 따른다. 수소는 활성화 에너지가 낮기 때문에 산소와의 반응을 유발하기 위해 작은 스파크 만 필요합니다.
발열 반응
모든 연료와 마찬가지로, 반응물,이 경우 수소와 산소는 반응의 생성물보다 에너지 수준이 높다. 이것은 반응으로부터 에너지의 순 방출을 초래하며, 이는 발열 반응으로 알려져있다. 한 세트의 수소 및 산소 분자가 반응 한 후, 에너지는 주변 혼합물에서 분자를 방출하여 반응하여 더 많은 에너지를 방출합니다. 그 결과 열, 빛 및 소리의 형태로 에너지를 빠르게 방출하는 폭발적이고 빠른 반응이 발생합니다.
전자 동작
서브 분자 수준에서, 반응물과 생성물 사이의 에너지 수준의 차이의 이유는 전자 구성에있다. 수소 원자는 각각 하나의 전자를 갖는다. 그들은 2 개의 분자로 결합하여 두 개의 전자 (각각 1 개)를 공유 할 수 있습니다. 이는 전자 쉘이 두 개의 전자가 차지할 때 낮은 에너지 상태 (따라서 더 안정적)에 있기 때문입니다. 산소 원자는 각각 8 개의 전자를 갖는다. 그것들은 4 개의 전자를 공유하여 2 개의 분자로 결합하여 외부 전자 껍질이 각각 8 개의 전자에 의해 완전히 점유되도록합니다. 그러나, 2 개의 수소 원자가 하나의 산소 원자와 전자를 공유 할 때 전자의 훨씬 안정적인 정렬이 발생한다. 반응물의 전자를 궤도의 "꺼내"하는 데 소량의 에너지 만 필요하여 새로운 분자 H2O.
제품
새로운 분자를 생성하기 위해 수소와 산소 사이의 전자 재정렬 후, 반응의 생성물은 물과 열입니다. 열은 물을 가열하여 터빈을 운전하는 것과 같이 작업을 수행하기 위해 활용 될 수 있습니다. 제품은이 화학 반응의 발열, 연쇄 반응 특성으로 인해 빠르게 생산됩니다. 모든 화학 반응과 마찬가지로 반응은 쉽게 가역적이지 않습니다.
