ההבדל העיקרי בין מימן לחמצן הוא שהמימן הוא גז קל מאוד ואילו החמצן הוא גז כבד.
כולנו מודעים לחשיבותו של גז החמצן לכל צורות החיים, במיוחד לבני אדם. זהו גז אחד התומך בכל צורות החיים. יש גז נוסף, שאנו קוראים לו מימן שחשוב לנו באותה מידה. ישנם הבדלים רבים בין מימן לחמצן. אבל, התועלת הגדולה ביותר עבורנו היא בכימיה בין שני הגזים הללו שכן היא גורמת להיווצרות מים שהם הכרח עבורנו. הבה נשווה את שני הגזים על בסיס תכונותיהם.
מהו מימן?
מימן הוא החומר הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ, תופס כמעט 75% מהמסה של כל החומר. אנו יכולים לסווג גז מימן כגז דיאטומי מכיוון שיש לו שני אטומי מימן. מכיוון שהוא קל מאוד, גז זה נדיר באטמוספירה של כדור הארץ מכיוון שהוא בורח מכוח המשיכה של כדור הארץ. רוב המימן על פני כדור הארץ הוא בצורת מימן יסודי. הרוב המכריע הוא בצורת פחמימנים ומים.
המסה המולרית של מולקולת גז המימן היא 2.016 גרם/מול. זהו גז חסר צבע, חסר ריח, חסר טעם ודליק מאוד. גז זה נוצר כתוצר של כמה סוגים של תגובות מטבוליזם אנאירובי וגם כמה מיקרואורגניזמים יכולים לייצר גז זה. עם זאת, ההפקה הראשונה של גז מימן תועדה בתחילת המאה ה-16th דרך התגובה בין מתכות וחומצות. מאוחר יותר, מדענים גילו שגז זה יוצר מים כשהוא נשרף באוויר, מה שמוביל לכינוי גז זה כמימן (כלומר "יוצר מים"). בטכנולוגיה מודרנית, אנו מייצרים גז זה בקנה מידה תעשייתי באמצעות גז טבעי לחידוש קיטור או במעבדות באמצעות אלקטרוליזה של מים.
איור 01: גז מימן
חוץ מזה, ישנם שני יישומים עיקריים של הגז הזה;. זה; בעיבוד דלק מאובנים (בהידרו-פיצוח) ובהפקת אמוניה במהלך הפקת הדשן. יתר על כן, יש כמה חששות לגבי גז המימן מכיוון שהוא יכול לגרום להתפרקות מתכות שעלולה לשנות את העיצובים של מבנים המכילים מתכת כגון צינורות. גז זה אינו מגיב במיוחד בתנאים סטנדרטיים, אך הוא יכול ליצור תרכובות עם רוב היסודות כגון אלמנטים אלקטרוניים שליליים מאוד, כלומר הלוגנים.
מהו חמצן?
חמצן הוא היסוד השלישי בשכיחותו באטמוספירה, אחרי מימן והליום. הוא מהווה כ-50% ממסת כדור הארץ ומהווה כמעט 90% מהאוקיינוסים בעולם. באטמוספירה של כדור הארץ, חמצן תופס 21% מהנפח ו-23% במשקל. כמו כן, למולקולת גז החמצן יש שני אטומים של חמצן. לפיכך, זהו גז דיאטומי. המסה המולרית של גז זה היא 31.998 גרם/מול. יתר על כן, צורה גזי זו היא הצורה היציבה ביותר של חמצן יסודי.
איור 02: גז חמצן מסייע בבעירה של חומרים אחרים
חוץ מזה, במהלך תהליך הפוטוסינתזה, אורגניזמים כמו ציאנובקטריה, אצות וצמחים מייצרים גז חמצן כתוצר לוואי.חמצן זה המיוצר חשוב לנשימה של אורגניזמים חיים אחרים. זהו גז חסר צבע, חסר ריח וחסר טעם. הוא אינו דליק, אך הוא תומך באופן פעיל בבעירה של חומרים אחרים.
מהם הדמיון בין מימן לחמצן?
- גם מימן וגם חמצן הם תרכובות גזים בתנאים סטנדרטיים.
- כמו כן, שתיהן מולקולות דו-אטומיות בטבען.
- יתר על כן, שניהם נמצאים בשפע באטמוספירה של כדור הארץ.
- יתר על כן, שניהם גזים תגובתיים, והתגובה שלהם מייצרת מים שחיוניים להישרדותנו.
מה ההבדל בין מימן לחמצן?
מימן הוא החומר הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ, תופס כמעט 75% מהמסה של כל החומר, בעוד שהחמצן הוא היסוד השלישי בשכיחותו באטמוספירה, אחרי מימן והליום. שני הגזים הללו מתרחשים במצבם הגזי בתנאי טמפרטורה ולחץ סטנדרטיים.עם זאת, גז מימן נדיר באטמוספירה שלנו מכיוון שהוא בורח מכוח המשיכה בשל קל משקלו. לעומת זאת, חמצן מצוי בשפע באטמוספירה שלנו; כ-12% מהאוויר הוא חמצן. לכן, השפע הוא הבדל אחד בין מימן לחמצן. יתר על כן, הבדל נוסף בין מימן לחמצן הוא שגז המימן דליק מאוד בעוד שגז החמצן אינו דליק. אבל, גז חמצן מסייע לבעירה של חומרים אחרים.
למעלה, ההבדל העיקרי בין מימן לחמצן הוא שהמימן הוא גז קל מאוד ואילו החמצן הוא גז כבד. יתרה מכך, הבדלים נוספים מוצגים באינפוגרפיקה של ההבדל בין מימן לחמצן.
סיכום – מימן מול חמצן
יסודות כימיים של מימן וחמצן מתרחשים במצבם הגזי כמולקולות דו-אטומיות בתנאי לחץ וטמפרטורה סטנדרטיים. ההבדל העיקרי בין מימן לחמצן הוא שהמימן הוא גז קל מאוד ואילו החמצן הוא גז כבד.
