Chapter 7 · Section 3Textbook pages 133–135Tables 7.1, 7.2 · Fig 7.1

Hydrogen: Preparation, Properties and Uses ഹൈഡ്രജൻ

The Sun shines because of hydrogen, and festival balloons float because of it. This page starts the chapter: first you sort elements into metals, non-metals and metalloids (Table 7.1). Then you meet the lightest element of all. You fill in its identity card (Table 7.2), make it in a virtual lab from zinc and dilute hydrochloric acid, hear its famous "pop", and find out what it does and what we use it for.

📖 What you need (pages 1 and 2 of this guide)

Metals ലോഹങ്ങൾ, non-metals അലോഹങ്ങൾ and metalloids ഉപലോഹങ്ങൾ, and where they sit in the periodic table (page 1).
Atomic number = number of protons = number of electrons (in an atom); mass number = protons + neutrons.
Gas tests and reaction types: a combination reaction joins two substances into one (page 2).

1. Metals, non-metals and metalloids (Table 7.1)

പീരിയോഡിക് ടേബിളിലെ മൂലകങ്ങളെ ലോഹങ്ങൾ, അലോഹങ്ങൾ, ഉപലോഹങ്ങൾ എന്നിങ്ങനെ തരം തിരിച്ചിരിക്കുന്നതായി നിങ്ങൾക്കറിയാം. പീരിയോഡിക് ടേബിൾ പരിശോധിച്ച് ലോഹങ്ങൾ, അലോഹങ്ങൾ, ഉപലോഹങ്ങൾ എന്നിവയ്ക്ക് ഏതാനും ഉദാഹരണങ്ങൾ കണ്ടെത്തി പട്ടിക പൂർത്തിയാക്കുക. – You know that the elements of the periodic table are classified as metals, non-metals and metalloids. Look at the periodic table, find a few examples of each and complete the table.

🗂️ Table 7.1 fill-in – sort the elements

First choose a column ("Put into …"), then tap elements to drop them there. Tap a placed element to send it back. Clue: the metalloids sit along the zig-zag staircase between B and Te.

Table 7.1 (page 133) – one possible answer

Metals ലോഹങ്ങൾ	Non-metals അലോഹങ്ങൾ	Metalloids ഉപലോഹങ്ങൾ
sodium (Na), magnesium (Mg), aluminium (Al), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn)	hydrogen (H), carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O), sulphur (S), chlorine (Cl)	boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te)

Any correct examples are fine – there are many more metals than these.

ഹൈഡ്രജൻ, കാർബൺ, ഓക്സിജൻ, നൈട്രജൻ, ക്ലോറിൻ എന്നിവ പ്രധാനപ്പെട്ട ചില അലോഹങ്ങളാണ്. ഇവ ഉൾപ്പെടുന്ന മൂലക കുടുംബങ്ങളെക്കുറിച്ച് മുൻ അധ്യായത്തിൽ മനസ്സിലാക്കിയിട്ടുണ്ടല്ലോ? ഇവയുടെ നിർമ്മാണ രീതികളും, ചില രാസഭൗതിക ഗുണങ്ങളും നമുക്ക് പരിശോധിക്കാം. – Hydrogen, carbon, oxygen, nitrogen and chlorine are some important non-metals. You met their element families മൂലക കുടുംബങ്ങൾ in an earlier chapter: H is in group 1, C in group 14, N in group 15, O in group 16 and Cl in group 17 (the halogens). In this chapter we study how they are made and some of their physical and chemical properties.

2. Hydrogen – the most abundant element ഹൈഡ്രജൻ

പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ കാണപ്പെടുന്ന ഒരു മൂലകമാണ് ഹൈഡ്രജൻ. സൂര്യനിലെയും മറ്റു നക്ഷത്രങ്ങളിലെയും മുഖ്യഘടകം ഹൈഡ്രജൻ ആണ്. ഹൈഡ്രജൻ അന്തരീക്ഷവായുവിൽ വളരെ ചെറിയ അളവിൽ സ്വതന്ത്രാവസ്ഥയിൽ കാണപ്പെടുന്നു.

Hydrogen is the most abundant element in the universe.
It is the main component of the Sun and the other stars.
In the air around us there is only a very small amount of hydrogen in the free state സ്വതന്ത്രാവസ്ഥ. On Earth most hydrogen is in the combined state സംയുക്താവസ്ഥ – in water, in food, in fuels like LPG and petrol, and in every living thing.

The hydrogen identity card (Table 7.2)

നൽകിയിരിക്കുന്ന പട്ടിക പൂർത്തിയാക്കി ഹൈഡ്രജനെക്കുറിച്ച് ലഘുകുറിപ്പ് തയ്യാറാക്കുക. Complete the table and prepare a short note on hydrogen. First look at the atom and its isotopes:

⚛️ The hydrogen atom and its three isotopes ഐസോടോപ്പുകൾ

Table 7.2 (page 134). Fill in each box, then press Check.

Atomic number അറ്റോമിക നമ്പർ
Mass number മാസ് നമ്പർ
Number of electrons ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം
Number of protons പ്രോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണം
Number of neutrons ന്യൂട്രോണുകളുടെ എണ്ണം
Solubility in water ജലത്തിലെ ലേയത്വം
Isotopes ഐസോടോപ്പുകൾ

Atomic number 1 · mass number 1 (for the common isotope, protium) · electrons 1 · protons 1 · neutrons 0 · solubility in water: does not dissolve (only very, very slightly) · isotopes: protium (¹H), deuterium (²H) and tritium (³H).
Short note: Hydrogen (H) is the first element of the periodic table and the lightest. Its atom has 1 proton and 1 electron; the common isotope, protium, has no neutron, so its mass number is 1. Its isotopes are protium, deuterium and tritium – same atomic number 1, mass numbers 1, 2 and 3. It is the most abundant element in the universe and the main part of the Sun and stars, but there is very little free hydrogen in air. It is a gas that does not dissolve in water.

👨‍🔬 Henry Cavendish (1731–1810) ഹെൻറി കാവൻഡിഷ്

1766 ൽ ഹെൻറി കാവൻഡിഷ് (Henry Cavendish) എന്ന ബ്രിട്ടീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് ഹൈഡ്രജൻ കണ്ടുപിടിച്ചത്. കത്തുന്ന വായു (inflammable air) എന്നാണ് അദ്ദേഹം ഇതിനെ വിശേഷിപ്പിച്ചത്. ജലം ഉണ്ടാകുന്നത് എന്ന അർഥം വരുന്ന Hydrogenes എന്ന ഗ്രീക്ക് പദത്തിൽ നിന്നാണ് ഹൈഡ്രജൻ എന്ന പേര് ലഭിച്ചത്.

Hydrogen was discovered in 1766 by the British scientist Henry Cavendish. He called it "inflammable air" കത്തുന്ന വായു because it catches fire so easily. The name hydrogen comes from the Greek word "Hydrogenes", meaning "water-producer" – when hydrogen burns, water is formed.

3. Making hydrogen in the laboratory (Fig 7.1) പരീക്ഷണശാലയിലെ ഹൈഡ്രജന്റെ നിർമ്മാണം

ചിത്രം 7.1 ൽ കാണുന്നതുപോലെ ഉപകരണങ്ങൾ ക്രമീകരിക്കുക. ടെസ്റ്റ് ട്യൂബിൽ 5 mL നേർപ്പിച്ച ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് എടുക്കുക. അതിൽ അല്പം സിങ്ക് (Zn) തരികൾ ഇടുക. നിരീക്ഷണം രേഖപ്പെടുത്തുക. Arrange the apparatus as in Fig 7.1. Take 5 mL of dilute hydrochloric acid in a test tube clamped to a stand. Add a few zinc (Zn) granules. Record your observation.

⚠️ Hydrogen burns explosively when mixed with air. Do this only with your teacher, with a small amount of acid in an open test tube, and keep all other flames away from the hydrogen. Dilute acid still stings: wear goggles, do not touch or taste it.

🧪 Virtual lab – zinc + dilute HCl, then the "pop" test

Try the splinter both before and after adding the zinc. Only the gas from the reaction gives the pop.

Q (page 134). ഉണ്ടായ വാതകം ഹൈഡ്രജനാണോ? എങ്ങനെ സ്ഥിരീകരിക്കാം? ടെസ്റ്റ് ട്യൂബിന്റെ വായ്ഭാഗത്ത് കത്തിച്ച ഒരു ഈർക്കിൽ കഷണം കൊണ്ടുവരിക. എന്താണ് നിരീക്ഷണം? Is the gas formed hydrogen? How can we confirm it? Bring a burning splinter (a lit piece of coconut-leaf stick, eerkkil) to the mouth of the test tube. What do you observe?

Bubbles of a colourless gas rise from the zinc. When a burning splinter is brought to the mouth of the test tube, the gas burns with a "pop" sound പോപ്പ് ശബ്ദം. This confirms that the gas is hydrogen. (A burning splinter is used – a glowing splinter is the test for oxygen.)

ഈ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ സമീകരിച്ച രാസസമവാക്യം എഴുതുക. Q. Write the balanced chemical equation for this reaction.

Zn + HCl → ZnCl₂ +

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑
zinc + hydrochloric acid → zinc chloride + hydrogen. Check: left Zn 1, H 2, Cl 2; right Zn 1, Cl 2, H 2 – balanced. Zinc takes the place of hydrogen in the acid (a displacement reaction), and the hydrogen is set free as a gas.

വ്യാവസായികമായി ഹൈഡ്രജൻ നിർമ്മിക്കുന്നത് ജലത്തിന്റെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം വഴിയാണ്. – In industry, hydrogen is made by the electrolysis of water ജലത്തിന്റെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം: an electric current splits water into hydrogen and oxygen.

2H₂O —electricity→ 2H₂ + O₂

🔭 Go further

Today most of the world's hydrogen is actually made from natural gas (methane) and steam, which also gives out carbon dioxide. Hydrogen made by electrolysis using electricity from the Sun or wind is called "green hydrogen", because no fossil fuel is burnt to make it.

4. Properties of hydrogen ഹൈഡ്രജന്റെ ഗുണങ്ങൾ

🎨 No colour, no smellഹൈഡ്രജന് നിറമോ മണമോ ഇല്ല.Hydrogen is colourless and odourless.

💧 Does not dissolve in waterജലത്തിൽ ലയിക്കുന്നില്ല.So it can be collected over water.

🎈 Less dense than airവായുവിനേക്കാൾ സാന്ദ്രത കുറവാണ്.It is the lightest gas – about 14 times lighter than air.

⚛️ Diatomic moleculesഹൈഡ്രജൻ ദ്വയാറ്റോമിക തന്മാത്രകളായിട്ടാണ് കാണപ്പെടുന്നത്.Two H atoms share a pair of electrons: H₂ (H–H), a diatomic molecule ദ്വയാറ്റോമിക തന്മാത്ര.

💥 Burns with a popഹൈഡ്രജൻ പോപ്പ് ശബ്ദത്തോടെ കത്തുന്ന ഒരു വാതകമാണ്.Hydrogen burns with a "pop" sound.

🎈 Why do hydrogen balloons rise?

Fill the balloon with

Densities at 0 °C and normal pressure: air 1.29 g/L, hydrogen 0.09 g/L, helium 0.18 g/L. A balloon rises when the gas inside (plus the rubber) is lighter than the air it pushes aside.

5. Some important reactions of hydrogen ഹൈഡ്രജന്റെ ചില പ്രധാന രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ

ഹൈഡ്രജൻ ഓക്സിജനിൽ കത്തുമ്പോൾ ജലം ഉണ്ടാകുന്നു. Hydrogen burns in oxygen to form water, giving out heat:
2H₂ + O₂ → 2H₂O + heat (താപം)
സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറിനുമായി സംയോജിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡ് ഉണ്ടാകുന്നു. In the presence of sunlight, hydrogen combines with chlorine to form hydrogen chloride:
H₂ + Cl₂ —sunlight→ 2HCl

🎬 Step by step · watch the atoms rearrange

? (page 135). മുകളിൽ കൊടുത്തിരിക്കുന്ന രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഏതു വിഭാഗത്തിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു? (സംയോജന രാസപ്രവർത്തനം, ആദേശ രാസപ്രവർത്തനം, വിഘടന രാസപ്രവർത്തനം) To which type do the above reactions belong? (combination reaction, displacement reaction, decomposition reaction)

Both are combination reactions സംയോജന രാസപ്രവർത്തനം. In each, two elements (two reactants) combine to form one product: hydrogen + oxygen → water; hydrogen + chlorine → hydrogen chloride. (Decomposition is the reverse – one substance breaking into two or more. Displacement is one element taking the place of another in a compound, like zinc pushing hydrogen out of HCl in the lab preparation.)

6. Uses of hydrogen ഹൈഡ്രജന്റെ ഉപയോഗങ്ങൾ

🏭 Making ammonia and methanolഅമോണിയ, മെഥനോൾ (CH₃OH) എന്നിവയുടെ വ്യാവസായിക ഉൽപാദനത്തിനായി.For the industrial manufacture of ammonia (NH₃ – for fertilisers) and methanol (CH₃OH).

🚀 As a fuelഇന്ധനമായി.It burns and gives out a lot of heat (next page: calorific value). Liquid hydrogen is a rocket fuel.

🧈 Making saturated oilsവനസ്പതി പോലെയുള്ള പൂരിത എണ്ണകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന്.To make saturated oils പൂരിത എണ്ണകൾ such as vanaspati, by adding hydrogen to vegetable oils.

⛏️ A reducing agentലോഹ ഓക്സൈഡിൽ നിന്ന് ലോഹത്തെ വേർതിരിക്കാൻ ഹൈഡ്രജൻ നിരോക്സീകാരിയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.As a reducing agent നിരോക്സീകാരി it removes oxygen from a metal oxide to give the metal, e.g. CuO + H₂ → Cu + H₂O.

⚠️ Common mistakes

Testing hydrogen with a glowing splinter ✗ – that is the oxygen test. Hydrogen: a burning splinter → "pop".
Writing Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂ ✗ – not balanced. It is Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂.
Writing hydrogen gas as "H" ✗ – it is diatomic: H₂.
"Hydrogen has 1 neutron" ✗ – the common isotope, protium, has no neutron (mass number 1).

🌐 Explore online needs internet · opens in a new tab

📄 Hydrogen Wikipedia
The most abundant element in the universe – properties and uses.
📄 Henry Cavendish Wikipedia
Discovered hydrogen in 1766 and called it "inflammable air".
📄 Hydrogen economy Wikipedia
Hydrogen as a clean fuel – its advantages and problems.
📄 Heat of combustion Wikipedia
Calorific values of fuels in kJ/g.

7. Check yourself

🧭 Summary

Metals: Na, Mg, Al, Fe, Cu, Zn · non-metals: H, C, N, O, S, Cl · metalloids: B, Si, Ge, As, Sb, Te (Table 7.1).
Hydrogen: Z = 1, mass number 1, 1 electron, 1 proton, 0 neutrons; does not dissolve in water; isotopes protium, deuterium, tritium (Table 7.2). Most abundant element in the universe. Discovered by Cavendish, 1766 ("inflammable air"; "Hydrogenes" = water-producer).
Lab: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑; test: a burning splinter → "pop". Industry: electrolysis of water.
Colourless, odourless, insoluble, less dense than air, diatomic (H₂), burns with a pop.
2H₂ + O₂ → 2H₂O + heat; H₂ + Cl₂ →(sunlight) 2HCl – both combination reactions.
Uses: ammonia and methanol, fuel, vanaspati (saturated oils), reducing agent for metal oxides.

Next: Hydrogen as a fuel and calorific value ▶