Vätekoncentration

Vätekoncentration är måttet på hur stor andel av ett system som består av väte (H2) eller hur mycket väte som finns i en blandning. Begreppet används inom kemi, fysik och materialvetenskap samt i astrofysik. Vanligt är att vätekoncentration uttrycks som molfraktion (X_H2), partialtryck (p_H2), volymprocent eller molaritet i lösningar. I gaskomponenter gäller att p_H2 = X_H2 × P_total, och för idealgaser motsvarar volymprocent ungefär molekfraktion.

Mätningar och uttryck av vätekoncentration varierar med tillämpning. I gasblandningar används ofta molekfraktion eller volymprocent, medan partialtrycket ger ett direkt mått i ett gassystem. I vätskor anges koncentrationen vanligtvis som molaritet (mol per liter) eller molalitet (mol per kilogram lösningsmedium). I fasta material kan vätekoncentration beskrivas med atomfraktion eller genom tekniker som sekundärjonmasspektrometri (SIMS). Inom astrofysik bedöms vätehalten i stjärnor och interstellära miljöer genom spektroskopi av vätespecifika linjer, till exempel Lyman- och Balmer-serierna.

Betydelse och tillämpningar är breda. Kontrollen av vätekoncentration är central inom produktion och lagring av vätgas, i bränsleceller och i katalytiska processer. I metalliska material påverkar hög vätekoncentration diffusion och mekaniska egenskaper, ofta beskrivs detta som väteembrittlement. Inom miljövetenskap används vätekoncentration för att studera biogeokemiska processer och vattenkvalitet.

Säkerhet: vätgas är mycket brandfarligt och har explosiva koncentrationer i luft mellan cirka 4 och 75 volymprocent. Läckor hanteras med ordentlig ventilation, detektering och lämpliga säkerhetsrutiner.