Najlżejszy gaz na świecie i jego cechy
Jednym z nich jest gaz stany agregacyjne substancji. W tej formie najczęściej istnieją we Wszechświecie, tworząc mgławice, gwiazdy i materię międzygwiezdną. Ziemia nie jest bez gazu. Wchodzą skład powietrza obecne w żywych organizmach. A jaki jest najłatwiejszy gaz? Jakie funkcje posiada? Dowiedzmy się.
Najlżejszy gaz
Pierwiastek chemiczny, którego cząsteczki tworzą najlżejszy gaz, to wodór. W układzie okresowym jest oznaczony symbolem H i jest na pierwszym miejscu. Ma charakter unikalny, ponieważ może być niebezpieczny, ale jednocześnie jest niezwykle niezbędny dla każdej żywej istoty.
Wodór jest najlżejszym gazem, gdy jego dwa atomy łączą się tworząc cząsteczkę, tworząc H2. W lekkości przewyższa on powietrze o 14,5 razy. Może wybuchnąć po zmieszaniu z tlenem lub powietrzem. Ale jeśli połączymy dwa atomy z atomem tlenu, otrzymamy zwykłą wodę, której potrzebujemy. Wskazuje na to jego łacińska nazwa Hydrogenium, którą można przetłumaczyć jako "wytwarzającą wodę".
Jeśli połączysz dwa atomy wodoru i dwa atomy tlenu, uwolniona zostanie inna substancja. Tworzą one nadtlenek wodoru - bezbarwną ciecz, która służy do dezynfekcji ran, rozjaśniania włosów, a także jako paliwo rakietowe.
Stany i właściwości substancji wodoru
Najlżejszy gaz chemiczny w normalnych warunkach nie ma koloru, smaku i zapachu. Jego gęstość na centymetr sześcienny wynosi tylko 0,0000899 gramów. Jego temperatura wrzenia wynosi 252,6 ° C. W stanie wolnym w stanie, występuje w postaci gazu H2.
Wodór jest doskonale rozpuszczalny w wielu metalach (pallad, tytan, niob, platyna, nikiel), dyfundując z nimi. Jest również rozpuszczalny w etanolu, ale nie miesza się ze srebrem.
Ma wysoką przewodność cieplną, która jest siedmiokrotnie wyższa niż w powietrzu. Ciekły wodór jest również lekki i bezbarwny. Podczas upłynniania jego objętość zmniejsza się, a substancja nabywa właściwości kriogeniczne. W tej postaci jest niebezpieczny dla ludzi - może powodować odmrożenia skóry, a jej opary powodują obrzęk płuc.
W stanie stałym substancja wygląda jak śnieżna masa białego. Topi się w temperaturze -259,2 ° C i ma prawie najmniejszą gęstość wśród stałych substancji prostych - 0,08667 g / cm³. Przy ciśnieniu 300 GPa zmienia się w stan metaliczny. Zakłada się, że metaliczny wodór znajduje się w jądrze niektórych planet, na przykład Saturna i Jowisza.
Reakcje z wodorem
Sam najlżejszy gaz jest sam w sobie nieaktywny. Jednak po podgrzaniu może reagować z różnymi substancjami, takimi jak azot, tlen, siarka itp. Paleniu wodoru towarzyszy wydzielanie wody, które odkrył w XVIII wieku chemik Lavoisier, który nadał mu nazwę.
Mieszanie z tlenem utlenia. Ale w zwykłej temperaturze reakcja jest powolna i dyskretna z boku. Niemniej jednak, mieszaninę nazwano "wybuchową", ponieważ wybucha po ogrzaniu, czemu towarzyszy głośny huk. Aby aktywować mieszaninę wystarczy nawet jedna iskra.
Przy udziale światła i ciepła reaguje z wieloma metalami i niemetalami. W przypadku chloru tworzy chlorowodór - stabilny gaz o wyraźnym zapachu. Rozpuszcza się w wodzie i pali w wilgotnym powietrzu. Amoniak tworzy azot z siarką, siarkowodór silnie pachnie siarką jak siarka.
W normalnej temperaturze najlżejszy gaz reaguje tylko z fluorem i bardzo aktywnymi metalami alkalicznymi, takimi jak wapń. Z fluorem jest bardzo wybuchowy i reaguje nawet w temperaturze zerowej i w ciemności.
Tlenki pobierają tlen i zachowują się jak reduktor. Tak więc, miedź i woda powstają z CuO na wylocie, az WO 3 - wolframu i 3H 2 O.
Rozprzestrzenia się w naturze
Wodór jest najbardziej powszechnym elementem we wszechświecie, ale na Ziemi ustępuje on wyższości tlenu. W kosmosie najjaśniejszy gaz obecny w materiale międzygwiezdnym tworzy mgławice, gwiazdy i jądra planet.
Na słońcu i innych gwiazdach temperatura jest zbyt wysoka, więc wodór staje się plazmą. Wraz z nim zachodzą w nim reakcje termojądrowe, którym towarzyszy uwalnianie ogromnych ilości energii. To spalanie wodoru i jego przemiany pozwalają gwiazdom świecić i oddawać ciepło.
Na Ziemi wodór jest przede wszystkim związany. W stanie wolnym tylko 0,00005% tego gazu znajduje się w suchym powietrzu. Jest obecny w prawie wszystkich żywych komórkach. Tak więc około 64% atomów w organizmie to wodór. Jest to część białek, tłuszczów, hormonów i innych związków.
Gdzie jest używany?
Kiedyś najlżejszy gaz został użyty do podniesienia balonów i sterowców w powietrzu. Jednak nie było to bezpieczne. Jeśli w jakiś sposób otrzymał tlen, instalacja zapłonęła. Z powodu zapłonu największego sterowca "Hindenburga" w 1937 r. Zginęło 35 osób. Następnie gaz niebezpieczny został zastąpiony helem.
Chlorowodór składa się teraz z wodoru i kwas chlorowodorowy jak również amoniak, niezbędny do produkcji nawozów. Przy pomocy mydła, plastiku. Łącząc go z CO 2 , zdobądź gaz syntezowy do produkcji energii. Przechodząc przez niego płynne tłuszcze roślinne, odbierz twarde, z których robi się margarynę.
Redukcyjne właściwości wodoru pomagają w produkcji czystych metali tlenki (miedź, wolfram, molibden i tym podobne. d.). Gdy płonie, powstają bardzo wysokie temperatury (3000-4000 stopni), z ich pomocą gotowane są ogniotrwałe metale.
Zużycie paliwa
Wodór ma wysoką wartość opałową i nie jest szkodliwy dla środowiska, a kiedy płonie, tlen i woda są uwalniane do atmosfery. Może z łatwością zastąpić drogi olej i gaz, węgiel kamienny, a także zatrzymać uwalnianie szkodliwego dwutlenku węgla, co jest nieuniknione podczas ich przetwarzania.
Naukowcy zastanawiają się teraz nad tym pytaniem. Programy dotyczące energii wodorowej zostały już wyrażone przez Islandię, USA, Japonię, RPA, Indie i Koreę Południową. We Włoszech firma Enel uruchomiła już elektrownię na tym gazie, Japonia poinformowała, że otworzy swoją stację w 2018 roku. Firmy samochodowe już dawno zaprezentowały swoje modele wodorowe.
Być może takie paliwo może rozwiązać niektóre problemy. Może jednak generować nowe. Nie wiadomo jeszcze, jak skutecznie produkować wodór, wydawać minimum pieniędzy i nie zakłócać naturalnej równowagi. W związku z tym wszystkie pomysły dotyczące użycia najlżejszego gazu są w fazie rozwoju.