03.10.2015

Mindannyian tudjuk, hogy Univerzumunk leggyakoribb eleme a hidrogén. Ez a csillagok fő alkotóeleme. Részesedése az összes atomból 88,6%. A Földön végbemenő folyamatok egyszerűen nem lehetségesek a hidrogén hatása nélkül. Sok más elemtől eltérően különféle vegyületek formájában található meg. Egy egyszerű anyag tömeghányada a levegőben elhanyagolható.

Az elem neve latinul Hidrogén két görög szóból áll, lefordított jelentése vízÉs szülök- vagyis a víz szülése. Lavoisier így nevezte, de a XVII. akadémikus V.M. Severgin úgy döntött, hogy ezt az elemet „hidraulikus anyagnak” nevezi. A hidrogén elnevezést Oroszországban 1824-ben javasolta Szolovjov vegyész, az „oxigénhez” való hasonlóság miatt. Az oroszországi kémiai irodalomban a 19. századig az elem következő nevei láthatók: gyúlékony gáz, meggyújtott levegő vagy gát, hidrogén gáz, vízi lény.

Sok gáz tanulmányozásával és felfedezésével kapcsolatos kísérletek sokáig felügyelet nélkül maradtak, mivel a kísérletezők egyszerűen nem vették észre ezeket a láthatatlan anyagokat. Csak idővel jött létre az a meggyőződés, hogy a gáz ugyanaz az anyag, amelynek tanulmányozása nélkül nem lehet teljesen megérteni a világ kémiai alapjait. A hidrogén felfedezése a kémia, mint tudomány fejlődése során következett be. A 11-12. században a fémek savakkal való kölcsönhatása során gáz szabadult fel. Paracelsus, Lomonoszov, Boyle és más tudósok és feltalálók megfigyelték az égést. De ezekben az években a legtöbbjük a flogiszton elmélete mellett kötelezte el magát.

Lomonoszov, 1745-ben, disszertációja írásakor leírta a gáztermelést savak fémekre gyakorolt ​​hatására. A flogiszton hipotézist Henry Cavendish kémikus is felvetette, aki részletesebben tanulmányozta a hidrogén tulajdonságait, és az „éghető levegő” nevet adta neki. Csak a 12. század vége felé, modern laboratóriumi műszerekkel, Lavoisier és Meunier végzett vizes szintézist. Elemezték a vízgőzt, amelyet forró vas segítségével bontottak le. Ennek a tapasztalatnak köszönhetően világossá vált, hogy a hidrogén jelen van a víz összetételében, és abból is nyerhető.

A 13-19. század fordulóját egy felfedezés jellemezte - kiderült, hogy a hidrogénatom más elemekkel együtt meglehetősen könnyű, és ennek az elemnek a tömegét szokás viszonyítási egységnek tekinteni. Atomtömegéhez 1-et rendeltek. Amikor Lavoisier bemutatott egy táblázatot az egyszerű anyagokról, ott a hidrogént 5 egyszerű testbe sorolta (hidrogén, oxigén, nitrogén, fény, hő). Általánosan elfogadott volt, hogy ezek az anyagok 3 természeti birodalomból származnak, és a test elemeinek számítottak.

Magának az elemnek a felfedezése mellett a tudósok később felfedezték annak izotópjait. Ez a modernebb időkben, 1931-ben történt. Tudósok egy csoportja a hidrogén hosszú távú, folyékony halmazállapotú elpárologtatása során keletkezett maradékot vizsgálta. A kísérlet során hidrogént fedeztek fel, melynek rendszáma 2. A Deutérium nevet kapta (második). Mindössze 4 év elteltével a víz hosszú távú elektrolízise során egy még nehezebb izotópot fedeztek fel, amelyet tríciumnak (harmadik) hívtak.

A periódusos rendszerben a hidrogén két olyan elemcsoportban található, amelyek tulajdonságaikban teljesen ellentétesek. Ez a funkció teljesen egyedivé teszi. A hidrogén nemcsak egy elem vagy anyag, hanem számos összetett vegyület szerves része, szerves és biogén elem. Ezért nézzük meg részletesebben annak tulajdonságait és jellemzőit.

A fémek és savak kölcsönhatása során éghető gázok felszabadulását már a 16. században, vagyis a kémia, mint tudomány kialakulásakor figyelték meg. A híres angol tudós, Henry Cavendish 1766-tól kezdődően tanulmányozta az anyagot, és az „éghető levegő” nevet adta neki. Égéskor ez a gáz vizet termelt. Sajnos a tudós ragaszkodása a flogiszton (hipotetikus „ultrafinom anyag”) elméletéhez megakadályozta, hogy megfelelő következtetésekre jusson.

A. Lavoisier francia kémikus és természettudós J. Meunier mérnökkel közösen és speciális gázmérők segítségével 1783-ban szintetizált vizet, majd a vízgőz forró vassal történő lebontásával elemezte. Így a tudósok megfelelő következtetésekre jutottak. Megállapították, hogy az „éghető levegő” nemcsak része a víznek, hanem nyerhető is belőle.

1787-ben Lavoisier azt javasolta, hogy a vizsgált gáz egyszerű anyag, és ennek megfelelően az elsődleges kémiai elemek számához tartozik. Hidrogénnek nevezte (a görög hydor – víz + gennao – szülök szavakból), azaz „vizet szülök”.

Az orosz „hidrogén” nevet 1824-ben M. Soloviev vegyész javasolta. A víz összetételének meghatározása a „phlogiszton-elmélet” végét jelentette. A 18. és 19. század fordulóján megállapították, hogy a hidrogénatom nagyon könnyű (más elemek atomjaihoz képest), és tömegét vették alapegységnek az atomtömegek összehasonlításakor, 1-gyel egyenlő értéket kapva.

Fizikai tulajdonságok

A hidrogén a tudomány által ismert legkönnyebb anyag (14,4-szer könnyebb a levegőnél), sűrűsége 0,0899 g/l (1 atm, 0 °C). Ez az anyag -259,1 °C-on, illetve -252,8 °C-on megolvad (megszilárdul) és forr (folyósodik) (csak a hélium forrás- és olvadáspontja alacsonyabb).

A hidrogén kritikus hőmérséklete rendkívül alacsony (-240 °C). Emiatt cseppfolyósítása meglehetősen bonyolult és költséges folyamat. Az anyag kritikus nyomása 12,8 kgf/cm², a kritikus sűrűsége 0,0312 g/cm³. Az összes gáz közül a hidrogénnek van a legnagyobb hővezető képessége: 1 atm és 0 °C hőmérsékleten 0,174 W/(mxK).

Az anyag fajlagos hőkapacitása azonos körülmények között 14,208 kJ/(kgxK) vagy 3,394 cal/(rx°C). Ez az elem kevéssé oldódik vízben (körülbelül 0,0182 ml/g 1 atm és 20 °C-on), de jól oldódik a legtöbb fémben (Ni, Pt, Pa és mások), különösen a palládiumban (körülbelül 850 térfogat/térfogat Pd) .

Ez utóbbi tulajdonság a diffúziós képességgel függ össze, a szénötvözeten (például acélon) keresztül történő diffúzió pedig az ötvözet tönkremenetelével járhat a hidrogén és a szén kölcsönhatása miatt (ezt a folyamatot dekarbonizációnak nevezik). Folyékony állapotban az anyag nagyon könnyű (sűrűség - 0,0708 g/cm³ t° = -253 °C-on) és folyékony (viszkozitás - 13,8 spoise azonos körülmények között).

Sok vegyületben ez az elem +1 vegyértéket (oxidációs állapotot) mutat, mint a nátrium és más alkálifémek. Általában ezeknek a fémeknek analógjának tekintik. Ennek megfelelően a periódusos rendszer I. csoportjának élén áll. A fémhidridekben a hidrogénion negatív töltésű (az oxidációs állapota -1), vagyis a Na+H- szerkezete hasonló a Na+Cl-kloridéhoz. Ennek és néhány más ténynek megfelelően (a „H” elem és a halogének fizikai tulajdonságainak hasonlósága, a szerves vegyületekben lévő halogénekkel való helyettesíthetősége) a hidrogént a periódusos rendszer VII. csoportjába sorolják.

Normál körülmények között a molekuláris hidrogén alacsony aktivitású, közvetlenül csak a legaktívabb nemfémekkel (fluorral és klórral, utóbbival a fényben) kombinálódik. Hevítéskor viszont kölcsönhatásba lép számos kémiai elemmel.

Az atomi hidrogénnek megnövekedett kémiai aktivitása van (a molekuláris hidrogénhez képest). Oxigénnel vizet képez a következő képlet szerint:

Н₂ + ½О₂ = Н₂О,

285,937 kJ/mol hőt vagy 68,3174 kcal/mol (25 °C, 1 atm) leadása. Normál hőmérsékleti körülmények között a reakció meglehetősen lassan megy végbe, t° >= 550 °C-on pedig szabályozhatatlan. A hidrogén + oxigén keverék robbanási határa 4-94 térfogat% H2, a hidrogén + levegő keveréké pedig 4-74% H2 (két térfogatnyi H2 és egy térfogat O2 keverékét robbanógáznak nevezzük).

Ezt az elemet a legtöbb fém redukálására használják, mivel eltávolítja az oxigént az oxidokból:

Fe3O4 + 4H₂ = 3Fe + 4H2O,

CuO + H2 = Cu + H2O stb.

A hidrogén különböző halogénekkel hidrogén-halogenideket képez, például:

H2 + Cl2 = 2HCl.

Fluorral reagálva azonban a hidrogén felrobban (sötétben, -252 °C-on is megtörténik), brómmal és klórral csak melegítéskor vagy megvilágítva, jóddal pedig csak melegítéskor reagál. A nitrogénnel való kölcsönhatás során ammónia képződik, de csak katalizátoron, magasabb nyomáson és hőmérsékleten:

ЗН₂ + N₂ = 2NN3.

Melegítéskor a hidrogén aktívan reagál a kénnel:

H2 + S = H2S (hidrogén-szulfid),

tellúrral vagy szelénnel pedig sokkal nehezebb. A hidrogén katalizátor nélkül, de magas hőmérsékleten reagál tiszta szénnel:

2H2 + C (amorf) = CH4 (metán).

Ez az anyag közvetlenül reagál néhány fémmel (alkáli, alkáliföldfém és mások), hidrideket képezve, például:

H2 + 2Li = 2LiH.

A hidrogén és a szén-monoxid (II) közötti kölcsönhatások jelentős gyakorlati jelentőséggel bírnak. Ebben az esetben a nyomástól, hőmérséklettől és a katalizátortól függően különböző szerves vegyületek képződnek: HCHO, CH3OH, stb. A telítetlen szénhidrogének a reakció során telítődnek, pl.

С n Н₂ n + Н₂ = С n Н₂ n ₊₂.

A hidrogén és vegyületei kivételes szerepet töltenek be a kémiában. Meghatározza a savas tulajdonságait az ún. protikus savak, hajlamosak hidrogénkötések kialakítására különféle elemekkel, amelyek jelentős hatással vannak számos szervetlen és szerves vegyület tulajdonságaira.

Hidrogén termelés

Ennek az elemnek az ipari előállításához a fő nyersanyagtípusok az olajfinomító gázok, a természetes éghető gázok és a kokszolókemence-gázok. Vízből is nyerik elektrolízissel (olyan helyeken, ahol van áram). A földgázból történő anyag-előállítás egyik legfontosabb módszere a szénhidrogének, elsősorban a metán és a vízgőz közötti katalitikus kölcsönhatás (ún. konverzió). Például:

CH4 + H2O = CO + ZN2.

A szénhidrogének nem teljes oxidációja oxigénnel:

CH4 + 1/2O2 = CO + 2H2.

A szintetizált szén-monoxid (II) átalakul:

CO + H2O = CO2 + H2.

A földgázból előállított hidrogén a legolcsóbb.

A víz elektrolíziséhez egyenáramot használnak, amelyet NaOH vagy KOH oldaton vezetnek át (savakat nem használnak a berendezés korróziójának elkerülésére). Laboratóriumi körülmények között az anyagot víz elektrolízisével vagy sósav és cink reakciójának eredményeként nyerik. Gyakrabban használják azonban a hengerekben lévő kész gyári anyagot.

Ezt az elemet az olajfinomító gázoktól és a kokszolókemence-gáztól úgy izolálják, hogy eltávolítják a gázkeverék összes többi komponensét, mivel a mélyhűtés során könnyebben cseppfolyósodnak.

Ezt az anyagot a 18. század végén kezdték iparilag előállítani. Akkoriban léggömbök töltésére használták. Jelenleg a hidrogént széles körben használják az iparban, elsősorban a vegyiparban, ammónia előállítására.

Az anyag tömeges fogyasztói metil- és más alkoholok, szintetikus benzin és sok más termék gyártói. Ezeket szén-monoxid (II) és hidrogén szintézisével állítják elő. A hidrogént nehéz és szilárd folyékony tüzelőanyagok, zsírok stb. hidrogénezésére, HCl szintézisére, kőolajtermékek hidrogénezésére, valamint fémvágásra/hegesztésre használják. Az atomenergia legfontosabb elemei annak izotópjai - a trícium és a deutérium.

A hidrogén biológiai szerepe

Az élő szervezetek tömegének (átlagosan) körülbelül 10%-a származik ebből az elemből. A víz és a legfontosabb természetes vegyületcsoportok része, beleértve a fehérjéket, nukleinsavakat, lipideket és szénhidrátokat. Mire használják?

Ennek az anyagnak meghatározó szerepe van: a fehérjék térszerkezetének fenntartásában (kvaterner), a nukleinsavak komplementaritása elvének megvalósításában (azaz a genetikai információ megvalósításában és tárolásában), és általában a molekuláris „felismerésben” szint.

A H+ hidrogénion fontos dinamikus reakciókban/folyamatokban vesz részt a szervezetben. Beleértve: az élő sejteket energiával ellátó biológiai oxidációban, a bioszintézis reakciókban, a növények fotoszintézisében, a bakteriális fotoszintézisben és a nitrogénkötésben, a sav-bázis egyensúly és a homeosztázis fenntartásában, a membrántranszport folyamatokban. A szénnel és oxigénnel együtt az életjelenségek funkcionális és szerkezeti alapját képezi.

Golyó alakú, de korongnak vagy akár lebegő téglalapnak képzeltük el, tűz, levegő, föld és víz négynek számított az univerzum alapvető elemei. Ki hagyta abba a vizet elemnek nevezni? Ki fosztotta meg ettől a magas rangtól? ? Számos bátor kémikus, akik egymástól függetlenül dolgoztak, szinte egyszerre tette ezt a felfedezést.

Az oxigén és a hidrogén felfedezői

Mivel a kémikusok az alkimistákat és a warlockokat eltaszították a retortáktól, az elemek családja azonnal megnövekedett. Ha száz évvel ezelőtt még csak 60 tagot számlált, most a mesterségesen szerzett elemeket számolva százan vannak. Nevüket, kémiai jelüket, atomsúlyukat és rendszámukat bármelyik kémiai táblázatban megtaláljuk. Csak az „ősök” neve tűnt el belőle. Az oxigén és a hidrogén felfedezői tartott:

1. francia vegyész Antoine Laurent Lavoisier. Salétrom- és puskaporgyár vezetője, majd a francia polgári forradalom győzelme után a nemzeti kincstár biztosa, Franciaország egyik legbefolyásosabb embere.
2. angol vegyész Henry Cavendish, eredetileg egy régi hercegi családból származott, aki vagyonának jelentős részét a tudományra ajánlotta fel.
3. Cavendish honfitársa Joseph Priestley. Pap volt. A francia forradalom lelkes támogatójaként Priestleyt kiűzték Angliából, és Amerikába menekült.
4. Híres svéd kémikus, Karl Wilhelm Scheele, gyógyszerész.

Ezek a nevük. Mit csináltak?

Oxigén - vízben és levegőben

Lavoisier, Priestley és Scheele számos kísérletet végzett. Először ők oxigént fedezett fel a vízben és a levegőben. A kémiában "O"-nak nevezik. Amikor azt mondtuk:

Víz nélkül nincs élet

ezt még nem mondták ki, hogy valójában kinek köszönheti éltető erejét a víz. Most erre a kérdésre válaszolhatunk. A víz éltető ereje oxigénből áll. Az oxigén a Földet körülvevő légburok legfontosabb eleme. Oxigén nélkül az élet kialszik, akár egy üvegedény alá helyezett gyertya lángja. Még a legnagyobb tűz is alábbhagy, ha az égő tárgyakat homokkal borítják, így elzárják az oxigénhez való hozzáférést.
Most már érted, miért ég olyan rosszul a tűz a kályhában, ha a kilátás zárva van? Ugyanez az égési folyamat megy végbe szervezetünkben az anyagcsere során. A gőzgép a szén elégetésének hőenergiáját használja fel. Ugyanígy a szervezetünk az elfogyasztott tápanyagok energiáját használja fel. A belélegzett levegő szükséges ahhoz, hogy a „tűzhely” - testünk - jól égjen, mert testünknek bizonyos hőmérsékletűnek kell lennie. Kilégzéskor vizet bocsátunk ki gőz és égéstermékek formájában.
Lavoisier ezeket a folyamatokat tanulmányozta és felfedezte az égés különböző anyagok gyors egyesülése a levegő oxigénjével. Ez hőt hoz létre. De Lavoisier nem elégedett meg azzal a ténnyel oxigént fedeztek fel. Azt akarta tudni, milyen anyagokkal keveredik az oxigén.

A hidrogén felfedezése

Majdnem egy időben Cavendish-sel, aki a vizet is alkotórészeire bontotta, Lavoisier felfedezte a hidrogént. Ezt az elemet "Hydrogéniumnak" nevezik, ami azt jelenti: A hidrogént "H" betű jelöli. Vizsgáljuk meg még egyszer, hogy valóban benne van-e a hidrogén víz összetétele. Töltsük meg a kémcsövet jéggel és melegítsük alkohollámpa lángja fölött. (Az alkohol, mint minden alkohol, gazdag hidrogénben.) Szóval mit fogunk látni? A kémcső külsejét harmat borítja. Vagy tartson egy tiszta kést a gyertyaláng fölé. A kést vízcseppek is borítják. Honnan jön a víz? A lángból víz keletkezik. Ez azt jelenti, hogy a tűz a víz forrása! Ez nem új felfedezés, de még mindig feltűnő. A kémikusok ezt mondanák: a hidrogén égése során, más szóval, Amikor a hidrogén oxigénnel egyesül, vízgőz képződik. Ezért a kémcsövet és a kést vízcseppek borítják. Ez történt a víz összetételének felfedezése. Tehát a hidrogén, amely 16-szor könnyebb az oxigénnél és 14-szer könnyebb a levegőnél, ég! Ugyanakkor nagy mennyiségű hőt termel. Korábban a léggömböket hidrogénnel töltötték meg. Nagyon veszélyes volt. Most héliumot használnak hidrogén helyett. A második kérdésre válaszolhat:

Miért nem ég a víz?

Ez a kérdés olyan egyszerűnek tűnik, hogy először fel sem tettük. A legtöbb azt mondja:

A víz nedves, ezért nem ég.

Rossz. A benzin is „nedves”, de jobb, ha nem próbálja meg kideríteni, hogy ég-e! A víz nem ég, mert maga is égés eredményeként keletkezett. Mondhatnánk, ez a hidrogén „folyékony hamuja”. Ezért a víz nem oltja el rosszabbul a tüzet, mint a homok.

J. Black munkája után számos vegyész Anglia, Svédország, Franciaország és Németország különböző laboratóriumaiban kezdett gázokat tanulmányozni. G. Cavendish nagy sikert ért el. Ennek az aprólékos tudósnak minden kísérleti munkája kvantitatív kutatási módszeren alapult. A tömegmegmaradás törvényétől vezérelve széles körben használta a tömegmérést és a gáztérfogatok mérését. G. Cavendish első, a gázok kémiájáról szóló munkája (1766) az előállítás módszereit és tulajdonságait írja le.

Az „éghető levegő” korábban is ismert volt (R. Boyle, N. Lemery). 1745-ben például M. V. Lomonoszov megjegyezte, hogy „ha bármilyen nemesfém feloldódik, különösen savas alkoholokban, a palack nyílásán gyúlékony gőz távozik, ami nem más, mint flogiszton”. Ez két szempontból is figyelemre méltó: először is, sok évvel Cavendish előtt M. V. Lomonoszov arra a következtetésre jutott, hogy az „éghető levegő” (azaz a hidrogén) a flogiszton; másodszor, a fenti idézetből az következik, hogy M. V. Lomonoszov elfogadta a flogiszton tanát.

De G. Cavendish előtt senki sem próbálta elkülöníteni az „éghető levegőt” és tanulmányozni annak tulajdonságait. „A mesterséges levegőtípusokkal végzett kísérleteket tartalmazó három mű” (1766) című kémiai értekezésében kimutatta, hogy vannak olyan gázok, amelyek különböznek a levegőtől, nevezetesen egyrészt az „erdő, vagy kötött levegő”, amely, mint G. A Cavendish 1,57-szer nehezebbnek bizonyult a közönséges levegőnél, másrészt a „gyúlékony levegő” a hidrogén. G. Cavendish különféle fémeken híg savak hatására szerezte meg. Az a tény, hogy (cink, vas) hatásának kitéve ugyanaz a gáz (hidrogén) szabadult fel, végül meggyőzte G. Cavendish-t arról, hogy minden fém tartalmaz flogisztont, amely akkor szabadul fel, amikor a fémek „földdé” alakulnak. Az angol tudós a hidrogént tiszta flogisztonnak vette, mivel a gáz maradék nélkül ég, és az ezzel a gázzal kezelt fém-oxidok hevítéskor a megfelelő fémekké redukálódnak.

Henry Cavendish

G. Cavendish, a flogiszton elmélet híveként úgy vélte, hogy azt nem a fém szorítja ki a savból, hanem a „komplex” fém bomlása következtében szabadul fel. A következőképpen ábrázolta a fémekből „éghető levegő” előállításának reakcióját:

Hogy a „gázhalmazállapotú anyagok kémiájának atyja” milyen módszereket és eszközöket alkalmazott, az a következőkből látható. J. Priestley Leedst elhagyva, egyik ismerőse kérésére, hagyott neki egy agyagvályút, amelyet pneumatikus fürdőként használt a levegő összetételének tanulmányozására irányuló kísérletei során, és amely – jegyzi meg J. Priestley ironikusan – „nem volt az. különbözik azoktól a vályúktól, amelyekben a mosodák mosnak ruhát." 1772-ben J. Priestley pneumatikus fürdőben higannyal cserélte ki a vizet, ami lehetővé tette számára, hogy először tiszta formában nyerjen és tanulmányozzon vízben oldódó gázokat: „sósav levegőt” () és „illékony lúgos levegőt” - színtelen. fullasztó, szúrós szagú gáz. Ezt kapta ammónium-klorid hevítésével:

2NH 4 Cl + CaO = 2NH 3 + CaCl 2 + H 2

„A Priestley által felfedezett aranyleválasztó... higanyfürdő” – írta V. Ostwald. „Egy lépés előrelépés a dolog technikai oldalán – a vízcsere – volt Priestley felfedezésének kulcsa.” J. Priestley megfigyelte, hogy ha elektromos szikrát vezetnek át ammónián, annak térfogata meredeken megnő. 1785-ben K.-L. Berthollet megállapította, hogy ez az ammónia nitrogénre és hidrogénre bomlásával magyarázható. J. Priestley megfigyelte, hogy két éles szagú gáz (HCl és NH 3) kölcsönhatása szagtalan fehér port (NH 4 Cl) eredményez. 1775-ben J. Priestley kapott, és c. 1796 - amelyet tiszta flogisztonnak vettek.

A hidrogén felfedezésének története

Sok kutató végzett savakkal kísérleteket. Megfigyelték, hogy amikor egyes fémek savaknak vannak kitéve, gázbuborékok szabadulnak fel. A keletkező gáz nagyon gyúlékony volt, és „gyúlékony levegőnek” nevezték.

Ennek a gáznak a tulajdonságait G. Cavendish angol tudós tanulmányozta részletesen 1766-ban. A fémeket kén- és sósavoldatokban helyezte el, és minden esetben ugyanazt a könnyű gáznemű anyagot kapta, amelyet később hidrogénnek neveztek.

Henry Cavendish angol tudós egyszer első pillantásra furcsa dologra fogott fel: szappanbuborékokat kezdett fújni. De nem volt szórakoztató. Előtte észrevette, hogy amikor a vasreszeléket kénsawal leöntik, sok gázbuborék jelenik meg. Ez milyen gáz?

A tudós csövön keresztül hozta ki az edényből. A gáz láthatatlan volt. Van szaga? Nem. Aztán szappanbuborékokat töltött vele. Könnyen felmásztak! Ez azt jelenti, hogy a gáz könnyebb a levegőnél! És ha meggyújtja a gázt, akkor kékes fénnyel világít. De az a meglepő, hogy az égés során víz keletkezett! Henry Cavendish éghető levegőnek nevezte az új gázt. Végül is, mint a közönséges levegő, színtelen és szagtalan volt. Mindez a 18. század második felében történt.

Később Antoine Laurent Lavoisier francia kémikus ennek az ellenkezőjét tette: „gyúlékony gázt” nyert a vízből. Az új gáznak egy másik nevet is adott - hidrogén, vagyis „víz szülése”. Aztán a tudósok megállapították, hogy a hidrogén a legkönnyebb az emberek által ismert anyagok közül, és atomjai egyszerűbbek, mint az összes többi.

A hidrogén nagyon gyakori. Minden élőlény, szervezet, növény, kőzet része. Mindenhol ott van: nemcsak a Földön, hanem más bolygókon és csillagokon, a Napon is; Különösen sok van belőle a világűrben. A hatalmas nyomás és több tízmillió fokos hőmérséklet hatására bekövetkező átalakulások lehetővé teszik a Nap számára, hogy hőt és fényt bocsát ki. A hidrogén alkotja a legkülönbözőbb vegyületeket a szénnel: olaj és olajpala, benzin és fekete aszfalt. Az ilyen vegyületeket szénhidrogéneknek nevezzük. A hidrogént széles körben használják fémek hegesztésére és vágására. Ha oxigént adunk a szén- és hidrogénvegyületekhez, új vegyületeket kapunk - szénhidrátokat, például olyan anyagokat, amelyek nem hasonlítanak egymáshoz, mint például a keményítő és a cukor. És ha a hidrogént nitrogénnel kombinálják, az eredmény egy gáz - ammónia is. Műtrágyák készítéséhez szükséges. A hidrogén számos előnye – környezetbarát, energiaigényes, a természetben bőven megtalálható – lehetővé tette rakéta-üzemanyagként való felhasználását. A hidrogén ugyanazon tulajdonságai ígéretessé teszik repülőgép-üzemanyagként.

A hidrogén a világegyetem legkönnyebb, legegyszerűbb és legnagyobb mennyiségben előforduló kémiai eleme. A benne lévő elemek össztömegének körülbelül 75%-át teszi ki. A hidrogén nagy mennyiségben található csillagokban és gázóriásbolygókban. Kulcsszerepet játszik a csillagokban végbemenő fúziós reakciókban. A hidrogén egy gáz, amelynek molekulaképlete H2. Szobahőmérsékleten és normál nyomáson a hidrogén íztelen, színtelen és szagtalan gáz. Nyomás és extrém hideg hatására a hidrogén folyékony halmazállapotúvá válik. Az ebben az állapotban tárolt hidrogén kevesebb helyet foglal, mint „normál” gáznemű formájában. A folyékony hidrogént rakéta-üzemanyagként is használják. Ultramagas nyomáson a hidrogén szilárd halmazállapotúvá válik, és fémes hidrogénné válik. Ebben az irányban folynak tudományos kutatások. A hidrogént alternatív üzemanyagként használják a közlekedésben. A hidrogén kémiai energiája akkor szabadul fel, ha a hagyományos belső égésű motorokhoz hasonló módon égetik el. Ennek alapján tüzelőanyag-cellákat is létrehoznak, amelyek a hidrogén és az oxigén kémiai reakciója révén vizet és elektromosságot termelnek. Potenciálisan veszélyes az emberre, mivel levegővel érintkezve meggyulladhat. Ezenkívül ez a gáz nem alkalmas légzésre.

1852 óta – amióta Henry Giffard megalkotta az első hidrogénüzemű léghajót – a hidrogént használják a repülésben. Később a hidrogén léghajókat „zeppelinnek” nevezték. Használatuk a Hindenburg léghajó 1937-es lezuhanása után megszűnt. A baleset tűz következtében történt.

A hidrogént széles körben használják a kőolaj- és vegyiparban is, és gyakran használják különféle fizikai és mérnöki feladatokhoz is: például hegesztéshez és hűtőfolyadékként. A hidrogén-peroxid molekulaképlete H2O2. Ezt az anyagot gyakran használják haj szőkítésére és tisztítószerként. Gyógyszeres oldat formájában sebek kezelésére is használják.

Mivel a hidrogén 14-szer könnyebb a levegőnél, ha megtöltjük vele a léggömböket, azok 50 mérföld/órás sebességgel távolodnak el a Földtől, ami kétszer akkora, mint a héliummal töltött léggömbök és hatszor akkora, mint a földgázzal töltött léggömböké.

kémiai hidrogén-peroxid gáz

Bibliográfia

• 1. http://www.5.km.ru/
• 2. http://hi-news.ru/science/ximiya-14-faktov-o-vodorode.html.