Най-лекият газ в света и неговите характеристики

Газът е един от агрегатни състояния на веществата. В тази форма те най-често съществуват във Вселената, образувайки мъглявини, звезди и междузвездна материя. Земята не е без газ. Те влизат въздушен състав в живи организми. И кой е най-лесният газ? Какви функции има? Нека да разберем.

Най-лекият газ

Химичният елемент, чиито молекули образуват най-лекия газ, е водород. В периодичната система тя се обозначава със символа Н и е на първо място. Той е уникален по природа, защото може да бъде опасен, но в същото време е изключително необходим за всяко живо същество.

Водородът е най-лекият газ, когато двата му атома се комбинират, за да образуват молекула, образувайки Н ₂ . В лекота превъзхожда въздуха с 14,5 пъти. Може да експлодира, когато се смеси с кислород или въздух. Но ако съчетаем двата й атома с кислородния атом, получаваме обикновена вода, от която се нуждаем. Това се обозначава с латинското му име Hydrogenium, което може да се преведе като "генериране на вода".

Ако комбинирате два водородни атома и два кислородни атома, тогава ще се освободи друго вещество. Те образуват водороден пероксид - безцветна течност, която се използва за дезинфекция на рани, избелване на косата, а също и като ракетно гориво.

Състояния и свойства на веществото водород

Най-лекият химически газ при нормални условия няма цвят, вкус и мирис. Нейната плътност на кубичен сантиметър е само 0,0000899 грама. Неговата точка на кипене е 252,6 ° С. В свободното състояние в природата той се намира под формата на Н2 газ.

Водородът е напълно разтворим в много метали (паладий, титан, ниобий, платина, никел), разпространявайки се с тях. Също така е разтворим в етанол, но не се смесва със сребро.

Той има висока топлопроводимост, която е седем пъти по-висока от тази на въздуха. Течният водород също е лек и безцветен. По време на втечняването обемът му намалява и веществото придобива криогенни свойства. В тази форма е опасно за хората - може да причини измръзване на кожата, а изпаренията му да предизвикат белодробен оток.

В твърдо състояние веществото прилича на подобна на сняг маса от бяло. То се топи при температура -259,2 ° С и има практически най-малка плътност сред твърди прости вещества - 0.08667 g / cm³. При налягане от 300 GPa се превръща в метално състояние. Предполага се, че метален водород е в ядрата на някои планети, например Сатурн и Юпитер.

Реакции с водород

Само по себе си най-лекият газ е неактивен. Въпреки това, когато се нагрява, той може да реагира с различни вещества, като азот, кислород, сяра и т.н. Изгарянето на водород е съпроводено с освобождаване на вода, която е открита през 18-ти век от химик Лавоазие, който е дал газ името си.

Смесва се с кислород и се окислява. Но при обикновена температура реакцията е бавна и ненатрапчива от страна. Въпреки това сместа се нарича "експлозивна", тъй като експлодира при нагряване, придружена от силен трясък. За да активирате сместа е достатъчно дори една искра.

С участието на светлина и топлина реагира с много метали и неметали. С хлор образува хлороводород - стабилен газ с изразена миризма. Разтваря се във вода и пуши във влажен въздух. Амонякът образува азот със сяра, сероводородът силно мирише като сяра със сяра.

При нормални температури най-лекият газ реагира само с флуор и с много активни алкални метали, като калций. С флуор, той е много експлозивен и реагира дори при нула температура и на тъмно.

С оксиди, той приема кислород и се държи като редуциращ агент. Така мед и вода се образуват от CuO на изхода и от WO ₃ - волфрам и ЗН20.

Разпространение в природата

Водородът е най-често срещаният елемент във Вселената, но на Земята отстъпва мястото на превъзходството на кислорода. В космоса най-лекият газ, присъстващ в междузвездната материя, образува мъглявини, звезди и ядра от планети.

На слънцето и другите звезди температурата е твърде висока, така че водородът става плазма. С него се появяват термоядрени реакции, придружени от отделянето на огромни количества енергия. Това е изгарянето на водорода и неговите трансформации, които позволяват на звездите да блестят и да отделят топлина.

На Земята водородът е предимно в свързана форма. В свободно състояние, само 0.00005% от този газ се съдържа в сух въздух. Той присъства в почти всички живи клетки. Така, около 64% ​​от атомите в тялото са водород. Той е част от протеини, мазнини, хормони и други съединения.

Къде се използва?

Веднъж най-лекият газ беше използван за издигане на балони и въздушни кораби във въздуха. Но не беше безопасно. Ако по някакъв начин получи кислород, инсталацията се запали. Благодарение на запалването на най-големия дирижабъл "Хинденбург" през 1937 г., 35 души са били убити. След това опасният газ беше заменен с хелий.

Сега водородният хлорид е направен от водород и солна киселина както и амоняк, необходим за производството на торове. С него се правят сапун, пластмаса. Комбинирайки го с СО ₂ , получете синтезен газ за производство на енергия. Преминавайки през него течни растителни мазнини, получавайте фирма, от която правят маргарин.

Редуциращите свойства на водорода спомагат за производството на чисти метали от тях оксиди (мед, волфрам, молибден и други подобни. г.). При изгаряне се образуват много високи температури (3000-4000 градуса), с помощта на които се сваряват огнеупорни метали.

Ефективно гориво

Водородът има висока калоричност и не е вреден за околната среда.Когато гори, кислородът и водата се изпускат в атмосферата. Тя би могла лесно да замени скъпите нефт и газ, каменните въглища, както и да спре изпускането на вреден въглероден диоксид, който е неизбежен по време на тяхната преработка.

Учените сега мислят за този въпрос. Програми за водородната енергия вече са изразени от Исландия, САЩ, Япония, Южна Африка, Индия и Южна Корея. В Италия компанията Enel вече стартира електроцентрала на този газ, Япония заяви, че ще отвори своята станция през 2018 година. Автомобилните компании отдавна представят своите водородни модели.

Може би такова гориво може да реши някои проблеми. Той обаче може да генерира нови. Все още не е известно как ефективно да се произвежда водород, да се харчат минимум пари и да не се нарушава естествения баланс. Следователно всички идеи за използване на най-лекия газ са в процес на развитие.