Водень (загальні відомості).
Водень – тобто народжує воду, перший за рахунком з елементів представлених у періодичній системі хімічних елементів. За звичайних умов безбарвний і є газом, який не має ні запаху, ні смаку.
Символ – Н
Атомний номер – 1
Латинська назва – Hydrogenium
Електронна конфігурація – 1s1
Атомна маса – 1,00794 а.о.м. (г/моль)
Температура плавлення – 14,01 K
Температура кипіння – 20,28 К
Проста речовина – газ із двоатомними молекулами Н2.
Загальні відомості.
Водень дуже широко представлений у природі. Як випливає з назви «водень», атоми водню разом із киснем – це складові молекули води. Досить багато пов’язаного, тобто водню, що входить до складу різних мінеральних сполук, присутній в літосфері. Атоми цього елемента присутні у різних органічних сполуках. Найважливіші з них, такі як білки, вуглеводи, вітаміни, нуклеїнові кислоти, жири, містять водень у своєму складі.
Історія відкриття водню.
Пальний газ, що виділявся в реакціях між кислотами та металами, цікавив ще М. В. Ломоносова. Парацельс, відомий німецький натураліст і лікар, який жив раніше, в шістнадцятому столітті, теж виявив його горючість. А в 1700 Нікола Лемері, французький аптекар і хімік, відкрив здатність водню вибухати на повітрі. Генрі Кавендіш в 1766 назвав цей газ «горючим повітрям». У 1781 році він зміг довести, що результатом реакції цього газу та кисню є вода. Антуан Лавуазьє, який одержав водень розкладанням води в 1779 році, запропонував його назву. Воно було складено з двох слів «гідор», що грецькою означає «вода» і «геннао», що означає тією ж мовою «народжую». У 1824 році М. Ф. Соловйовим було запропоновано російську назву – “водень”.
Властивості водню.
Можна помітити, що на відміну від інших хімічних елементів, зібраних у періодичній системі, водень розташовується як би одразу у двох групах. Це тому, що у разі приєднання електрона, водень виявляє властивості неметалу. Таким чином, він виявився поміщеним до сьомої групи, разом з галогенами. А при віддачі електрона його властивості стають подібними до властивостей металів. Тому символ водню можна знайти і в першій групі, в одному ряду із лужними металами.
Водень має найменшу масу. Повітря в чотирнадцять з половиною разів важче за цей газ. Його щільність, виміряна за нормальних умов, дорівнює 0,0899 кг/м3. При температурах нижче – 252,7 ° C він перестає бути газом і стає рідиною, що має найменшу вагу. Її густина 70,8 кг/м3. Якщо знизити температуру ще більше, нижче – 259,15°C, замість газу можна буде побачити тверду речовину.
Газоподібний молекулярний водень розчиняється у питній воді дуже погано. Менше ніж 0,02 см3/мл. Набагато краще він розчиняється в губчастому залозі та металевому паладії. В останньому випадку на один обсяг паладію припадає приблизно 850 об’ємів водню.
Горить водень, виділяючи теплоту 143,06 МДж/кг. Суміш водню з киснем у пропорції два одного називається «гримучий газ». За його вибуху утворюється вода. Тому робота з газоподібним воднем пов’язана з небезпекою та потребує максимальної обережності.
Хімічно водень реагує з металами та неметалами. Широко застосовуються реакції, у яких метали з допомогою водню відновлюються з оксидів.
Область застосування.
Харчова промисловість споживає багато водню. У процесі гідрування, тобто насичення атомарним воднем рідких рослинних жирів, виходить твердий маргарин. Той самий процес – гідрування використовується і у виробництві мила. До складу всюдисущих пластичних мас, що використовуються у світі повсюдно, входить водень. Рідким воднем охолоджують потужні генератори електричного струму атомних електростанціях. Він є і ракетним паливом.
У хімічній промисловості водень застосовується для одержання аміаку. З нього згодом виходять азотна кислота та азотні добрива. Водень – одна із складових синтезу хлороводню. Цей галогеновмісний газ у вигляді розчину у воді є соляною кислотою, необхідною у багатьох хімічних процесах.
Водень бере участь у виробництві метилового спирту та багатьох інших органічних спиртів. За його участю виходить синтетичний бензин. Для підвищення калорійності палива проводиться гідрогенізація менш якісних сортів. Водень допомагає зробити зварювання та різання металів більш високотемпературним. Кисень – водневе полум’я дозволяє досягти температури до 2800 – 3000°С. Температура атомно-водневого зварювання сягає 4000 градусів за шкалою Цельсія. У металургії з оксидів воднем відновлюють цінні метали, такі як індій, вольфрам та молібден.
Цікаві факти.
Водень у вигляді двоатомного газу зустрічається дуже рідко. Невелика його присутність виявляється у природних газах, наприклад вулканічного походження. В атмосфері його дуже мало. У той же час це найпоширеніший елемент у Всесвіті. Приблизно 76 відсотків за масою. З водню, у стані плазми складається приблизно половина маси Сонця. Так само влаштовані й інші, подібні до Сонця зірки. Міжзоряний газ теж переважно складається з водню.
Вже багато років ведуться активні дослідження. Вони водень пропонується як альтернативне джерело палива для автотранспорту. Виходить з води і звертається після використання знову у воду, він може стати дуже екологічним видом пального матеріалу. Для цього вченим потрібно лише зробити його застосування безпечнішим. Саме горючість та вибухонебезпечність цього газу завадила розвитку такого повітряного транспорту, як дирижаблі.
Водню найбільше в такій природній сировині, як вода. Проте, нині більшість водню у промисловості виходить із газу. Оскільки отримувати цей газ розкладанням води надто дорого.
Компанії «DP Air Gas» займається продажем та постачанням водню в Україні та країнах СНД. Більш повну інформацію про продукцію компанії, яку вона реалізує, можна отримати тут
