Водород - Смывина Елена Юрьевна

Водород – простое вещество
Подготовила ученица 7А класса
Сорокина Кристина
Учитель Смывина Елена Юрьевна
Апрель 2008 год
Открытие водорода
В 1766 году известный
английский ученый Генри Кавендиш
получил «искусственный воздух» (так
часто называли в то время газы)
действием цинка, железа или олова на
разведенную соляную или серую
кислоты. «Воздух» Кавендиша
оказался не видоизменением обычного
атмосферного воздуха, а совершенно
самостоятельным веществом. Он
хорошо горел, почему и получил
название «горючего воздуха». Это был
наш теперешний водород.
Но лишь в 1787 году А. Лавуазье
доказал, что этот «воздух» входит в
состав воды, и дал ему название,
гидрогениум», т.е. «рождающий
воду», «водород».
Физические свойства водорода
Водород — легчайшее из всех
известных веществ (в 14,4 раза легче
воздуха), это бесцветный газ, без
вкуса и запаха, кипит (сжижается) и
плавится (затвердевает)
соответственно при —252,6°С и —
259,1°С (только гелий имеет более
низкие температуры плавления и
кипения). Из всех газов водород
обладает наибольшей
теплопроводностью, удельная
теплоёмкость, мало растворим в
воде, но хорошо — во многих
металлах (Ni, Pt, Pd и др.), особенно
в палладии (850 объёмов на 1 объём
Pd). С растворимостью водорода в
металлах связана его способность
диффундировать через них. Жидкий
водород очень лёгок и текуч.
Химические свойства водорода
В большинстве соединений водород проявляет валентность (точнее,
степень окисления) +1, подобно натрию и другим щелочным металлам;
обычно он и рассматривается как аналог этих металлов, возглавляющий 1
гр. системы Менделеева. Однако в гидридах металлов ион водород заряжен
отрицательно (степень окисления —1). При обычных условиях
молекулярный водород мало активен, непосредственно соединяясь лишь с
наиболее активными из неметаллов (с фтором, а на свету и с хлором).
Однако при нагревании он вступает в реакции со многими элементами.
Атомарный водород обладает повышенной химической активностью по
сравнению с молекулярным.
Распространение в природе
•
•
•
•
•
Cсодержание в земной коре
(литосфера и гидросфера) составляет
по массе 1%, а по числу атомов 16%.
Водород входит в состав самого
распространённого вещества на Земле
— воды (11,19% водорода по массе).
в состав соединений, слагающих угли,
нефть, природные газы, глины, а также
организмы животных и растений (т. е. в
состав белков, нуклеиновых кислот,
жиров, углеводов и др.).
В свободном состоянии водород
встречается крайне редко, в небольших
количествах он содержится в
вулканических и других природных
газах.
Ничтожные количества свободного
водорода (0,0001% по числу атомов)
присутствуют в атмосфере.
Водород – самый распространенный
элемент Вселенной
Солнце наполовину состоит из
водорода. Всего на Солнце обнаружено
69 химических элементов, но водород –
преобладает.
Каждую секунду Солнце излучает в
космическое пространство огромную
энергию. Эта энергия рождается в ходе
слияния четырех ядер водорода –
протонов – в ядро гелия.
Водород расходуется не только на
производство энергии. В ходе
термоядерных процессов из него
образуются новые химические элементы.
а ускоренные протоны выбрасываются в
околосолнечное пространство.
Последнее явление, получившее
название «солнечного ветра», было
открыто недавно. Достигнув Земли, поток
протонов, захваченный полем, вызывает
полярные сияния и нарушает
радиосвязь, а для космонавтов
«солнечный ветер» представляет
серьезную опасность, так как может
повредить приборы космического
корабля.
Применение водорода
В промышленном масштабе
водород стали получать в конце 18 в.
для наполнения воздушных шаров. В
настоящее время водород широко
применяют в химической
промышленности, главным образом для
производства аммиака. Крупным
потребителем водорода является также
производство метилового и других
спиртов, синтетического бензина и
других продуктов, получаемых синтезом
из водорода и окиси углерода. Водород
применяют для гидрогенизации твёрдого
и тяжёлого жидкого топлива, жиров и
др., для гидроочистки нефтепродуктов,
в сварке и резке металлов кислородоводородным пламенем (температура до
2800°С) и в атомно-водородной сварке
(до 4000°С). Очень важное применение в
атомной энергетике нашли изотопы
водорода — дейтерий и тритий.
Применение водорода в
будущем
С водородом связана надежда на создание горючего,
безвредного для окружающей среды. Эта надежда связана,
прежде всего, металлическим водородом, т.е. таким водородом,
который представляет собой твердое тело, обладающее
высокой электропроводностью и другими свойствами металла.
Компактный металлический водород должен быть наиболее
удобным водородом- топливом. Кроме того, есть теоретические
предпосылки, согласно которым металлический водород может
существовать и при обычной температуре, оставаясь при этом
сверх проводником.
Металлический водород пытались (и продолжают
пытаться) получить разными способами, сжимая обыкновенный
водород. Металлический водород получен, но пока он
существует только при огромных давлениях.