Nejlehčí plyn na světě a jeho charakteristiky

Plyn je jedním z nich agregativní stavy látek. V této podobě nejčastěji existují ve vesmíru a vytvářejí mlhoviny, hvězdy a mezihvězdnou hmotu. Země není bez plynu. Vstupují složení vzduchu v živých organizmech. A co nejjednodušší plyn? Jaké funkce to má? Zjistíme to.

Nejlehčí plyn

Chemický prvek, jehož molekuly tvoří nejlehčí plyn, je vodík. V periodickém systému je označen symbolem H a je na prvním místě. Je to jedinečná povaha, protože může být nebezpečná, ale zároveň je nezbytně nutná pro každou živou bytost.

Vodík je nejlehčí plyn, když se jeho dva atomy skládají do molekuly, tvořící H2. V lehkosti překonává vzduch 14,5krát. Při míchání s kyslíkem nebo vzduchem může explodovat. Pokud však spojujeme dva atomy s atomem kyslíku, získáme obyčejnou vodu, kterou potřebujeme. To je naznačeno jeho latinským názvem Hydrogenium, který lze přeložit jako "generující vodu".

Pokud kombinujete dva atomy vodíku a dva atomy kyslíku, uvolní se další látka. Oni tvoří peroxid vodíku - bezbarvou kapalinu, která se používá k dezinfekci ran, bělení vlasů a také jako raketové palivo.

Státy a vlastnosti látky vodíku

Nejlehčí chemický plyn za normálních podmínek nemá barvu, chuť a vůni. Jeho hustota na kubický centimetr je pouze 0.0000899 gramů. Jeho teplota varu je 252,6 ° C. Ve volném stavu v přírodě se nachází ve formě plynu H ₂ .

Vodík je dokonale rozpustný v mnoha kovů (palladium, titan, niob, platina, nikl) a difunduje s nimi. Je také rozpustný v ethanolu, ale nemíchá se stříbrem.

Má vysokou tepelnou vodivost, která je sedmkrát vyšší než vzduch. Kapalný vodík je také světlý a bezbarvý. Během zkapalňování se jeho objem snižuje a látka získává kryogenní vlastnosti. V této formě je pro člověka nebezpečné - může způsobit omrzlé kůži a jeho výpary způsobují plicní edém.

V pevném stavu vypadá látka jako snědka jako bílá. Roztaví se při teplotě -259,2 ° C a má prakticky nejmenší hustotu mezi pevnými jednoduchými látkami - 0,08667 g / cm3. Při tlaku 300 GPa se změní na kovový stav. Předpokládá se, že kovový vodík je v jádrech některých planet, například Saturn a Jupiter.

Reakce s vodíkem

Samotný nejlehčí plyn je neaktivní. Při ohřátí je však schopen reagovat s různými látkami, jako je dusík, kyslík, síra apod. Spalování vodíku je doprovázeno uvolněním vody, které objevil v 18. století chemik Lavoisier, který dává plyn své jméno.

Směs s kyslíkem oxiduje. Ale při běžné teplotě je reakce pomalá a nenápadná ze strany. Nicméně směs byla nazývána "výbušnou", protože exploduje při zahřátí, doprovázená hlasitým třeskem. Aktivaci směsi stačí dokonce i jiskru.

S účinkem světla a tepla reaguje s mnoha kovy a nekovy. S chlórem vytváří chlorovodík - stabilní plyn s výrazným zápachem. Rozkládá se ve vodě a kouří ve vlhkém vzduchu. Amoniak tvoří dusík se sírou, sirovodík silně voní jako síra se sírou.

Při normálních teplotách reaguje nejlehčí plyn pouze s fluorem a velmi aktivními alkalickými kovy, jako je vápník. S fluorem je velmi výbušný a reaguje i při nulové teplotě a ve tmě.

S oxidy to vyžaduje kyslík a chová se jako redukční činidlo. Měď a voda jsou tvořeny z CuO na výstupu a z WO ₃ - wolframu a 3H20.

Rozložte se v přírodě

Vodík je nejběžnějším prvkem ve vesmíru, ale na Zemi se vzdává nadřazenosti kyslíku. Ve vesmíru nejlehčí plyn přítomný v mezihvězdné hmotě tvoří mlhoviny, hvězdy a jádra planet.

Na slunci a na jiných hvězdách je teplota příliš vysoká, takže se vodík stává plazmou. S ním se v nich vyskytují termonukleární reakce doprovázené uvolněním velkého množství energie. Je to spalování vodíku a jeho přeměny, které umožňují hvězdám svítit a vydávat teplo.

Na Zemi je vodík především vázanou formou. Ve volném stavu je pouze 0,00005% tohoto plynu obsaženo v suchém vzduchu. Je přítomen téměř ve všech živých buňkách. Takže asi 64% atomů v těle je vodík. Je součástí bílkovin, tuků, hormonů a dalších sloučenin.

Kde se používá?

Jakmile byl nejsvětlejší plyn použit k získávání balónků a vzducholodí ve vzduchu. Nicméně to nebylo bezpečné. Pokud nějakým způsobem dostal kyslík, instalace se vzpamatovala. Vzhledem k zapálení největší vzducholodě "Hindenburg" v roce 1937 bylo zabito 35 lidí. Poté byl nebezpečný plyn nahrazen héliem.

Chlorovodík je nyní vyroben z vodíku a kyselina chlorovodíková stejně jako amoniak, nezbytný pro výrobu hnojiv. S ním udělejte mýdlo, plasty. Kombinací s CO2 získáte syntetický plyn pro výrobu energie. Projížděním kapalnými rostlinnými tuky získáme tužku, ze které se vyrábí margarín.

Redukční vlastnosti vodíku pomáhají při výrobě čistých kovů oxidy (měď, wolframu, molybdenu a podobně. d.). Při spalování se vytvářejí velmi vysoké teploty (3000-4000 stupňů), s pomocí žáruvzdorných kovů.

Palivo je efektivní

Vodík má vysokou výhřevnost a není škodlivý pro životní prostředí. Když ho spálí, kyslík a voda se uvolňují do atmosféry. Mohlo by snadno vyměnit drahé ropy a zemní plyn, černé uhlí, stejně jako zastavit uvolňování škodlivého oxidu uhličitého, což je při jejich zpracování nevyhnutelné.

Vědci o této otázce nyní uvažují. Programy o vodíkové energii již vyjádřily Island, USA, Japonsko, Jižní Afrika, Indie a Jižní Korea. V Itálii společnost Enel již zahájila výrobu elektřiny na tomto plynu, Japonsko uvedlo, že otevře svou stanici v roce 2018. Automobilové společnosti již dávno představily své vodíkové modely.

Snad takové palivo by mohlo vyřešit některé problémy. Může však vygenerovat nové. Dosud není známo, jak efektivně vyrábět vodík, vynakládat minimální peníze a nerušit přirozenou rovnováhu. Proto jsou ve vývoji všechny nápady týkající se používání nejlehčího plynu.