Водень - перший елемент таблиці Менделєєва та найважливіший газ

Водень - неорганічна речовина, перший і найлегший елемент таблиці Менделєєва. Позначається літерою H (Hydrogenium), перекладається з грецької як «родить воду».

У природі існує три стійкі атоми водню: • протий — стандартний варіант атома, що складається з протона та електрона; • дейтерій - складається з протону, нейтрону та електрона; • тритій - в ядрі протон і два нейтрони.

Водню на Землі досить багато. Якщо виходити з атомів, його приблизно 17%. Більше кисню — близько 52%. І це тільки в корі землі та атмосфері — вчені не знають, скільки його в мантії та ядрі планети. На Землі водень перебуває переважно у зв'язаному стані. Він є частиною води, всіх живих клітин, природного газу, нафти, вугілля, деяких гірських порід і мінералів. У незв'язаному стані його можна виявити у вулканічних газах, у продуктах розкладання органіки.

Найлегший газ. Не має кольору, смаку та запаху. У воді поганорозчинний, добре - в етанолі, у багатьох металах, наприклад, у залозі, титані, паладії - в одному обсязі паладію може розчинитися 850 об'ємів Н2. Не розчиняється у сріблі. Найкраще газів проводить тепло. При сильному охолодженні перетворюється на дуже рухливу текучу безбарвну рідину, і далі в тверду снігоподібну речовину. Цікаво, що рідкий стан елемент зберігає у вузькому температурному діапазоні: від −252,76 до −259,2 °C. Передбачається, що твердий водень при гігантських тисках у сотні тисяч атмосфер набуде металевих властивостей. При високих температурах речовина проникає крізь дрібні пори металів та сплавів.

Водень є важливим біогенним елементом. Утворює воду, міститься у всіх живих тканинах, в аміно- та нуклеїнових кислотах, білках, ліпідах, жирах, вуглеводах.

найважливіший
З точки зору хімії, водень має унікальну особливість - його відносять відразу до двох груп таблиці Менделєєва: до лужних металів і галогенів. Як лужний метал виявляє сильні відновлювальні властивості. Реагує з фтором за нормальних умов, з хлором — під впливом світла, коїться з іншими неметалами — лише за нагріванні чи за наявності каталізаторів. Вступає в реакції з киснем, азотом, сіркою, вуглецем, галогенами, чадним газом та ін Утворює такі важливі сполуки як аміак, сірководень, вуглеводні, спирти, фтороводород (фтористоводневу кислоту) і хлороводень (соляну кислоту). При взаємодії з оксидами та галогенідами металів відновлює їх до металів; ця властивість використовується в металургії.

Як галоген Н2 виявляє окисні властивості при взаємодії з металами.

Це цікаво

У Всесвіті водню 88,6%. Здебільшого він міститься у зірках і міжзоряному газі.

Через свою легкість молекули речовини рухаються з величезними швидкостями, які можна порівняти з другою космічною швидкістю. Завдяки цьому його теплопровідність перевищує теплопровідність повітря у 7,3 рази. З верхніх частин атмосфери молекули Н2 легко відлітають у космос. Таким чином, наша планета втрачає 3 кг водню кожну секунду.

Техніка безпеки

Водень нетоксичний, але пожежо- та вибухонебезпечний. Суміш із повітрям (гримучий газ) легко вибухає від найменшої іскри. Сам водень горить. Це слід враховувати при його отриманні для лабораторних потреб або під час проведення дослідів, у ході яких виділяється водень.

Пролив рідкий водень на шкіру, можна отримати серйозне обмороження.

Застосування

• У хімпромі за допомогою Н2 виробляють аміак, спирти, соляну кислоту, мило, полімери, штучнепаливо, багато орг.речовини. У нафтопереробній індустрії - для отримання з нафти та нафтових залишків різних похідних (дизельного палива, мастил, бензинів, зріджених газів та ін); для очищення нафтопродуктів, мастил. • У харчопромі: при виготовленні твердих маргаринів методом гідрогенізації з рослинних олій; використовується як газ для упаковок деяких продуктів (добавка Е949). У металургії в процесах отримання металів та сплавів. Для атомно-водневої (t полум'я доходить до +4000 °С) і киснево-водневої (до +2800 °С) різання та зварювання жаростійких сталей і сплавів. • У метеорології речовиною наповнюють повітряні зонди та кулі. • Як паливо для ракет. • Як охолоджувач для великих електрогенераторів. • У скляній індустрії для виплавки кварцового скла у високотемпературному полум'ї. • У газовій хроматографії; для заповнення (рідким Н2) бульбашкових камер. • Як холодоагент у кріогенних вакуумних насосах. • Дейтерій та тритій використовуються в атомній енергетиці та військовій справі.