Najlažji plin na svetu in njegove značilnosti

Plin je eden od agregatnih stanj snovi. V taki obliki najpogosteje obstajajo v vesolju in tvorijo meglice, zvezde in medzvezdno snov. Zemlja ni brez plina. Vstopijo sestavo zraka v živih organizmih. In kaj je najlažji plin? Katere funkcije ima? Ugotovimo.

Najlažji plin

Kemični element, katerega molekule tvorijo najlažji plin, je vodik. V periodičnem sistemu je označen s simbolom H in je na prvem mestu. Je edinstvena v naravi, ker je lahko nevarna, hkrati pa je izjemno potrebna za vsako živo bitje.

Vodik je najlažji plin, ko se oba atoma združita in tvorita molekulo, ki tvori H ₂ . V lahkosti presega zrak za 14,5 krat. Lahko eksplodira pri mešanju s kisikom ali zrakom. Če združimo oba atoma s kisikovim atomom, dobimo navadno vodo, ki jo potrebujemo. To je označeno z latinskim imenom Hydrogenium, ki ga lahko prevedemo kot "generiranje vode".

Če združite dva atoma vodika in dva atoma kisika, se sprosti druga snov. Oblikujejo vodikov peroksid - brezbarvno tekočino, ki se uporablja za razkuževanje ran, beljenje las in tudi kot raketno gorivo.

In lastnosti snovi v vodiku

Najlažji kemični plin pri normalnih pogojih nima barve, okusa in vonja. Njegova gostota na kubični centimeter je samo 0,0000899 gramov. Vrelišče je 252,6 ° C. V naravi je v prostem stanju, v obliki H ₂ plina.

Vodik je popolnoma topen v številnih kovinah (paladij, titan, niobij, platina, nikelj) in se z njimi razpršuje. Prav tako je topen v etanolu, vendar se ne meša s srebrom.

Ima visoko toplotno prevodnost, ki je sedemkrat višja od zračne. Tekoči vodik je tudi lahek in brezbarven. Med utekočinjanjem se njegova prostornina zmanjša in snov pridobi kriogene lastnosti. V tej obliki je nevarna za ljudi - lahko povzroči ozebline na koži, njeni hlapi pa povzročijo pljučni edem.

V trdnem stanju snov izgleda kot snežna masa bele barve. Topi se pri temperaturi –259,2 ° C in ima skoraj najmanjšo gostoto med trdnimi enostavnimi snovmi - 0,08667 g / cm3. S tlakom 300 GPa se spremeni v kovinsko stanje. Predpostavlja se, da je kovinski vodik v jedrih nekaterih planetov, na primer Saturn in Jupiter.

Reakcije z vodikom

Najlažji plin je sam po sebi neaktiven. Ko pa se segreje, lahko reagira z različnimi snovmi, kot so dušik, kisik, žveplo, itd. Pri gorenju vodika se sprosti voda, ki jo je v 18. stoletju odkril kemik Lavoisier, ki je dal svoje ime plinu.

Meša se s kisikom in oksidira. Toda pri običajni temperaturi reakcija poteka počasi in komaj opazno s strani. Kljub temu se je mešanica imenovala »eksplozivna«, saj eksplodira pri segrevanju, skupaj z glasnim poku. Za aktiviranje mešanice je dovolj samo ena iskra.

S sodelovanjem svetlobe in toplote reagira s številnimi kovinami in nekovinami. S klorom tvori vodikov klorid - stabilen plin z izrazitim vonjem. Raztopi se v vodi in kadi v vlažnem zraku. Amonijak tvori dušik z žveplom, vodikov sulfid močno smrdi kot žveplo z žveplom.

Pri normalnih temperaturah najlažji plin reagira samo s fluorom in z zelo aktivnimi alkalijskimi kovinami, kot je kalcij. Z fluorom je zelo eksploziven in reagira tudi pri ničelni temperaturi in v temi.

Pri oksidih je potreben kisik in se obnaša kot reducent. Tako iz bakra in vode nastane CuO na izstopu in iz WO ₃ - volframa in 3H2O.

Širjenje v naravi

Vodik je najpogostejši element v vesolju, toda na Zemlji umakne superiornost kisika. V vesolju najlažji plin v medzvezdni snovi tvori meglice, zvezde in jedra planetov.

Na soncu in drugih zvezdah je temperatura previsoka, zato vodik postane plazma. Z njimi se v njih pojavijo termonuklearne reakcije, ki jih spremlja sproščanje ogromnih količin energije. Gre za gorenje vodika in njegove transformacije, ki omogočajo, da zvezde zasijejo in oddajajo toploto.

Na Zemlji je vodik predvsem v vezani obliki. V prostem stanju je v suhem zraku samo 0,00005% tega plina. Prisotna je v skoraj vseh živih celicah. Tako je približno 64% atomov v telesu vodik. Je del beljakovin, maščob, hormonov in drugih spojin.

Kje se uporablja?

Nekoč je bil najlažji plin uporabljen za dvig balonov in zračnih ladij v zraku. Vendar ni bilo varno. Če je na nek način prejel kisik, se je naprava zagorela. Zaradi vžiga največjega letalskega ladja "Hindenburg" leta 1937 je bilo ubitih 35 ljudi. Nato se je nevarni plin zamenjal s helijem.

Vodikov klorid je zdaj narejen iz vodika in klorovodikovo kislino kot tudi amoniak, potreben za proizvodnjo gnojil. Z njim naredite milo, plastiko. S kombinacijo s CO ₂ dobimo sintezni plin za proizvodnjo energije. Skozi to tekoče rastlinske maščobe prejmete podjetje, iz katerega naredite margarino.

Redukcijske lastnosti vodika pomagajo pri pridobivanju čistih kovin iz njihovih oksidi (baker, volfram, molibden in podobno. d.). Ko gori, nastanejo zelo visoke temperature (3000-4000 stopinj), z njihovo pomočjo se zavrejo ognjevzdržne kovine.

Učinkovita poraba goriva

Vodik ima visoko kalorično vrednost in ni škodljiv za okolje, ko sežge, se v ozračje sprošča kisik in voda. Lahko bi zlahka nadomestil drago nafto in plin, črni premog ter ustavil izpust škodljivega ogljikovega dioksida, ki je neizogiben med njihovo predelavo.

Znanstveniki zdaj razmišljajo o tem vprašanju. Programi za vodikovo energijo so že izrazili Islandija, ZDA, Japonska, Južna Afrika, Indija in Južna Koreja. V Italiji je podjetje Enel že zagnalo elektrarno na tem plinu, Japonska pa je izjavila, da bo svojo postajo odprla leta 2018. Avtomobilska podjetja že dolgo predstavijo svoje vodikove modele.

Morda bi lahko takšno gorivo rešilo nekatere težave. Vendar pa lahko ustvari nove. Ni še znano, kako učinkovito proizvesti vodik, porabiti najmanj denarja in ne motiti naravnega ravnovesja. Zato so vse ideje o uporabi najlažjega plina v razvoju.