Wasserstoff H ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum (etwa 75 Masse-%), auf der Erde - das neunthäufigste. Die wichtigste natürliche Verbindung von Wasserstoff ist Wasser.
Wasserstoff steht im Periodensystem an erster Stelle (Z = 1). Es hat die einfachste Atomstruktur: der Kern eines Atoms - 1 Proton, umgeben von einer Elektronenwolke, bestehend aus 1 Elektron.
Unter bestimmten Bedingungen zeigt Wasserstoff metallische Eigenschaften(gibt ein Elektron auf), in anderen - nichtmetallisch (nimmt ein Elektron auf).
Wasserstoffisotope kommen in der Natur vor: 1H - Protium (der Kern besteht aus einem Proton), 2H - Deuterium (D - der Kern besteht aus einem Proton und einem Neutron), 3H - Tritium (T - der Kern besteht aus einem Proton und zwei Neutronen).

Einfacher Stoff Wasserstoff

Ein Wasserstoffmolekül besteht aus zwei Atomen, die durch eine kovalente unpolare Bindung miteinander verbunden sind.
Physikalische Eigenschaften. Wasserstoff ist ein farbloses, geruchloses, geschmackloses, ungiftiges Gas. Das Wasserstoffmolekül ist nicht polar. Daher sind die Kräfte der intermolekularen Wechselwirkung in gasförmigem Wasserstoff gering. Dies äußert sich in niedrige Temperaturen Sieden (-252,6 0С) und Schmelzen (-259,2 0С).
Wasserstoff ist leichter als Luft, D (durch Luft) = 0,069; leicht löslich in Wasser (100 Volumen H2O lösen 2 Volumen H2). Daher kann Wasserstoff, wenn er in einem Labor hergestellt wird, durch Luft- oder Wasserverdrängungsverfahren gesammelt werden.

Wasserstoffproduktion

Im Labor:

1.Die Wirkung verdünnter Säuren auf Metalle:
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2. Wechselwirkung von Alkali und u-z-Metalle mit Wasser:
Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

3. Hydrolyse von Hydriden: Metallhydride werden von Wasser leicht zu den entsprechenden Alkalien und Wasserstoffen zersetzt:
NaH + H 2 O → NaOH + H 2
CaH 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + 2H 2

4. Die Wirkung von Alkalien auf Zink oder Aluminium oder Silizium:
2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2
Si + 2NaOH + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2

5. Wasserelektrolyse. Um die elektrische Leitfähigkeit von Wasser zu erhöhen, wird ihm ein Elektrolyt zugesetzt, beispielsweise NaOH, H 2 SO 4 oder Na 2 SO 4. An der Kathode werden 2 Volumen Wasserstoff gebildet, an der Anode - 1 Volumen Sauerstoff.
2H 2 O → 2H 2 + O 2

Industrielle Herstellung von Wasserstoff

1. Umwandlung von Methan mit Dampf, Ni 800 ° C (das billigste):
CH 4 + H 2 O → CO + 3 H 2
CO + H 2 O → CO 2 + H 2

In der Summe:
CH 4 + 2 H 2 O → 4 H 2 + CO 2

2. Wasserdampf durch glühenden Koks bei 1000 о С:
C + H 2 O → CO + H 2
CO + H 2 O → CO 2 + H 2

Das entstehende Kohlenmonoxid (IV) wird von Wasser absorbiert, so werden 50 % technischer Wasserstoff gewonnen.

3. Erhitzen von Methan auf 350 ° C in Gegenwart eines Eisen- oder Nickelkatalysators:
CH 4 → C + 2H 2

4. Durch Elektrolyse wässriger Lösungen von KCl oder NaCl, als Nebenprodukt:
2Н 2 О + 2NaCl → Cl 2 + H 2 + 2NaOH

Chemische Eigenschaften von Wasserstoff

  • In Verbindungen ist Wasserstoff immer einwertig. Es zeichnet sich durch eine Oxidationsstufe von +1 aus, bei Metallhydriden beträgt sie jedoch -1.
  • Ein Wasserstoffmolekül besteht aus zwei Atomen. Die Entstehung einer Bindung zwischen ihnen wird durch die Bildung eines verallgemeinerten Elektronenpaares H: H oder H 2
  • Aufgrund dieser Verallgemeinerung der Elektronen ist das H2-Molekül energetisch stabiler als sein einzelne Atome... Um ein Molekül in 1 Mol Wasserstoff in Atome zu zerlegen, muss eine Energie von 436 kJ aufgewendet werden: Н 2 = 2Н, ∆H ° = 436 kJ / mol
  • Dies erklärt die relativ geringe Aktivität von molekularem Wasserstoff bei normalen Temperaturen.
  • Mit vielen Nichtmetallen bildet Wasserstoff gasförmige Verbindungen wie RH 4, RH 3, RH 2, RH.

1) Bildet mit Halogenen Halogenwasserstoffe:
H 2 + Cl 2 → 2HCl.
Gleichzeitig explodiert es mit Fluor, reagiert mit Chlor und Brom nur beim Beleuchten oder Erhitzen und mit Jod nur beim Erhitzen.

2) Mit Sauerstoff:
2H 2 + O 2 → 2H 2 O
mit Wärmeabgabe. Bei normalen Temperaturen verläuft die Reaktion langsam, oberhalb von 550 ° C - mit einer Explosion. Ein Gemisch aus 2 Volumen H 2 und 1 Volumen O 2 wird als explosives Gas bezeichnet.

3) Beim Erhitzen reagiert es heftig mit Schwefel (mit Selen und Tellur viel schwieriger):
H 2 + S → H 2 S (Schwefelwasserstoff),

4) Bei Stickstoff unter Bildung von Ammoniak nur am Katalysator und bei erhöhten Temperaturen und Drücken:
ЗН 2 + N2 → 2NН 3

5) Mit Kohle bei hohen Temperaturen:
2H 2 + C → CH 4 (Methan)

6) bildet mit Alkali- und Erdalkalimetallen Hydride (Wasserstoff ist ein Oxidationsmittel):
Н 2 + 2Li → 2LiH
in Metallhydriden ist das Wasserstoffion negativ geladen (Oxidationsstufe -1), d.h. das Hydrid Na + H - ist wie das Chlorid Na + Cl - aufgebaut

Bei komplexen Substanzen:

7) Mit Metalloxiden (verwendet zur Reduktion von Metallen):
CuO + H 2 → Cu + H 2 O
Fe 3 O 4 + 4H 2 → 3Fe + 4H 2 O

8) mit Kohlenmonoxid (II):
CO + 2H 2 → CH 3 OH
Synthesegas (ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid) ist von großer praktischer Bedeutung, da je nach Temperatur, Druck und Katalysator verschiedene organische Verbindungen, zum Beispiel НСНО, СН 3 ОН und andere.

9) Ungesättigte Kohlenwasserstoffe reagieren mit Wasserstoff und werden zu gesättigten:
C n H 2n + H 2 → C n H 2n + 2.


Das häufigste chemische Element im Universum ist Wasserstoff. Dies ist eine Art Ausgangspunkt, denn im Periodensystem ist seine Ordnungszahl gleich eins. Die Menschheit hofft, in Zukunft mehr darüber als eines der möglichen Fahrzeuge erfahren zu können. Wasserstoff ist das einfachste, leichteste, am weitesten verbreitete Element, davon gibt es überall viel – 75 Prozent der Gesamtmasse der Materie. Es kommt in jedem Stern vor, insbesondere in viel Wasserstoff in Gasriesen. Seine Rolle bei stellaren Fusionsreaktionen ist von entscheidender Bedeutung. Ohne Wasserstoff kein Wasser, also kein Leben. Jeder erinnert sich, dass ein Wassermolekül ein Sauerstoffatom und zwei Atome enthält - Wasserstoff. Dies ist die bekannte Formel H 2 O.

Wie wir es verwenden

Entdeckte Wasserstoff 1766 von Henry Cavendish, als er die Oxidationsreaktion eines Metalls analysierte. Nach mehrjähriger Beobachtung stellte er fest, dass beim Verbrennen von Wasserstoff Wasser entsteht. Zuvor isolierten Wissenschaftler dieses Element, betrachteten es jedoch nicht als unabhängig. 1783 erhielt Wasserstoff den Namen Wasserstoff (übersetzt aus dem Griechischen "Hydro" - Wasser und "Gen" - gebären). Das Element, das Wasser erzeugt, ist Wasserstoff. Es ist ein Gas, dessen Summenformel H 2 ist. Wenn die Temperatur nahe der Raumtemperatur liegt und der Druck normal ist, ist dieses Element nicht wahrnehmbar. Sie können nicht einmal Wasserstoff fangen menschliche Organe Gefühle - es ist geschmacklos, farblos, geruchlos. Aber unter Druck und bei einer Temperatur von -252,87 C (sehr kalt!) verflüssigt sich dieses Gas. So wird es gespeichert, da es in Form von Gas viel aufnimmt mehr Platz... Als Treibmittel dient flüssiger Wasserstoff.

Wasserstoff kann fest, metallisch werden, aber dazu ist Ultrahochdruck erforderlich, und genau das tun die prominentesten Wissenschaftler – Physiker und Chemiker – jetzt. Dieses Element dient bereits als alternativer Kraftstoff für den Verkehr. Seine Anwendung ähnelt der Funktionsweise eines Motors. Verbrennungs: Bei der Verbrennung von Wasserstoff wird ein Großteil seiner chemischen Energie freigesetzt. Auch ein Verfahren zur Herstellung einer darauf basierenden Brennstoffzelle wurde praktisch entwickelt: In Verbindung mit Sauerstoff kommt es zu einer Reaktion, wodurch Wasser und Strom gebildet werden. Vielleicht wird der Verkehr bald statt Benzin auf Wasserstoff "umgestellt" - viele Autohersteller interessieren sich für die Schaffung alternativer brennbarer Materialien, es gibt auch Erfolge. Aber ein reiner Wasserstoffmotor ist noch Zukunftsmusik, hier gibt es viele Schwierigkeiten. Die Vorteile sind jedoch so groß, dass die Schaffung eines Kraftstofftanks mit festem Wasserstoff in vollem Gange ist und Wissenschaftler und Ingenieure sich nicht zurückziehen werden.

Grundinformation

Wasserstoff (lat.) - Wasserstoff, die erste Seriennummer im Periodensystem, bezeichnet mit H. Das Wasserstoffatom hat eine Masse von 1.0079, es ist ein Gas, das unter normalen Bedingungen weder Geschmack noch Geruch noch Farbe hat. Chemiker haben seit dem 16. Jahrhundert ein bestimmtes brennbares Gas mit verschiedenen Namen beschrieben. Aber es stellte sich für alle unter den gleichen Bedingungen heraus - wenn eine Säure auf das Metall einwirkt. Viele Jahre lang wurde Wasserstoff von den Cavendish selbst einfach als "brennbare Luft" bezeichnet. Erst 1783 bewies Lavoisier durch Synthese und Analyse, dass Wasser eine komplexe Zusammensetzung hat, und vier Jahre später gab er der „brennbaren Luft“ ihre moderner Name... Die Wurzel davon zusammengesetztes Wort es wird häufig verwendet, wenn es notwendig ist, die Wasserstoffverbindungen und alle Prozesse, an denen sie beteiligt sind, zu benennen. Zum Beispiel Hydrierung, Hydrid und dergleichen. EIN Russischer Name 1824 von M. Soloviev vorgeschlagen.

In der Natur ist die Verteilung dieses Elements unübertroffen. In der Lithosphäre und Hydrosphäre der Erdkruste beträgt ihre Masse ein Prozent, aber Wasserstoffatome machen sogar 16 Prozent aus. Das am weitesten verbreitete Wasser auf der Erde ist mit 11,19 Masse-% Wasserstoff. Es ist auch sicherlich in fast allen Verbindungen vorhanden, aus denen Öl, Kohle, alle Erdgase und Ton bestehen. Wasserstoff ist in allen Organismen von Pflanzen und Tieren enthalten - in der Zusammensetzung von Proteinen, Fetten, Nukleinsäuren, Kohlenhydraten und so weiter. Der freie Zustand für Wasserstoff ist nicht typisch und tritt fast nie auf – in Erd- und Vulkangasen ist davon sehr wenig vorhanden. Eine absolut unbedeutende Menge an Wasserstoff in der Atmosphäre - 0,0001%, bezogen auf die Anzahl der Atome. Andererseits stellen ganze Ströme von Protonen Wasserstoff im erdnahen Weltraum dar, er besteht aus dem inneren Strahlungsgürtel unseres Planeten.

Platz

Im Weltraum kommt kein Element so häufig vor wie Wasserstoff. Das Volumen des Wasserstoffs in der Zusammensetzung der Elemente der Sonne beträgt mehr als die Hälfte seiner Masse. Die meisten Sterne bilden Wasserstoff, der in Form von Plasma vorliegt. Auch der Großteil der verschiedenen Gase in Nebeln und im interstellaren Medium besteht aus Wasserstoff. Es kommt in Kometen vor, in der Atmosphäre einer Reihe von Planeten. Natürlich nicht in seiner reinen Form, entweder als freies H 2, dann als Methan CH 4, dann als Ammoniak NH 3, auch als Wasser H 2 O. Radikale CH, NH, SiN, OH, PH und dergleichen sind weit verbreitet. Wasserstoff ist als Protonenfluss Bestandteil der korpuskulären Sonnenstrahlung und der kosmischen Strahlung.

Bei gewöhnlichem Wasserstoff ist eine Mischung aus zwei stabilen Isotopen leichter Wasserstoff (oder Protium 1 H) und schwerer Wasserstoff (oder Deuterium - 2 H oder D). Es gibt andere Isotope: radioaktives Tritium - 3 H oder T, sonst - superschwerer Wasserstoff. Und auch ein sehr instabiles 4 N. In der Natur enthält eine Wasserstoffverbindung Isotope in folgenden Anteilen: Auf ein Deuteriumatom kommen 6800 Protiumatome. Tritium wird in der Atmosphäre aus Stickstoff gebildet, der von Neutronen der kosmischen Strahlung beeinflusst wird, aber vernachlässigbar ist. Wofür stehen Isotopenmassenzahlen? Die Abbildung zeigt, dass der Protiumkern nur ein Proton hat, während Deuterium nicht nur ein Proton, sondern auch ein Neutron im Atomkern hat. Tritium im Kern hat zwei Neutronen zu einem Proton. Aber 4 N enthält drei Neutronen pro Proton. Daher sind die physikalischen Eigenschaften und chemischen Eigenschaften von Wasserstoffisotopen im Vergleich zu Isotopen aller anderen Elemente sehr unterschiedlich - der Massenunterschied ist zu groß.

Struktur und physikalische Eigenschaften

Die Struktur des Wasserstoffatoms ist im Vergleich zu allen anderen Elementen am einfachsten: ein Kern - ein Elektron. Ionisationspotential - die Bindungsenergie eines Kerns mit einem Elektron - 13,595 Elektronenvolt (eV). Wegen der Einfachheit dieser Struktur eignet sich das Wasserstoffatom als Modell in der Quantenmechanik, wenn es notwendig ist, die Energieniveaus komplexerer Atome zu berechnen. Im H2-Molekül befinden sich zwei Atome, die durch eine chemisch kovalente Bindung verbunden sind. Die Zerfallsenergie ist sehr hoch. Atomarer Wasserstoff kann gebildet werden in chemische Reaktionen wie Zink und Salzsäure. Es gibt jedoch praktisch keine Wechselwirkung mit Wasserstoff - der Atomzustand von Wasserstoff ist sehr kurz, die Atome rekombinieren sofort zu H2-Molekülen.

Physikalisch gesehen ist Wasserstoff leichter als alle bekannten Stoffe - mehr als vierzehnmal leichter als Luft (denken Sie an die Ballons, die im Urlaub fliegen - sie enthalten nur Wasserstoff). Er kann jedoch kochen, verflüssigen, schmelzen, erstarren, und nur Helium kocht und schmilzt bei niedrigeren Temperaturen. Es ist schwierig, es zu verflüssigen, Sie benötigen eine Temperatur unter -240 Grad Celsius. Aber es hat eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit. Es löst sich fast nicht in Wasser, aber die Wechselwirkung mit dem Wasserstoff von Metallen ist ausgezeichnet - es löst sich in fast allen, am besten in Palladium (für ein Volumen Wasserstoff werden achthundertfünfzig Volumen benötigt). Flüssiger Wasserstoff ist leicht und flüssig, und wenn er sich in Metallen auflöst, zerstört er häufig Legierungen aufgrund der Wechselwirkung mit Kohlenstoff (z. B. Stahl), Diffusion und Dekarbonisierung treten auf.

Chemische Eigenschaften

In Verbindungen weist Wasserstoff größtenteils eine Oxidationsstufe (Valenz) von +1 auf, wie Natrium und andere Alkalimetalle. Er gilt als ihr Analogon und steht an der Spitze der ersten Gruppe des Mendelejew-Systems. Aber das Wasserstoffion in Metallhydriden ist negativ geladen, mit einer Oxidationsstufe von -1. Außerdem steht dieses Element in der Nähe von Halogenen, die es sogar in organischen Verbindungen ersetzen können. Damit lässt sich Wasserstoff der siebten Gruppe des Mendelejew-Systems zuordnen. Unter normalen Bedingungen unterscheiden sich Wasserstoffmoleküle nicht in ihrer Aktivität und verbinden sich nur mit den aktivsten Nichtmetallen: gut mit Fluor und wenn sie leicht sind - mit Chlor. Aber beim Erhitzen wird Wasserstoff anders - er reagiert mit vielen Elementen. Im Vergleich zu molekularem Wasserstoff ist atomarer Wasserstoff chemisch sehr aktiv, da in Verbindung mit Sauerstoff Wasser entsteht und dabei Energie und Wärme freigesetzt werden. Bei Raumtemperatur ist diese Reaktion sehr langsam, aber bei einer Erwärmung über fünfhundertfünfzig Grad kommt es zu einer Explosion.

Wasserstoff wird verwendet, um Metalle zu reduzieren, weil er ihren Oxiden Sauerstoff entzieht. Mit Fluor explodiert Wasserstoff selbst im Dunkeln und bei minus zweihundertzweiundfünfzig Grad Celsius. Chlor und Brom erregen Wasserstoff nur beim Erhitzen oder Beleuchten und Jod nur beim Erhitzen. Wasserstoff bildet mit Stickstoff Ammoniak (so werden die meisten Düngemittel hergestellt). Beim Erhitzen interagiert es sehr aktiv mit Schwefel und es wird Schwefelwasserstoff erhalten. Tellur und Selen sind schwer mit Wasserstoff zu reagieren, aber reiner Kohlenstoff reagiert bei sehr hohen Temperaturen zu Methan. Wasserstoff bildet mit Kohlenmonoxid verschiedene organische Verbindungen, hier wirken Druck, Temperatur, Katalysatoren, und all dies ist von großer praktischer Bedeutung. Und im Allgemeinen ist die Rolle von Wasserstoff sowie seinen Verbindungen äußerst groß, da er den Protonensäuren saure Eigenschaften verleiht. Mit vielen Elementen wird eine Wasserstoffbrücke gebildet, die die Eigenschaften sowohl anorganischer als auch organischer Verbindungen beeinflusst.

Empfangen und verwenden

Wasserstoff wird im industriellen Maßstab aus Erdgasen gewonnen - brennbare Gase, Koksofengase, Erdölraffinationsgase. Es kann auch durch Elektrolyse gewonnen werden, wo Strom nicht zu teuer ist. Die wichtigste Methode zur Wasserstofferzeugung ist jedoch die katalytische Wechselwirkung von Kohlenwasserstoffen, meist Methan, mit Wasserdampf bei der Umwandlung. Auch das Verfahren der Oxidation von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff ist weit verbreitet. Gewinnung von Wasserstoff aus Erdgas ist der günstigste Weg. Die anderen beiden sind die Verwendung von Kokereigas und Raffineriegas – Wasserstoff wird freigesetzt, wenn die restlichen Komponenten verflüssigt werden. Sie lassen sich leichter verflüssigen, und für Wasserstoff braucht man, wie wir uns erinnern, -252 Grad.

Wasserstoffperoxid ist in der Verwendung sehr beliebt. Die Behandlung mit dieser Lösung wird sehr oft verwendet. Die Summenformel von H 2 O 2 wird wohl kaum von all den Millionen Menschen genannt, die blond werden und ihr Haar aufhellen wollen, sowie diejenigen, die die Sauberkeit in der Küche lieben. Selbst diejenigen, die Kratzer vom Spielen mit einem Kätzchen behandeln, wissen oft nicht, dass sie eine Wasserstoffbehandlung verwenden. Aber jeder kennt die Geschichte: seit 1852 Wasserstoff lange Zeit in der Luftfahrt verwendet. Das von Henry Giffard erfundene Luftschiff wurde auf der Basis von Wasserstoff hergestellt. Sie wurden Zeppeline genannt. Die rasante Entwicklung des Flugzeugbaus trieb die Zeppeline vom Himmel. 1937 kam es zu einem schweren Unfall, als das Luftschiff Hindenburg abbrannte. Nach diesem Vorfall wurden die Zeppeline nie wieder eingesetzt. Aber am Ende des achtzehnten Jahrhunderts verbreitete sich die Ballons mit Wasserstoff gefüllt war allgegenwärtig. Neben der Herstellung von Ammoniak wird Wasserstoff heute für die Herstellung von Methylalkohol und anderen Alkoholen, Benzin, hydrierten Schwerölen und Festbrennstoffen benötigt. Beim Schweißen, beim Schneiden von Metallen kann auf Wasserstoff nicht verzichtet werden - es kann Sauerstoff-Wasserstoff und atomarer Wasserstoff sein. Und Tritium und Deuterium geben Leben Atomkraft... Dies sind, wie wir uns erinnern, Wasserstoffisotope.

Neumyvakin

Wasserstoff als Chemisches Element so gut, dass er nicht anders konnte, als seine eigenen Fans zu haben. Ivan Pavlovich Neumyvakin ist Doktor der medizinischen Wissenschaften, Professor, Träger des Staatspreises und hat viele weitere Titel und Auszeichnungen, darunter. Als Arzt für traditionelle Medizin wurde er zum besten Volksheiler Russlands gekürt. Er war es, der viele Methoden und Prinzipien des Renderings entwickelt hat medizinische Versorgung Astronauten im Flug. Er war es, der ein einzigartiges Krankenhaus geschaffen hat - ein Krankenhaus an Bord eines Raumschiffs. Gleichzeitig war er Landeskoordinator für den Bereich der kosmetischen Medizin. Raum und Kosmetik. Seine Leidenschaft für Wasserstoff zielt nicht darauf ab, viel Geld zu verdienen, wie es heute in der Hausmedizin der Fall ist, sondern im Gegenteil, den Menschen beizubringen, alles buchstäblich für einen Cent zu heilen, ohne zusätzliche Apothekenbesuche.

Er fördert die Behandlung mit einem Medikament, das buchstäblich in jedem Haushalt vorhanden ist. Das ist Wasserstoffperoxid. Sie können Neumyvakin so oft kritisieren, wie Sie möchten, er wird immer noch darauf bestehen: Ja, tatsächlich kann buchstäblich alles mit Wasserstoffperoxid geheilt werden, denn es sättigt die inneren Zellen des Körpers mit Sauerstoff, zerstört Giftstoffe, normalisiert Säuren und Laugen Gleichgewicht, und von hier aus werden Gewebe regeneriert, der gesamte Organismus. Bisher hat niemand das mit Wasserstoffperoxid geheilte gesehen, geschweige denn untersucht, aber Neumyvakin behauptet, dass Sie mit diesem Mittel virale, bakterielle und Pilzkrankheiten vollständig loswerden, die Entwicklung von Tumoren und Atherosklerose verhindern, Depressionen besiegen und sich verjüngen können den Körper und erkranken nie an SARS und Erkältungen.

Allheilmittel

Ivan Pavlovich ist sich sicher, dass bei richtiger Anwendung dieses einfachsten Medikaments und unter Beachtung aller einfachen Anweisungen viele Krankheiten besiegt werden können, auch sehr schwere. Ihre Liste ist riesig: von Parodontitis und Mandelentzündung bis hin zu Herzinfarkten, Schlaganfällen und Diabetes Mellitus... Kleinigkeiten wie Sinusitis oder Osteochondrose fliegen von den ersten Behandlungssitzungen weg. Auch krebsartige Tumore bekommen Angst und fliehen vor Wasserstoffperoxid, weil die Immunität stimuliert, das Leben des Körpers und seine Abwehrkräfte aktiviert werden.

Auch Kinder können auf diese Weise behandelt werden, allerdings ist es für Schwangere besser, auf Wasserstoffperoxid zu verzichten. Außerdem wird diese Methode aufgrund einer möglichen Gewebeinkompatibilität nicht für Menschen mit transplantierten Organen empfohlen. Die Dosierung sollte strikt eingehalten werden: von einem Tropfen bis zehn, täglich einen hinzufügen. Dreimal täglich (dreißig Tropfen einer dreiprozentigen Wasserstoffperoxidlösung pro Tag, wow!) eine halbe Stunde vor den Mahlzeiten. Die Lösung kann intravenös und unter ärztlicher Aufsicht verabreicht werden. Manchmal wird Wasserstoffperoxid für eine wirksamere Wirkung mit anderen Medikamenten kombiniert. Im Inneren wird die Lösung nur in verdünnter Form verwendet - mit sauberem Wasser.

Äußerlich

Kompressen und Spülungen waren, noch bevor Professor Neumyvakin seine Methoden entwickelte, sehr beliebt. Jeder weiß, dass Wasserstoffperoxid wie Alkoholkompressen nicht in reiner Form verwendet werden kann, da es das Gewebe verbrennt, aber Warzen oder Pilzläsionen werden lokal und mit einer starken Lösung geschmiert - bis zu fünfzehn Prozent.

Bei Hautausschlägen, bei Kopfschmerzen werden auch Verfahren durchgeführt, bei denen Wasserstoffperoxid beteiligt ist. Die Kompresse sollte mit einem Baumwolltuch gemacht werden, das in eine Lösung aus zwei Teelöffeln dreiprozentigem Wasserstoffperoxid und fünfzig Milligramm reinem Wasser getaucht ist. Decken Sie den Stoff mit Folie ab und wickeln Sie ihn mit Wolle oder einem Handtuch ein. Die Wirkungszeit der Kompresse beträgt morgens und abends eine Viertelstunde bis eineinhalb Stunden bis zur Genesung.

Meinung der Ärzte

Die Meinungen sind geteilt, nicht jeder ist über die Eigenschaften von Wasserstoffperoxid erstaunt, außerdem wird ihnen nicht nur nicht geglaubt, sondern auch ausgelacht. Unter den Ärzten sind auch diejenigen, die Neumyvakin unterstützt und sogar die Entwicklung seiner Theorie aufgegriffen haben, aber sie sind in der Minderheit. Die meisten Ärzte halten einen solchen Behandlungsplan nicht nur für wirkungslos, sondern oft auch destruktiv.

Tatsächlich gibt es noch keinen einzigen offiziell nachgewiesenen Fall, in dem ein Patient mit Wasserstoffperoxid geheilt worden wäre. Gleichzeitig gibt es keine Informationen über die Verschlechterung der Gesundheit im Zusammenhang mit der Anwendung dieser Methode. Aber wertvolle Zeit geht verloren, und eine Person, die eine der schweren Krankheiten bekommen hat und sich vollständig auf das Allheilmittel von Neumyvakin verlassen hat, läuft Gefahr, zu spät mit der eigentlichen traditionellen Behandlung zu beginnen.

Wasserstoff(lat. Hydrogenium), H, chemisches Element, das erste in der Seriennummer im Periodensystem von Mendelejew; Atommasse 1.00797. Unter normalen Bedingungen ist V. Gas; hat keine Farbe, Geruch oder Geschmack.

Historische Referenz. In den Werken von Chemikern des 16. und 17. Jahrhunderts. die Freisetzung von brennbarem Gas unter Einwirkung von Säuren auf Metalle wurde wiederholt erwähnt. 1766 G. Cavendish sammelte und untersuchte das freigesetzte Gas und nannte es "brennbare Luft". Ein Anhänger der Theorie sein phlogiston, Cavendish glaubte, dass dieses Gas reines Phlogiston ist. Im Jahr 1783 A. Lavoisier durch Analyse und Synthese von Wasser bewies er die Komplexität seiner Zusammensetzung und definierte 1787 "brennbare Luft" als neues chemisches Element (B.) und gab ihm den modernen Namen Hydrogen (von griechisch hydor - Wasser und genn ao - ich gebäre), was "Wasser gebären" bedeutet; diese Wurzel wird in den Namen der Verbindungen und Verfahren von B. mit seiner Beteiligung verwendet (zB Hydride, Hydrierung). Der moderne russische Name "V." wurde 1824 von M. F. Soloviev vorgeschlagen.

Prävalenz in der Natur ... V. ist in der Natur weit verbreitet, ihr Inhalt in Erdkruste(Lithosphäre und Hydrosphäre) beträgt 1 Masse-% und 16 % der Anzahl der Atome. V. ist ein Teil der am weitesten verbreiteten Substanz auf der Erde - Wasser (11,19 % von V. nach Masse), in der Zusammensetzung von Verbindungen, aus denen Kohle, Öl, Erdgas, Ton sowie Organismen von Tieren und Pflanzen bestehen ( dh in der Zusammensetzung von Proteinen, Nukleinsäuren, Fetten, Kohlenhydraten usw.). Im freien Zustand ist V. äußerst selten, in geringen Mengen ist es in vulkanischen und anderen Erdgasen enthalten. In der Atmosphäre sind geringe Mengen an freiem V. (0,0001 % bezogen auf die Anzahl der Atome) vorhanden. Im erdnahen Raum bildet V. in Form eines Protonenflusses ein inneres ("Proton") Strahlungsgürtel der Erde... Im Weltraum ist V. das am weitesten verbreitete Element. Als Plasma es macht etwa die Hälfte der Masse der Sonne und der meisten Sterne aus, den Großteil der Gase des interstellaren Mediums und der Gasnebel. V. kommt in der Atmosphäre einer Reihe von Planeten und in Kometen in Form von freiem h 2, Methan ch 4, Ammoniak nh 3, Wasser h 2 o, Radikalen wie ch, nh, oh, sih, ph usw. vor . In Form eines Protonenflusses ist V. Teil der Korpuskularstrahlung der Sonne und der kosmischen Strahlung.

Isotope, Atom und Molekül. Gewöhnliches V. besteht aus einer Mischung zweier stabiler Isotope: leichtes V. oder Protium (1 h) und schweres V. oder Deuterium(2 h oder d). In natürlichen Wasserstoffverbindungen gibt es im Durchschnitt 6800 Atome 1 h pro 1 Atom 2 h. Ein künstlich gewonnenes radioaktives Isotop - superschweres V., oder Tritium(3 h, oder T), mit weicher γ-Strahlung und Halbwertszeit t 1/2= 12.262 Jahre. In der Natur entsteht Tritium beispielsweise aus atmosphärischem Stickstoff unter Einwirkung von Neutronen der kosmischen Strahlung; in der Atmosphäre ist es vernachlässigbar (4 · 10 -15% der Gesamtzahl der V.-Atome). Es wurde das extrem instabile Isotop 4 h erhalten. Die Massenzahlen der Isotope 1 h, 2 h, 3 h und 4 h bzw. 1,2, 3 und 4 zeigen an, dass der Kern des Protiumatoms nur 1 Proton enthält, Deuterium - 1 Proton und 1 Neutron, Tritium - 1 Proton und 2 Neutronen, 4 h - 1 Proton und 3 Neutronen. Der große Massenunterschied der Isotope von V. führt zu einem deutlicheren Unterschied in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften als bei Isotopen anderer Elemente.

Atom V. hat unter den Atomen aller anderen Elemente den einfachsten Aufbau: Es besteht aus einem Kern und einem Elektron. Die Bindungsenergie eines Elektrons mit einem Kern (Ionisationspotential) beträgt 13,595 ev... Ein neutrales Atom B. kann auch ein zweites Elektron anlagern, wodurch ein negatives Ion H - gebildet wird; in diesem Fall beträgt die Bindungsenergie des zweiten Elektrons mit einem neutralen Atom (Elektronenaffinität) 0,78 ev. Quantenmechanik ermöglicht es, alle möglichen Energieniveaus des Atoms B. zu berechnen und somit eine vollständige Interpretation seiner Atomspektrum... Atom V. wird als Modell für quantenmechanische Berechnungen verwendet. Energieniveaus andere, komplexere Atome. Molekül B. h 2 besteht aus zwei Atomen, die durch eine kovalente chemische Bindung... Die Dissoziationsenergie (d.h. Zerfall in Atome) beträgt 4,776 ev(1 ev= 1.60210 10 -19 J). Der Atomabstand an der Gleichgewichtslage der Kerne beträgt 0.7414 · a. Bei hohen Temperaturen dissoziiert molekulares V. in Atome (der Dissoziationsgrad beträgt bei 2000 ° C 0,0013 und bei 5000 ° C 0,95). Atomares V. entsteht auch bei verschiedenen chemischen Reaktionen (zB Einwirkung von Zn auf Salzsäure). Die Existenz von V. im atomaren Zustand dauert jedoch nur eine kurze Zeit, Atome rekombinieren zu h 2 -Molekülen.

Physische und Chemische Eigenschaften ... V. - der leichteste aller bekannten Stoffe (14,4 mal leichter als Luft), Dichte 0,0899 g / l bei 0°C und 1 Geldautomat... V. siedet (verflüssigt) und schmilzt (erstarrt) bei -252,6 °C bzw. -259,1 °C (nur Helium hat niedrigere Schmelz- und Siedepunkte). Die kritische Temperatur von B. ist sehr niedrig (-240 ° C), und daher ist seine Verflüssigung mit großen Schwierigkeiten behaftet; kritischer Druck 12,8 kgf / cm 2 (12,8 Geldautomat), kritische Dichte 0,0312 g / cm² 3. Von allen Gasen hat V. die höchste Wärmeleitfähigkeit, gleich bei 0 ° C und 1 Geldautomat 0,174 Di /(m· ZU), d. h. 4,16 · 0 -4 Kot /(mit· cm· ° C). Spezifische Wärme B. bei 0°C und 1 GeldautomatC p 14.20810 3 J /(Kg· ZU), d. h. 3.394 Kot /(g· ° C). B. leicht löslich in Wasser (0,0182 ml / g bei 20 °C und 1 Geldautomat), aber gut - in vielen Metallen (ni, pt, pd usw.), insbesondere in Palladium (850 Bände pro 1 Volumen pd). Die Löslichkeit von V. in Metallen hängt mit seiner Diffusionsfähigkeit zusammen; die Diffusion durch eine kohlenstoffhaltige Legierung (z. B. Stahl) wird manchmal von der Zerstörung der Legierung aufgrund der Wechselwirkung von Kohlenstoff mit Kohlenstoff (der sogenannten Dekarbonisierung) begleitet. Liquid V. ist sehr leicht (Dichte bei -253°C 0.0708 g / cm² 3) und flüssig (Viskosität bei - 253 ° C 13,8 spoise).

In den meisten Verbindungen weist die Wertigkeit eine Wertigkeit (genauer gesagt die Oxidationsstufe) +1 auf, wie bei Natrium und anderen Alkali Metalle; normalerweise wird es als ein Analogon dieser Metalle betrachtet, Rubrik 1 gr. Systeme von Mendelejew. Bei Metallhydriden ist das Wasserstoffion jedoch negativ geladen (Oxidationsstufe -1), dh das Hydrid na + h – ist wie das Chlorid na + cl – aufgebaut. Dies und einige andere Tatsachen (die Nähe der physikalischen Eigenschaften von V. und Halogenen, die Fähigkeit von Halogenen, V. in organischen Verbindungen zu ersetzen) geben Anlass, V. auch der Gruppe vii zuzuordnen. Periodensystem... Unter gewöhnlichen Bedingungen ist molekulares V. vergleichsweise wenig aktiv und verbindet sich direkt nur mit den aktivsten Nichtmetallen (mit Fluor und im Licht und mit Chlor). Beim Erhitzen reagiert es jedoch mit vielen Elementen. Atomic V. hat eine erhöhte chemische Aktivität im Vergleich zu molekularer. V. bildet mit Sauerstoff Wasser: h 2 + 1/2 o 2 = h 2 o unter Freisetzung von 285.937 · 10 3 j / mol, d. h. 68,3174 kcal / mol Hitze (bei 25 °C und 1 Geldautomat). Bei normalen Temperaturen verläuft die Reaktion über 550 ° C äußerst langsam - mit einer Explosion. Die Explosionsgrenzen des Wasserstoff-Sauerstoff-Gemischs liegen (bezogen auf das Volumen) von 4 bis 94 % h 2 und des Wasserstoff-Luft-Gemischs - von 4 bis 74 % h 2 (ein Gemisch aus 2 Volumina h 2 und 1 Volumen H 2 O 2 heißt Knallgas). V. wird zur Reduktion vieler Metalle verwendet, da es ihren Oxiden Sauerstoff entzieht:

cuo + H 2 = cu + h 2 o,

fe 3 o 4 + 4h 2 = 3fe + 4h 2 o usw.

V. bildet mit Halogenen Halogenwasserstoffe, zum Beispiel:

h 2 + cl 2 = 2hcl.

Gleichzeitig explodiert V. mit Fluor (auch im Dunkeln und bei -252 ° C), reagiert mit Chlor und Brom nur beim Beleuchten oder Erhitzen und mit Jod nur beim Erhitzen. V. wechselwirkt mit Stickstoff zu Ammoniak: 3h 2 + n 2 = 2nh 3 nur am Katalysator und bei erhöhten Temperaturen und Drücken. Beim Erhitzen reagiert V. heftig mit Schwefel: h 2 + s = h 2 s (Schwefelwasserstoff), viel schwieriger mit Selen und Tellur. Mit reinem Kohlenstoff kann V. ohne Katalysator nur bei hohen Temperaturen reagieren: 2h 2 + C (amorph) = ch 4 (Methan). V. reagiert direkt mit bestimmten Metallen (Alkali, Erdalkali usw.) unter Bildung von Hydriden: h 2 + 2li = 2lih. Von großer praktischer Bedeutung sind die Reaktionen von Kohlenwasserstoffen mit Kohlenmonoxid, bei denen je nach Temperatur, Druck und Katalysator verschiedene organische Verbindungen gebildet werden, z. B. hcho, ch 3 oh usw. Ungesättigte Kohlenwasserstoffe reagieren mit Kohlenwasserstoffen unter Durchgang in gesättigte, zum Beispiel:

cnh2n + h2 = cnh2n+2.

Die Rolle von V. und seinen Verbindungen in der Chemie ist außergewöhnlich groß. V. bestimmt die sauren Eigenschaften der sogenannten Protonensäuren. V. neigt dazu, mit einigen Elementen die sog. Wasserstoffverbindung, das die Eigenschaften vieler organischer und anorganischer Verbindungen entscheidend beeinflusst.

Empfang ... Die wichtigsten Arten von Rohstoffen für die industrielle Produktion von V. - natürliche brennbare Gase, Koksofengas(cm. Kokschemie) und Raffineriegase sowie Vergasungsprodukte fester und flüssiger Brennstoffe (hauptsächlich Kohle). V. erhält man auch von Wasser Elektrolyse (an Orten mit billigem Strom). Die wichtigsten Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Erdgas sind die katalytische Wechselwirkung von Kohlenwasserstoffen, hauptsächlich Methan, mit Wasserdampf (Umwandlung): ch 4 + h 2 o = co + 3h 2 und die unvollständige Oxidation von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff: ch 4 + 1/2 oder 2 = co + 2h 2. Das resultierende Kohlenmonoxid wird ebenfalls umgewandelt: co + h 2 o = co 2 + h 2. V., aus Erdgas gewonnen, ist am günstigsten. Ein sehr weit verbreitetes Verfahren zur Herstellung von Kohle ist aus Wasser und Dampf-Luft-Gasen, die durch Kohlevergasung erzeugt werden. Das Verfahren basiert auf der Umwandlung von Kohlenmonoxid. Wassergas enthält bis zu 50 % h 2 und 40 % co; im Dampf-Luft-Gas befindet sich neben h 2 und co eine bedeutende Menge an n 2, das zusammen mit dem erhaltenen V. zur Synthese von nh 3 verwendet wird. V. wird aus Kokereigas und Erdölraffinationsgasen isoliert, indem die restlichen Bestandteile des Gasgemisches entfernt werden, die durch Tiefenkühlung leichter verflüssigt werden als V.. Wasserelektrolyse wird durchgeführt Gleichstrom indem es durch eine Koh- oder Naoh-Lösung geleitet wird (Säuren werden nicht verwendet, um eine Korrosion der Stahlapparatur zu vermeiden). In Laboratorien wird V. durch Elektrolyse von Wasser sowie durch die Reaktion zwischen Zink und gewonnen Salzsäure... Häufiger verwenden sie jedoch vorgefertigte Fabrik V. in Zylindern.

Anwendung ... V. wurde Ende des 18. Jahrhunderts in industriellem Maßstab hergestellt. zum Füllen von Ballons. Gegenwärtig wird V. in der chemischen Industrie vor allem zur Herstellung von Ammoniak... Ein großer Alkoholkonsument ist auch die Herstellung von Methyl- und anderen Alkoholen, synthetischem Benzin (Synthin) und anderen Produkten, die durch Synthese aus Alkohol und Kohlenmonoxid gewonnen werden. V. wird verwendet zur Hydrierung von festen und schweren flüssigen Brennstoffen, Fetten etc., zur HCl-Synthese, zum Hydrotreating von Erdölprodukten, beim Schweißen und Schneiden von Metallen mit einer Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme (Temperaturen bis 2800 °C ), und in atomares wasserstoffschweißen(bis 4000 °C). Vitaminisotope – Deuterium und Tritium – haben sehr wichtige Anwendungen in der Atomenergie gefunden.

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Maschine ohne Abgase... Dies ist ein Toyota Mirai. Das Auto wird mit Wasserstoff betrieben.

Aus den Auspuffrohren treten nur erwärmte Luft und Wasserdampf aus. Das Auto der Zukunft ist bereits unterwegs, obwohl es beim Tanken Probleme hat.

Angesichts der Verbreitung von Wasserstoff im Universum sollte es jedoch keinen solchen Haken geben.

Die Welt besteht zu drei Vierteln aus einer Substanz. Also, deine Seriennummer Element Wasserstoff rechtfertigt. Heute wird ihm alle Aufmerksamkeit geschenkt.

Wasserstoffeigenschaften

Als erstes Element, Wasserstoff erzeugt die erste Substanz. Das ist Wasser. Seine Formel ist bekannt als H 2 O.

Auf Griechischer Name Wasserstoff wird als Hidrogenium geschrieben, wobei Hidro Wasser ist und Genium erzeugen soll.

Den Namen des Elements gaben jedoch nicht die Griechen, sondern der französische Naturforscher Laurent Lavoisier. Vor ihm wurde Wasserstoff von Henry Kevendisch, Nicola Lemery und Theophrastus Paracelsus erforscht.

Letzteres hat der Wissenschaft tatsächlich die erste Erwähnung der ersten Substanz hinterlassen. Der Eintrag stammt aus dem 16. Jahrhundert. Zu welchen Schlussfolgerungen kamen Wissenschaftler? Wasserstoff?

Elementcharakteristik- Dualität. Ein Wasserstoffatom hat nur 1 Elektron. Bei einer Reihe von Reaktionen gibt die Substanz es ab.

Dies ist das Verhalten eines typischen Metalls aus der ersten Gruppe. Wasserstoff ist jedoch auch in der Lage, seine Hülle zu vervollständigen, indem er 1 Elektron nicht abgibt, sondern aufnimmt.

In diesem Fall verhält sich das 1. Element wie Halogene. Sie befinden sich in der 17. Gruppe des Periodensystems und sind anfällig für Bildung.

In welchen davon ist Wasserstoff zu finden? Zum Beispiel in Hydrogensulfid. Seine Formel lautet: - NaHS.

Diese Verbindung basiert auf dem Element Wasserstoff. Wie man sieht, werden Wasserstoffatome nur teilweise durch Natrium verdrängt.

Die Anwesenheit nur eines Elektrons und die Fähigkeit, es abzugeben, verwandelt ein Wasserstoffatom in ein Proton. Der Kern hat auch nur ein Teilchen mit positiver Ladung.

Relative Masse ein Proton mit einem Elektron ist gleich 2-mind. Der Indikator ist 14-mal kleiner als der von Luft. Ohne Elektron ist Materie noch leichter.

Die Schlussfolgerung, dass Wasserstoff ein Gas ist, liegt nahe. Das Element hat aber auch eine flüssige Form. Die Verflüssigung erfolgt bei einer Temperatur von -252,8 Grad Celsius.

Aufgrund seiner geringen Größe chemisches Element Wasserstoff hat die Fähigkeit, andere Stoffe zu durchdringen.

Wenn Sie also die Luft nicht mit Helium oder normaler Luft, sondern mit einem sauberen Element Nr. 1 aufblasen, wird es nach ein paar Tagen weggeblasen.

Gaspartikel dringen leicht in die Poren ein. Wasserstoff geht beispielsweise in einige Metalle über und.

In deren Struktur angereichert, verdampft der Stoff bei steigender Temperatur.

Obwohl Wasserstoff ist enthalten in die Zusammensetzung von Wasser, löst es sich schlecht. Nicht umsonst wird im Labor das Element durch Verdrängung von Feuchtigkeit isoliert. Und wie kommen Industrielle an die erste Substanz? Diesem widmen wir das nächste Kapitel.

Wasserstoffproduktion

Formel von Wasserstoff ermöglicht es Ihnen, es auf mindestens 6 Arten zu erhalten. Die erste ist die Dampfreformierung von Methan und Erdgas.

Nimm Legroinfraktionen. Aus ihnen wird katalytisch reiner Wasserstoff gewonnen. Dies erfordert die Anwesenheit von Wasserdampf.

Die zweite Möglichkeit, die 1. Substanz zu extrahieren, ist die Vergasung. Der Brennstoff wird auf 1500 Grad erhitzt und in brennbare Gase umgewandelt.

Dies erfordert ein Oxidationsmittel. Normaler Luftsauerstoff ist ausreichend.

Der dritte Weg zur Gewinnung von Wasserstoff ist die Elektrolyse von Wasser. Durch sie wird ein Strom geleitet. Es hilft, das gewünschte Element auf den Elektroden hervorzuheben.

Sie können auch Pyrolyse verwenden. Dies ist die thermische Zersetzung von Verbindungen. Sowohl organisches Material als auch anorganische Stoffe, zum Beispiel das gleiche Wasser. Der Prozess findet unter dem Einfluss hoher Temperaturen statt.

Der fünfte Weg zur Gewinnung von Wasserstoff ist die partielle Oxidation, der sechste die Biotechnologie.

Unter letzterem versteht man die Gewinnung von Gas aus Wasser durch dessen biochemischen Abbau. Spezielle Algenhilfe.

Ein geschlossener Photobioreaktor wird benötigt, daher wird die 6. Methode selten verwendet. Tatsächlich ist nur die Dampfumwandlungsmethode beliebt.

Es ist das billigste und einfachste. Die Verfügbarkeit vieler Alternativen macht Wasserstoff jedoch zu einem begehrten Rohstoff für die Industrie, da keine Abhängigkeit von einer bestimmten Quelle des Elements besteht.

Anwendung von Wasserstoff

Wasserstoff wird verwendet zur Synthese. Diese Verbindung ist ein Kältemittel in der Gefriertechnik, es ist als Bestandteil von Ammoniak bekannt und wird als Säureneutralisator verwendet.

Wasserstoff wird auch in die Synthese von Salzsäure eingelassen. Dies ist der zweite Name.

Es wird beispielsweise benötigt, um Metalloberflächen zu reinigen, zu polieren. V Nahrungsmittelindustrie Salzsäure - Säureregulator E507.

Als Lebensmittelzusatz Wasserstoff selbst wurde registriert. Der Name auf der Produktverpackung lautet E949.

Es wird insbesondere bei der Herstellung von Margarine verwendet. Das Hydriersystem stellt tatsächlich die Margarine her.

Im Fett raus Pflanzenöle ein Teil der Verbindungen ist gebrochen. An den Bruchstellen entstehen Wasserstoffatome. Dadurch wird ein flüssiger Stoff in einen relativen umgewandelt.

In der Rolle Brennstoffzelle Wasserstoff es wird bisher nicht so sehr bei Raketen angewendet.

Die erste Substanz verbrennt in Sauerstoff, der Energie für die Bewegung von Raumfahrzeugen liefert.

Also, einer der mächtigsten Russische Raketen Energia wird mit Wasserstoff betrieben. Das erste Element wird verflüssigt.

Die Reaktion der Verbrennung von Wasserstoff in Sauerstoff ist beim Schweißen praktisch. Es können die meisten feuerfesten Materialien verklebt werden.

Die Reaktionstemperatur in reiner Form beträgt 3000 Grad Celsius. Mit der Verwendung von speziellen ist es möglich, 4000 Grad zu erreichen.

Jedes Metall wird "kapitulieren". Metalle werden übrigens auch mit Hilfe des 1. Elements gewonnen. Die Reaktion beruht auf der Freisetzung von Wertstoffen aus ihren Oxiden.

Die Atomindustrie begünstigt Isotope von Wasserstoff... Es gibt nur 3 davon, eines davon ist Tritium. Es ist radioaktiv.

Es gibt auch nicht radioaktives Protium und Deuterium. Obwohl Tritium Gefahren ausstrahlt, kommt es in der natürlichen Umgebung vor.

Das Isotop wird in der oberen Atmosphäre gebildet, die von kosmischer Strahlung beeinflusst wird. Dies führt zu Kernreaktionen.

In Reaktoren auf der Erdoberfläche entsteht Tritium durch Neutronenbestrahlung.

Wasserstoffpreis

Am häufigsten bieten Industrielle gasförmigen Wasserstoff natürlich in komprimiertem Zustand und in einem speziellen Behälter an, der kleine Materieatome nicht durchlässt.

Das erste Element ist in technisch und raffiniert unterteilt, dh in die höchste Note. Es gibt sogar Wasserstoffmarken, zum Beispiel "A".

Für sie gilt GOST 3022-80. Das ist technisches Gas. Für 40 Kubikliter verlangen die Hersteller etwas weniger als 1000. Für 50 Liter ergeben sie 1300.

GOST für reinen Wasserstoff - R 51673-2000. Die Gasreinheit beträgt 9,9999%. Das technische Element ist jedoch etwas minderwertig.

Seine Reinheit beträgt 9,99%. Allerdings für 40 Kubikliter reine Substanz bereits mehr als 13.000 Rubel geben.

Das Preisschild zeigt, wie schwierig die Endphase der Gasreinigung für Industrielle ist. Für einen 50-Liter-Zylinder müssen Sie 15.000-16.000 Rubel bezahlen.

Flüssiger Wasserstoff fast nie benutzt. Es ist zu teuer, die Verluste sind groß. Daher können Sie keine Angebote zum Verkauf oder Kauf finden.

Verflüssigter Wasserstoff ist nicht nur schwer zu gewinnen, sondern auch schwer zu lagern. Die Temperatur von minus 252 Grad ist kein Witz.

Daher wird niemand scherzen, wenn er effizientes und einfach zu verwendendes Gas verwendet.

Industrielle Methoden zur Gewinnung einfache Stoffe hängen davon ab, in welcher Form das entsprechende Element in der Natur vorkommt, d. h. was der Rohstoff für seine Herstellung sein kann. So wird frei verfügbarer Sauerstoff gewonnen physisch- Freisetzung aus flüssiger Luft. Fast der gesamte Wasserstoff liegt in Form von Verbindungen vor, daher werden chemische Methoden verwendet, um ihn zu gewinnen. Insbesondere können Zersetzungsreaktionen verwendet werden. Eine der Methoden zur Herstellung von Wasserstoff ist die Reaktion der Wasserzersetzung durch elektrischen Strom.

Die wichtigste industrielle Methode zur Herstellung von Wasserstoff ist die Reaktion von Methan mit Wasser, das Bestandteil von Erdgas ist. Es wird durchgeführt bei hohe Temperatur(Es ist leicht sicherzustellen, dass beim Durchleiten von Methan auch durch kochendes Wasser keine Reaktion stattfindet):

CH 4 + 2H 2 0 = CO 2 + 4H 2 - 165 kJ

Im Labor werden zur Gewinnung einfacher Stoffe nicht unbedingt natürliche Rohstoffe verwendet, sondern diese Ausgangsmaterialien, aus dem sich die gewünschte Substanz leichter isolieren lässt. In einem Labor wird beispielsweise kein Sauerstoff aus der Luft gewonnen. Gleiches gilt für die Herstellung von Wasserstoff. Eine der bisweilen industriell genutzten Labormethoden zur Herstellung von Wasserstoff ist die Zersetzung von Wasser mit elektrischem Strom.

Normalerweise entsteht im Labor Wasserstoff durch die Wechselwirkung von Zink mit Salzsäure.

In der Industrie

1.Elektrolyse wässriger Salzlösungen:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + 2NaOH + Cl 2

2.Wasserdampf über heißen Koks leiten bei einer Temperatur von ca. 1000°C:

H 2 O + C ⇄ H 2 + CO

3.Erdgas.

Dampfumwandlung: CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 (1000 °C) Katalytische Oxidation mit Sauerstoff: 2CH 4 + O 2 ⇄ 2CO + 4H 2

4. Cracken und Reformieren von Kohlenwasserstoffen bei der Ölraffination.

Im Labor

1.Die Wirkung verdünnter Säuren auf Metalle. Um eine solche Reaktion durchzuführen, werden am häufigsten Zink und Salzsäure verwendet:

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2.Wechselwirkung von Calcium mit Wasser:

Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

3.Hydrolyse von Hydriden:

NaH + H 2 O → NaOH + H 2

4.Die Wirkung von Alkalien auf Zink oder Aluminium:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2

5.Durch Elektrolyse. Bei der Elektrolyse wässriger Lösungen von Alkalien oder Säuren entsteht an der Kathode Wasserstoff, zum Beispiel:

2H 3 O + + 2e - → H 2 + 2H 2 O

  • Bioreaktor zur Wasserstoffproduktion

Physikalische Eigenschaften

Gasförmiger Wasserstoff kann in zwei Formen (Modifikationen) vorliegen – in Form von ortho- und para-Wasserstoff.

In einem Molekül von Orthowasserstoff (Fp -259,10 ° C, Kp. -252,89 ° C) - einander gegenüber (antiparallel).

Allotrope Formen von Wasserstoff können durch Adsorption an Aktivkohle bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff abgetrennt werden. Bei sehr tiefen Temperaturen verschiebt sich das Gleichgewicht zwischen Orthowasserstoff und Parawasserstoff fast vollständig zu letzterem. Bei 80 K beträgt das Formenverhältnis etwa 1:1. Beim Erhitzen wird desorbierter Parawasserstoff in Orthowasserstoff umgewandelt, bis sich bei Raumtemperatur ein Mischungsgleichgewicht einstellt (ortho-Paar: 75:25). Ohne Katalysator verläuft die Umwandlung langsam, was es ermöglicht, die Eigenschaften einzelner allotroper Formen zu untersuchen. Das Wasserstoffmolekül ist zweiatomig - . Unter normalen Bedingungen ist es ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas. Wasserstoff ist das leichteste Gas, seine Dichte ist um ein Vielfaches weniger Dichte Luft. Es ist offensichtlich, dass die Geschwindigkeit der Moleküle bei gleicher Temperatur umso höher ist, je kleiner die Masse der Moleküle ist. Als leichteste Moleküle bewegen sich Wasserstoffmoleküle schneller als Moleküle jedes anderen Gases und können daher Wärme schneller von einem Körper zum anderen übertragen. Daraus folgt, dass Wasserstoff die höchste Wärmeleitfähigkeit unter den gasförmigen Stoffen hat. Seine Wärmeleitfähigkeit ist etwa siebenmal höher als die Wärmeleitfähigkeit von Luft.

Chemische Eigenschaften

Wasserstoffmoleküle H₂ sind ziemlich stark, und damit Wasserstoff reagiert, muss viel Energie aufgewendet werden: H 2 = 2H - 432 kJ Daher reagiert Wasserstoff bei normalen Temperaturen nur mit sehr aktiven Metallen, zum Beispiel mit Kalzium, Bildung von Calciumhydrid: Ca + H 2 = CaH 2 und mit dem einzigen Nichtmetall - Fluor, Bildung von Fluorwasserstoff: F 2 + H 2 = 2HF Bei den meisten Metallen und Nichtmetallen reagiert Wasserstoff bei erhöhten Temperaturen oder unter anderen Einflüssen, zum Beispiel unter Beleuchtung. Es kann einigen Oxiden Sauerstoff "entziehen", zum Beispiel: CuO + H 2 = Cu + H 2 0 Die geschriebene Gleichung spiegelt die Reduktionsreaktion wieder. Reduktionsreaktionen sind Prozesse, bei denen der Verbindung Sauerstoff entzogen wird; Stoffe, die Sauerstoff entziehen, werden Reduktionsmittel genannt (während sie selbst oxidiert werden). Außerdem wird eine weitere Definition der Konzepte "Oxidation" und "Reduktion" gegeben. EIN diese Definition, historisch die erste, behält auch heute noch ihre Bedeutung, insbesondere in der organischen Chemie. Die Reduktionsreaktion ist das Gegenteil der Oxidationsreaktion. Beide Reaktionen laufen immer gleichzeitig als ein Prozess ab: Bei der Oxidation (Reduktion) des einen Stoffes muss zwangsläufig gleichzeitig die Reduktion (Oxidation) des anderen erfolgen.

N2 + 3H2 → 2NH3

Formen mit Halogenen Halogenwasserstoffe:

F 2 + H 2 → 2 HF, die Reaktion läuft mit einer Explosion im Dunkeln und bei jeder Temperatur ab, Cl 2 + H 2 → 2 HCl, die Reaktion läuft mit einer Explosion ab, nur im Licht.

Reagiert mit Ruß bei starker Erwärmung:

C + 2H2 → CH4

Wechselwirkung mit Alkali- und Erdalkalimetallen

Wasserstoff bildet sich mit Aktivmetallen Hydride:

Na + H 2 → 2 NaH Ca + H 2 → CaH 2 Mg + H 2 → MgH 2

Hydride- salzige, feste Stoffe, leicht hydrolysiert:

CaH 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + 2H 2

Wechselwirkung mit Metalloxiden (meist D-Elemente)

Oxide werden zu Metallen reduziert:

CuO + H 2 → Cu + H 2 O Fe 2 O 3 + 3H 2 → 2 Fe + 3H 2 O WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O

Hydrierung organischer Verbindungen

Wenn Wasserstoff in Gegenwart eines Nickelkatalysators und erhöhter Temperatur auf ungesättigte Kohlenwasserstoffe einwirkt, kommt es zu einer Reaktion Hydrierung:

CH 2 = CH 2 + H 2 → CH 3 -CH 3

Wasserstoff reduziert Aldehyde zu Alkoholen:

CH 3 CHO + H 2 → C 2 H 5 OH.

Wasserstoffgeochemie

Wasserstoff ist der Grundbaustein des Universums. Es ist das häufigste Element, und alle Elemente werden durch thermonukleare und nukleare Reaktionen daraus gebildet.

Freier Wasserstoff H 2 kommt in terrestrischen Gasen relativ selten vor, in Form von Wasser spielt er jedoch in geochemischen Prozessen eine äußerst wichtige Rolle.

Wasserstoff kann in Mineralien in Form von Ammoniumionen, Hydroxylionen und kristallinem Wasser enthalten sein.

In der Atmosphäre wird durch die Zersetzung von Wasser durch Sonneneinstrahlung kontinuierlich Wasserstoff gebildet. Es wandert in die obere Atmosphäre und entweicht in den Weltraum.

Anwendung

  • Wasserstoffenergie

Atomarer Wasserstoff wird zum atomaren Wasserstoffschweißen verwendet.

In der Lebensmittelindustrie ist Wasserstoff als Lebensmittelzusatzstoff registriert E949 wie Packgas.

Merkmale der Behandlung

Mit Luft vermischt bildet Wasserstoff ein explosionsfähiges Gemisch – das sogenannte explosive Gas. Dieses Gas hat die größte Explosivität, wenn das Volumenverhältnis von Wasserstoff und Sauerstoff 2:1 beträgt oder Wasserstoff und Luft ungefähr 2:5 beträgt, da die Luft etwa 21% Sauerstoff enthält. Wasserstoff ist auch brandgefährlich. Flüssiger Wasserstoff kann bei Hautkontakt schwere Erfrierungen verursachen.

Explosionsfähige Konzentrationen von Wasserstoff mit Sauerstoff treten von 4 bis 96 Vol.-% auf. Bei Mischung mit Luft von 4 bis 75 (74) Vol.-%.

Verwendung von Wasserstoff

In der chemischen Industrie wird Wasserstoff zur Herstellung von Ammoniak, Seife und Kunststoffen verwendet. In der Lebensmittelindustrie wird Margarine aus flüssigen Pflanzenölen mit Wasserstoff hergestellt. Wasserstoff ist sehr leicht und steigt immer in die Luft auf. Einmal Luftschiffe und Luftballons mit Wasserstoff gefüllt. Aber in den 30er Jahren. XX Jahrhundert. mehrere schreckliche Katastrophen als die Luftschiffe explodierten und brannten. Heutzutage werden Luftschiffe mit Heliumgas gefüllt. Wasserstoff wird auch als Raketentreibstoff... Eines Tages könnte Wasserstoff in großem Umfang als Kraftstoff für Autos verwendet werden und LKW... Wasserstoffmotoren belasten die Umwelt nicht und emittieren nur Wasserdampf (aber schon die Produktion von Wasserstoff führt zu einer gewissen Umweltverschmutzung). Unsere Sonne besteht hauptsächlich aus Wasserstoff. Sonnenwärme und Licht sind das Ergebnis der Freisetzung von Kernenergie aus der Verschmelzung von Wasserstoffkernen.

Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff (Wirtschaftlichkeit)

Die wichtigste Eigenschaft der als Brennstoff verwendeten Stoffe ist ihr Heizwert. Aus der allgemeinen Chemie ist bekannt, dass die Wechselwirkungsreaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff unter Wärmeabgabe erfolgt. Nimmt man unter Normalbedingungen 1 Mol H 2 (2 g) und 0,5 Mol O 2 (16 g) und initiiert eine Reaktion, dann gilt nach der Gleichung

H 2 + 0,5 O 2 = H 2 O

nach Beendigung der Reaktion entsteht 1 mol H 2 O (18 g) mit einer Energiefreisetzung von 285,8 kJ/mol (zum Vergleich: die Verbrennungswärme von Acetylen beträgt 1300 kJ/mol, Propan 2200 kJ/mol ). 1 m³ Wasserstoff wiegt 89,8 g (44,9 mol). Um 1 m³ Wasserstoff zu erhalten, werden daher 12832,4 kJ Energie aufgewendet. Unter Berücksichtigung von 1 kWh = 3600 kJ erhalten wir 3,56 kWh Strom. Bei Kenntnis des Tarifs für 1 kWh Strom und der Kosten für 1 m³ Gas ist ein Umstieg auf Wasserstoff sinnvoll.

Ein Versuchsmodell des Honda FCX der 3. Generation mit einem 156-Liter-Wasserstofftank (enthält 3,12 kg Wasserstoff unter einem Druck von 25 MPa) legt beispielsweise 355 km zurück. Demnach werden aus 3,12 kg H2 123,8 kWh gewonnen. Der Energieverbrauch pro 100 km beträgt 36,97 kWh. Wenn man die Stromkosten, die Kosten für Gas oder Benzin, ihren Verbrauch für ein Auto pro 100 km kennt, ist es leicht, negativ zu kalkulieren wirtschaftliche Wirkung die Umstellung von Autos auf Wasserstoff-Kraftstoff. Sprich (Russland 2008), 10 Cent pro kWh Strom führen dazu, dass 1 m³ Wasserstoff zu einem Preis von 35,6 Cent führt, und unter Berücksichtigung der Effizienz der Wasserzersetzung von 40-45 Cent die gleiche Menge an kWh aus Die Verbrennung von Benzin kostet 12832,4 kJ / 42000 kJ / 0,7 kg / L * 80 Cent / L = 34 Cent zu Einzelhandelspreisen, während wir für Wasserstoff die ideale Option berechnet haben, ohne Transport, Abschreibung der Ausrüstung usw. Für Methan mit einer Verbrennungsenergie von etwa 39 MJ pro m³ wird das Ergebnis aufgrund des Preisunterschieds zwei- bis viermal niedriger ausfallen (1 m³ für die Ukraine kostet 179 US-Dollar, für Europa 350 US-Dollar). Das heißt, die entsprechende Menge Methan kostet 10-20 Cent.

Wir sollten jedoch nicht vergessen, dass wir bei der Verbrennung von Wasserstoff reines Wasser erhalten, aus dem es gewonnen wurde. Das heißt, wir haben ein erneuerbares Lagerhaus Energie ohne Umweltschäden, im Gegensatz zu Gas oder Benzin, die die Hauptenergiequellen sind.

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