Описание
Водород является 1-м элементом периодической таблицы элементов и при нормальных условиях является бесцветным, безвкусным газом, без запаха. Ядро атома водорода, обозначенное символом H, состоит из протона и электрона. Атомный номер — 1, атомный вес — 1,0079. Водород — один из основных компонентов воды и всех органических материалов. Он широко распространен на Земле и во всей Вселенной. Есть три изотопа водорода: «нормальный» водород, дейтерий и тритий. 99,98% водорода, встречающегося в природе, составляет «нормальный» водород.
Дейтерий, известный как «тяжелый водород», помимо протонов и электронов имеет нейтрон и, таким образом, имеет вдвое большую массу, чем «нормальный» водород. Дейтерий и «нормальный» водород — стабильные изотопы.
Тритий, как долгоживущий изотоп, также называется «сверхтяжелым водородом», состоит из 2 нейтронов и примерно в три раза тяжелее «обычного» водорода. Он встречается в природе в крошечных количествах, но его также можно получить искусственно с помощью различных ядерных реакций.
Применение
Основное применение водорода — синтез аммиака. Водород все чаще используется для улучшения качества топлива, крекинга (гидрокрекинга) и удаления серы. Очень большие количества водорода используются при каталитическом гидрировании ненасыщенных растительных масел с целью получения отвержденного твердого жира. Гидрирование также используется в производстве органических химических продуктов. Помимо этого, большие количества водорода в сочетании с кислородом или фтором используются в качестве ракетного топлива.
Характеристики
Относительная плотность водорода по сравнению с воздухом составляет 0,0695. Из всех известных веществ водород является наиболее легковоспламеняющимся, лучше растворяется в органических растворителях, чем в воде. Многие металлы поглощают водород. Поглощение водорода сталью может сделать ее хрупкой.
При нормальной температуре водород — очень инертное вещество, если он не был активирован, например, подходящим катализатором. Водород очень реактивен при высоких температурах, распадаясь на свободные атомы. Является мощным восстановителем даже при умеренных температурах окружающей среды. Он реагирует с оксидами и соединениями хлора, многих металлов, таких как серебро, медь, свинец, висмут и ртуть, с образованием чистых металлов. Он восстанавливает некоторые соли, такие как нитраты, нитриты, цианид натрия и цианид калия до соответствующих металлов. Водород реагирует с кислородом с образованием воды или перекиси водорода H2O2.
Атомарный водород реагирует с органическими соединениями с образованием сложной смеси продуктов, с этиленом (C2H4), например, до этана (C2H6) и бутана (C4H10).
Воздействие водорода на здоровье
Вещество может попасть в организм при вдыхании. Высокая концентрация этого газа может вытеснить из воздуха большое количество кислорода. У людей, которые долгое время находятся в такой атмосфере, могут возникнуть следующие симптомы: головная боль, звон в ушах, тошнота, усталость, головокружение, рвота, посинение кожи. В некоторых случаях содержание водорода может быть фатальным.
Не предполагается, что водород обладает мутагенным, эмбриотоксическим действием или может вызывать пороки развития или бесплодие.
Физические / химические опасности
Водород легко воспламеняется. Смеси водорода с воздухом крайне взрывоопасны. Высокая концентрация водорода в воздухе приводит к вытеснению кислорода с риском потери сознания или смерти.
