氫氣是氫元素形成的一種單質,化學式H2,分子量為2.01588。常溫常壓下氫氣是一種無色無味極易燃燒且難溶于水的氣體。氫氣的密度為0.089g/L(101.325kpa,0°C),只有空氣的1/14,是世界上已知的密度最小的氣體。
氫氣是無色并且密度比空氣小的氣體(在各種氣體中,氫氣的密度最小。標準狀況下,1升氫氣的質量是0.089克,相同體積比空氣輕得多)。因為氫氣難溶于水,所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外,在一個標準大氣壓下,溫度-252.87℃時,氫氣可轉變成無色的液體;-259.1℃時,變成雪狀固體。
常溫下,氫氣的性質很穩定,不容易跟其它物質發生化學反應。但當條件改變時(如點燃、加熱、使用催化劑等),情況就不同了。如氫氣被鈀或鉑等金屬吸附后具有較強的活性(特別是被鈀吸附)。金屬鈀對氫氣的吸附作用最強。氫氣與電負性大的元素反應顯示還原性,與活潑金屬單質常顯示氧化性。氫氣在催化劑的存在下能與大部分有機物進行加成反應。
1、氫氣是一種良好的化工原料,耗用氫氣量最大的是合成氨,世界上約百分之六十的氫氣用于合成氨,中國的比例更高。其次是經合成氣(H2/CO2)制甲醇。氫與氯可合成氯化氫而制得鹽酸。除能制氨和合成鹽酸外,氫氣還能還原有機物的硝基為氨基,如硝基苯氫化還原可制苯胺。用酮或醛和氫氣還原烷化能制各種有機產品,例N-烷基-N苯基對苯二胺、防老劑4010,防老劑4020等。
2、由于氫氣具有良好的還原性,且無污染,因此氫可代替碳作還原劑用于金屬冶煉;此外,氫氣還可用于光導纖維生產,金屬的切割焊接,氫燃料電池汽車,分布式發電等。
3、在一般情況下,氫極易與氧結合。這種特性使其成為天然的還原劑使用于防止出現氧化的生產中。在玻璃制造的高溫加工過程及電子微芯片的制造中,在氮氣保護氣中加入氫以去除殘余的氧。在石化工業中,需加氫通過去硫和氫化裂解來提煉原油。氫的另一個重要的用途是對人造黃油、食用油、洗發精、潤滑劑、家庭清潔劑及其它產品中的脂肪氫化。
4、氫氣還可用作工業燃料,氫氣作燃料用的優點之一就是分子量最低,而氫和氧的燃燒熱值高,可達28670千卡/千克,比液氧和煤油的熱值(10000千卡/千克左右)高得多,液氫是優良的火箭發動燃料,也可用于航天飛機的推進劑。據報導,中國從六十年代以來,已能生產液氫用于國防工業,先后建造了150、200、1500L/h的液氫生產設備,日總生產能力達數噸。除此以外,還擁有容積為60m3、70m3的液氫槽車和多種規格的液氫公路槽車,以及貯運中的相關技術裝備。中國1984年4月8日發射的第一顆試驗通信衛星,使用的就是液氫和液氧推進劑。
氫氣(Hydrogen)是氫元素形成的一種單質,化學式H2,分子量為2.01588。工業上一般從天然氣或水煤氣制氫氣,而不采用高耗能的電解水的方法。制得的氫氣大量用于石化行業的裂化反應和生產氨氣。氫氣分子可以進入許多金屬的晶格中,造成“氫脆”現象,使得氫氣的存儲罐和管道需要使用特殊材料(如蒙乃爾合金),設計也更加復雜。
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