ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Свойства, методы получения и области применения водорода, кислорода и тяжелой воды из "Электрохимическая технология неорганических веществ" Водород является одним из наиболее распространенных в природе элементов. Содержание его в литосфере, атмосфере и гидросфере составляет 17% (ат.). В свободном состоянии он встречается очень редко (вулканические и природные газы). Водород входит в состав воды, угля, нефти, природного газа и многих других минеральных и органических веществ, а также практически во все животные организмы и растения. Он самый распространенный элемент космоса. Половину массы Солнца и большинства звезд составляет водород. Юпитер и Сатурн в основном состоят из водорода. [c.18] Атом водорода обладает одним валентным электроном, который находится в сфере действия атомного ядра. Поэтому водород образует лишь двухатомные молекулы. [c.18] Молекулы водорода характеризуются большой прочностью и малой поляризуемостью, имеют незначительные размеры и малую массу. Все это обусловливает большую подвижность водородных молекул, а следовательно, очень низкие температуры плавления (—259,1 °С) и кипения (—252,6°С). По тем же причинам водород мало растворим в воде и органических растворителях. [c.18] Молекулярный водород не имеет цвета и запаха, легко воспламеняется и горит синеватым неярким пламенем. В отличие от других газов он обладает значительно большей диффузионной способностью. При повышенных температурах водород диффундирует в металлы (Ре, Т1, Со, N1 и др.), при этом количество водорода, поглощаемого металлом, увеличивается с ростом температуры и давления. [c.18] Вследствие широкого распространения и большой химической активности кислород предопределяет во многом форму существования в природе других химических элементов. В свободном состоянии кислород находится только в атмосфере. [c.18] Газообразный кислород не имеет цвета и запаха. В жидком и твердом состоянии он имеет бледно-синюю окраску. Под действием потока электронов, протонов, коротковолнового излучения молекулярный кислород частично превращается в озон Оз, имеющий еще более высокую окислительную активность, чем О2. [c.19] При температуре —120 °С и давлении около 4905 кПа кислород переходит в жидкое состояние. Под атмосферным давлением жидкий кислород кипит при температуре —182,97°С и затвердевает при —218,8 °С. [c.19] Скорость распространения взрывной волны при взрыве гремучей смеси (смесь Нг и О2 при соотношении по объему 2 1) составляет около 2800 м/с. [c.19] Тяжелая вода (оксид дейтерия) D2O представляет собой изотопную разновидность воды, молекулы которой вместо атомов Н содержат атомы дейтерия. В природной воде на один атом дейтерия приходится 6500—7200 атомов Н. [c.19] Молекулярная масса DjO — 20,09, температура кипения — 101,43°С, температура плавления — 3,81 °С, плотность жидкой фазы (с 4 ) — 1,104 кг/м , теплота испарения при температуре 25 °С— 45,46 кДж/моль. Тяжелая вода замедляет биологические процессы, действует угнетающе на живые организмы. [c.19] Получаемые путем электролиза воды водород и кислород обладают достаточно высокой чистотой. В соответствии с ГОСТ 3022—80 концентрация водорода высшего сорта должна быть не менее 99,5% (об.) Водород является ценным сырьем, которое находит широкое и разнообразное применение в народном хозяйстве. Мировое производство водорода в настоящее время составляет свыше 30 млн. тонн в год, при этом более половины объема всего производимого водорода используется в производстве синтетического аммиака. Водород применяют также при синтезе метанола, в процессах гидрокрекинга и гидроочистки нефтепродуктов, при сварочных работах и в других процессах. В перспективе ожидается возрастание потребности в водороде для упомянутых производств, а также рост его потребления вследствие развития новых областей промышленности. [c.20] Электролитический кислород используется в машиностроении, в черной и цветной металлургии, химической промышленности (производство азотной, серной, уксусной кислот, формальдегида и др.). [c.20] Тяжелая вода находит применение в ядерных реакторах в качестве замедлителя нейтронов и теплоносителя, используется при получении Вг, в качестве растворителя в ЯМР-спектроско-пии. Она является перспективным компонентом топлива термоядерных реакторов, так как энергия 0,001 кг дейтерия, расходуемого в процессе термоядерного синтеза, эквивалентна энергии, полученной при сжигании 10 тонн угля. [c.20] Вернуться к основной статье