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氫氣? 高纯氫氣? 氫氣的应用?


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? ? 氫氣是世界上已知的密度最小的气体,在0 ℃、一个标准大气压下氫氣的密度为0.0899 g/L。正是因为氫氣的密度很小,所以它可作为气球的填充气体。最早把氫氣收集起来,并对它的性质仔细加以研究的是卡文迪许(H.Cavendish,1731-1810)。1766年卡文迪许向英国皇家学会提交了一篇研究报告《人造空气实验》讲了他用铁、锌等与稀硫酸、稀盐酸等酸作用制得“易燃空气”(即氫氣),他还发现氫氣与空气混合后点燃会发生爆炸;又发现氫氣与氧气化合生成水。拉瓦锡(A.L.Lavoisier,1743—1794)根据这一性质命名为 “hydrogen”(“生成水的物质”之意)。19 世纪50 年代英国医生合信(B.Hobson,1816-1873)编写《博物新编》时,把“hydrogen”翻译为“轻气”,意为最轻气体。

氫氣应用说明图

? ? 但是由于氫氣具有可燃性,所以安全性不高。那么会有什么安全隐患呢?实验测定,氫氣在空气中的体积浓度在4.0%-75.6%时,遇明火、日光或火花会爆炸,近年来关于氫氣球爆炸致人员伤亡的新闻在互联网上频频出现。比较安全的“氫氣球”常用氮气或氦气做填充气。

? ? 不过,你也不要害怕氫氣,纯净的氫氣燃烧时是十分“温顺”的。在带尖嘴的导管口点燃纯净的氫氣,可以观察到氫氣安静地燃烧,产生淡蓝色的火焰(氫氣在玻璃导管口燃烧时,火焰常略带黄色),用烧杯罩在火焰的上方时,烧杯壁上出现小液滴,氫氣与氧气反应会生成了水并放出大量的热。我们在点燃氫氣前,一定要检验氫氣的纯度:用排水法收集一试管氫氣样品,用拇指堵住,靠近火焰,移开拇指点火,若听到尖锐的爆鸣声,说明氫氣不纯;若只有“扑”的一声才表明氫氣纯净。

? ? 氫氣燃烧的产物只有水,对环境不产生任何污染。而且热值高,热值高居各种常见燃料之冠,每千克氫氣燃烧后放出的热量约为汽油的3倍、酒精的3.9倍、焦炭的4.5倍,所以氫氣是最理想的清洁能源。但是,由于氫氣易气化、着火、爆炸,因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键。氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,现世界各国对以氫氣为新型能源的研究颇为重视。

? ? 除此之外,氫氣也是最重要的工业气体和特种气体,在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着广泛的应用。









     
 
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