Il gas più leggero al mondo e le sue caratteristiche

Il gas è uno di stati aggregativi di sostanze. In questa forma, esistono più spesso nell'universo, formando nebulose, stelle e materia interstellare. La Terra non è senza gas. Entrano composizione aerea presente negli organismi viventi. E qual è il gas più facile? Che caratteristiche ha? Scopriamolo.

Gas più leggero

L'elemento chimico le cui molecole formano il gas più leggero è l'idrogeno. Nel sistema periodico, è indicato dal simbolo H ed è al primo posto. È unico in natura, perché può essere pericoloso, ma allo stesso tempo è estremamente necessario per qualsiasi essere vivente.

L'idrogeno è il gas più leggero quando i suoi due atomi si combinano per formare una molecola, formando H ₂ . In leggerezza, supera l'aria di 14,5 volte. Può esplodere se miscelato con ossigeno o aria. Ma se combiniamo i suoi due atomi con l'atomo di ossigeno, otteniamo l'acqua ordinaria, di cui abbiamo tanto bisogno. Questo è indicato dal suo nome latino Hydrogenium, che può essere tradotto come "acqua generatrice".

Se combini due atomi di idrogeno e due atomi di ossigeno, verrà rilasciata un'altra sostanza. Formano il perossido di idrogeno - un liquido incolore, che viene utilizzato per disinfettare ferite, capelli decolorati e anche come combustibile per razzi.

Stati e proprietà della sostanza dell'idrogeno

Il gas chimico più leggero in condizioni normali non ha colore, sapore e odore. La sua densità per centimetro cubo è di soli 0,0000899 grammi. Il suo punto di ebollizione è 252,6 ° C. Nello stato libero in natura, si trova sotto forma di gas H ₂ .

L'idrogeno è perfettamente solubile in molti metalli (palladio, titanio, niobio, platino, nichel), diffondendosi con essi. È anche solubile in etanolo, ma non si mescola con l'argento.

Ha un'alta conducibilità termica, che è sette volte superiore a quella dell'aria. L'idrogeno liquido è anche leggero e incolore. Durante la liquefazione, il suo volume diminuisce e la sostanza acquisisce proprietà criogeniche. In questa forma, è pericoloso per gli esseri umani - può causare il congelamento della pelle, e i suoi vapori causare edema polmonare.

Allo stato solido, la sostanza sembra una massa di bianco simile alla neve. Si scioglie a una temperatura di -259,2 ° C e ha una densità quasi minima tra le sostanze solide semplici: 0,08667 g / cm³. Con una pressione di 300 GPa, si trasforma in uno stato metallico. Si presume che l'idrogeno metallico si trovi nei nuclei di alcuni pianeti, ad esempio Saturno e Giove.

Reazioni con idrogeno

Di per sé, il gas più leggero è inattivo. Tuttavia, una volta riscaldato, è in grado di reagire con varie sostanze, come azoto, ossigeno, zolfo, ecc. La combustione dell'idrogeno è accompagnata dal rilascio di acqua, scoperta nel XVIII secolo dal chimico Lavoisier, che diede il nome al gas.

Miscelando con l'ossigeno, si ossida. Ma a temperatura normale, la reazione è lenta e non invadente dal lato. Tuttavia, la miscela è stata chiamata "esplosiva", poiché esplode quando viene riscaldata, accompagnata da un forte scoppio. Per attivare la miscela è sufficiente una sola scintilla.

Con la partecipazione di luce e calore reagisce con molti metalli e non metalli. Con il cloro forma cloruro di idrogeno - un gas stabile con un odore pronunciato. Si dissolve in acqua e fuma in aria umida. L'ammoniaca forma azoto con zolfo, l'idrogeno solforato ha un forte odore come lo zolfo con lo zolfo.

A temperature normali, il gas più leggero reagisce solo con fluoro e con metalli alcalini molto attivi, come il calcio. Con il fluoro, è molto esplosivo e reagisce anche a temperature zero e al buio.

Con gli ossidi, prende l'ossigeno e si comporta come un agente riducente. Quindi, rame e acqua sono formati da CuO all'uscita e da WO ₃ - tungsteno e 3H ₂ O.

Diffuso in natura

L'idrogeno è l'elemento più comune nell'universo, ma sulla Terra lascia il posto alla superiorità dell'ossigeno. Nello spazio, il gas più leggero presente nella materia interstellare forma nebulose, stelle e nuclei di pianeti.

Sul sole e altre stelle, la temperatura è troppo alta, quindi l'idrogeno diventa plasma. Con esso, si verificano reazioni termonucleari, accompagnate dal rilascio di enormi quantità di energia. È la combustione dell'idrogeno e le sue trasformazioni che permettono alle stelle di brillare e di emanare calore.

Sulla Terra, l'idrogeno è principalmente in una forma legata. Nello stato libero, solo lo 0,00005% di questo gas è contenuto nell'aria secca. È presente in quasi tutte le cellule viventi. Quindi, circa il 64% degli atomi nel corpo sono idrogeno. Fa parte di proteine, grassi, ormoni e altri composti.

Dove viene utilizzato?

Una volta utilizzato il gas più leggero per sollevare palloni e dirigibili nell'aria. Tuttavia, non era sicuro. Se in qualche modo ha ricevuto ossigeno, l'installazione ha preso fuoco. A causa dell'accensione del più grande dirigibile "Hindenburg" nel 1937, 35 persone furono uccise. Successivamente, il gas pericoloso è stato sostituito con elio.

Il cloruro di idrogeno ora è fatto di idrogeno e acido cloridrico così come l'ammoniaca, necessaria per la produzione di fertilizzanti. Con esso, fai il sapone, la plastica. Combinandolo con CO ₂ , ottieni gas di sintesi per la produzione di energia. Passando attraverso i grassi vegetali liquidi, ricevete l'azienda dalla quale fare la margarina.

Le proprietà riducenti dell'idrogeno aiutano a produrre metalli puri dai loro ossidi (rame, tungsteno, molibdeno e simili. d.). Quando brucia, si formano temperature molto elevate (3000-4000 gradi), con il loro aiuto i metalli refrattari vengono bolliti.

Carburante efficiente

L'idrogeno ha un alto potere calorico e non è dannoso per l'ambiente: quando brucia, l'ossigeno e l'acqua vengono rilasciati nell'atmosfera. Potrebbe facilmente sostituire costosi petrolio e gas, carbon fossile, oltre a bloccare il rilascio di biossido di carbonio nocivo, che è inevitabile durante la loro lavorazione.

Gli scienziati stanno pensando a questa domanda ora. I programmi sull'energia dell'idrogeno sono già stati espressi da Islanda, Stati Uniti, Giappone, Sudafrica, India e Corea del Sud. In Italia, la compagnia Enel ha già lanciato una centrale elettrica su questo gas, il Giappone ha dichiarato che avrebbe aperto la sua stazione nel 2018. Le compagnie automobilistiche hanno presentato a lungo i loro modelli a idrogeno.

Forse un simile carburante potrebbe risolvere alcuni problemi. Tuttavia, può generarne di nuovi. Non è ancora noto come produrre efficientemente idrogeno, spendendo un minimo di denaro e non disturbando l'equilibrio naturale. Pertanto, tutte le idee sull'uso del gas più leggero sono in fase di sviluppo.