Produksi dan keberadaan hidrogen di luar angkasa. Unsur kimia manakah yang paling umum dan mengapa? Sepuluh Elemen Paling Umum di Galaksi Bima Sakti

Badan antariksa dan perusahaan swasta telah mengembangkan rencana untuk mengirim manusia ke Mars dalam beberapa tahun ke depan, yang pada akhirnya mengarah pada kolonisasinya. Dan dengan semakin banyaknya penemuan planet mirip Bumi di sekitar bintang terdekat, perjalanan ruang angkasa jarak jauh menjadi semakin relevan.

Namun, tidak mudah bagi manusia untuk bertahan hidup di luar angkasa dalam jangka waktu yang lama. Salah satu tantangan utama penerbangan luar angkasa jarak jauh adalah mengangkut oksigen yang cukup bagi astronot untuk bernapas dan bahan bakar yang cukup untuk mengoperasikan peralatan elektronik yang kompleks. Sayangnya, oksigen di luar angkasa praktis tidak ada sehingga perlu disimpan di Bumi.

Namun penelitian baru yang dipublikasikan di Nature Communications menunjukkan bahwa memproduksi hidrogen (untuk bahan bakar) dan oksigen (untuk respirasi) dari air hanya dapat dilakukan dengan menggunakan bahan semikonduktor, sinar matahari (atau cahaya bintang) dan keadaan tanpa bobot, sehingga membuat perjalanan jarak jauh lebih memungkinkan dilakukan.

Menggunakan sumber daya Matahari yang tidak terbatas untuk memberi energi pada kehidupan kita sehari-hari adalah salah satu tantangan paling global di Bumi. Saat kita perlahan-lahan beralih dari minyak ke sumber energi terbarukan, para peneliti tertarik pada kemungkinan penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar. Cara terbaik untuk melakukannya adalah dengan memisahkan air (H2O) menjadi komponen-komponennya: hidrogen dan oksigen. Hal ini dimungkinkan dengan menggunakan proses yang dikenal sebagai elektrolisis, yang melibatkan aliran arus melalui air yang mengandung beberapa elektrolit yang larut (seperti garam - kira-kira. terjemahan). Akibatnya, air terurai menjadi atom oksigen dan hidrogen, yang masing-masing dilepaskan pada elektrodanya sendiri.

Elektrolisis air.

Meskipun metode ini secara teknis memungkinkan dan telah dikenal selama berabad-abad, metode ini masih belum tersedia di Bumi karena kita memerlukan lebih banyak infrastruktur terkait hidrogen – seperti stasiun pengisian bahan bakar hidrogen.

Hidrogen dan oksigen yang diperoleh dari air dengan cara ini juga dapat digunakan sebagai bahan bakar pesawat ruang angkasa. Meluncurkan roket dengan air sebenarnya jauh lebih aman daripada meluncurkannya dengan bahan bakar tambahan dan oksigen, karena campuran tersebut dapat meledak jika terjadi kecelakaan. Kini di luar angkasa, teknologi khusus akan mampu memisahkan air menjadi hidrogen dan oksigen, yang selanjutnya dapat digunakan untuk menjaga pernapasan dan fungsi elektronik (misalnya menggunakan sel bahan bakar).

Ada dua pilihan untuk ini. Salah satunya adalah elektrolisis, seperti di Bumi, menggunakan elektrolit dan sel surya untuk menghasilkan arus. Namun sayangnya, elektrolisis adalah proses yang sangat boros energi, dan energi di luar angkasa sudah “bernilai emas”.

Alternatifnya adalah dengan menggunakan fotokatalis, yang bekerja dengan cara menyerap foton oleh bahan semikonduktor yang ditempatkan di dalam air. Energi foton “mengeluarkan” elektron dari material, meninggalkan “lubang” di dalamnya. Elektron bebas dapat berinteraksi dengan proton dalam air untuk membentuk atom hidrogen. Sedangkan “lubang” tersebut dapat menyerap elektron dari air untuk membentuk proton dan atom oksigen.



Proses fotokatalisis dalam kondisi terestrial dan gayaberat mikro (satu juta kali lebih sedikit dibandingkan di Bumi). Seperti dapat dilihat, pada kasus kedua jumlah gelembung gas yang muncul lebih banyak.

Proses ini dapat dibalik. Hidrogen dan oksigen dapat digabungkan kembali (digabungkan) menggunakan sel bahan bakar, sehingga menghasilkan kembalinya energi matahari yang dihabiskan untuk fotokatalisis dan pembentukan air. Oleh karena itu, teknologi ini adalah kunci sebenarnya untuk perjalanan luar angkasa.

Proses menggunakan fotokatalis adalah pilihan terbaik untuk perjalanan luar angkasa karena berat peralatannya jauh lebih ringan daripada yang dibutuhkan untuk elektrolisis. Secara teori, mengerjakannya di luar angkasa juga lebih mudah. Hal ini sebagian disebabkan oleh fakta bahwa intensitas sinar matahari di luar atmosfer bumi jauh lebih tinggi, karena di atmosfer bumi sebagian besar cahaya diserap atau dipantulkan dalam perjalanan ke permukaan.

Dalam sebuah studi baru, para ilmuwan menjatuhkan fasilitas eksperimental fotokatalisis yang beroperasi penuh dari menara setinggi 120 meter, menciptakan kondisi yang disebut gayaberat mikro. Saat benda jatuh ke Bumi dalam gaya jatuh bebas, efek gravitasi berkurang (tetapi gravitasi itu sendiri tidak hilang, itulah sebabnya disebut gayaberat mikro, bukan gravitasi - kira-kira. terjemahan), karena tidak ada gaya yang mengimbangi gravitasi bumi - sehingga, selama musim gugur, kondisi tercipta di instalasi seperti di ISS.

Pengaturan eksperimental dan proses eksperimental.

Para peneliti mampu menunjukkan bahwa dalam kondisi seperti itu memang mungkin terjadi pemisahan air. Namun, karena proses ini menghasilkan gas, gelembung pun terbentuk di dalam air. Tugas penting adalah menghilangkan gelembung bahan katalis karena mengganggu proses pembuatan gas. Di Bumi, gravitasi menyebabkan gelembung mengapung ke permukaan (air di dekat permukaan lebih padat daripada gelembung, sehingga memungkinkan gelembung mengapung di permukaan), sehingga memberikan ruang pada katalis untuk terbentuknya gelembung lebih lanjut.

Dalam kondisi gravitasi nol hal ini tidak mungkin dilakukan, dan gelembung gas tetap berada di atau dekat katalis. Namun, para ilmuwan menyesuaikan bentuk katalis pada skala nano, menciptakan zona piramidal di mana gelembung dapat dengan mudah melepaskan diri dari puncak piramida dan masuk ke dalam air tanpa mengganggu proses pembentukan gelembung baru.

Tapi satu masalah masih ada. Tanpa adanya gravitasi, gelembung-gelembung tersebut akan tetap berada di dalam cairan meskipun terpaksa meninggalkan katalis. Gravitasi memungkinkan gas dengan mudah keluar dari cairan, yang sangat penting untuk penggunaan hidrogen dan oksigen murni. Tanpa gravitasi, tidak ada gelembung gas yang mengapung di permukaan dan terpisah dari cairan - sebaliknya, busa akan terbentuk.

Hal ini secara dramatis mengurangi efisiensi proses dengan menghalangi katalis atau elektroda. Solusi teknik untuk masalah ini akan menjadi kunci keberhasilan penerapan teknologi di luar angkasa - salah satu solusi yang mungkin dilakukan adalah dengan memutar instalasi: dengan cara ini, gaya sentrifugal akan menciptakan gravitasi buatan. Namun demikian, berkat penelitian baru ini, kita selangkah lebih dekat menuju penerbangan luar angkasa berawak jangka panjang.

Hidrogen (H) merupakan unsur kimia yang sangat ringan, dengan kandungan 0,9% berat di kerak bumi dan 11,19% di air.

Karakteristik hidrogen

Ini adalah gas pertama yang paling ringan. Dalam kondisi normal, tidak berasa, tidak berwarna, dan sama sekali tidak berbau. Ketika memasuki termosfer, ia terbang ke luar angkasa karena bobotnya yang rendah.

Di seluruh alam semesta, ia adalah unsur kimia yang paling banyak jumlahnya (75% dari total massa zat). Sedemikian rupa sehingga banyak bintang di luar angkasa seluruhnya terbuat dari bahan tersebut. Misalnya saja Matahari. Komponen utamanya adalah hidrogen. Dan panas dan cahaya adalah hasil pelepasan energi ketika inti suatu material bergabung. Juga di luar angkasa terdapat seluruh awan molekulnya dengan berbagai ukuran, kepadatan dan suhu.

Properti fisik

Suhu dan tekanan tinggi secara signifikan mengubah kualitasnya, tetapi dalam kondisi normal:

Ia memiliki konduktivitas termal yang tinggi jika dibandingkan dengan gas lainnya,

Tidak beracun dan sulit larut dalam air,

Dengan massa jenis 0,0899 g/l pada 0°C dan 1 atm.,

Berubah menjadi cair pada suhu -252,8°C

Menjadi keras pada -259.1°C.,

Kalor jenis pembakaran 120.9.106 J/kg.

Dibutuhkan tekanan tinggi dan suhu yang sangat rendah untuk berubah menjadi cair atau padat. Dalam keadaan cair, ia cair dan ringan.

Sifat kimia

Di bawah tekanan dan pendinginan (-252,87 derajat C), hidrogen memperoleh bentuk cair, yang bobotnya lebih ringan daripada analog mana pun. Dibutuhkan lebih sedikit ruang di dalamnya dibandingkan dalam bentuk gas.

Ini adalah tipikal non-logam. Di laboratorium, logam ini diproduksi dengan mereaksikan logam (seperti seng atau besi) dengan asam encer. Dalam kondisi normal ia tidak aktif dan hanya bereaksi dengan nonlogam aktif. Hidrogen dapat memisahkan oksigen dari oksida, dan mereduksi logam dari senyawanya. Ia dan campurannya membentuk ikatan hidrogen dengan unsur-unsur tertentu.

Gas ini sangat larut dalam etanol dan banyak logam, terutama paladium. Perak tidak melarutkannya. Hidrogen dapat teroksidasi selama pembakaran dalam oksigen atau udara, dan ketika berinteraksi dengan halogen.

Ketika bergabung dengan oksigen, air terbentuk. Jika suhunya normal maka reaksi berlangsung lambat, jika di atas 550°C akan meledak (berubah menjadi gas yang dapat meledak).

Menemukan hidrogen di alam

Meskipun terdapat banyak hidrogen di planet kita, tidak mudah untuk menemukannya dalam bentuk murni. Sedikit yang dapat ditemukan selama letusan gunung berapi, selama produksi minyak, dan saat bahan organik terurai.

Lebih dari separuh jumlah totalnya mengandung air. Ia juga termasuk dalam struktur minyak, berbagai tanah liat, gas yang mudah terbakar, hewan dan tumbuhan (keberadaannya di setiap sel hidup adalah 50% dari jumlah atom).

Siklus hidrogen di alam

Setiap tahun, sejumlah besar (miliaran ton) sisa tanaman terurai di badan air dan tanah, dan penguraian ini melepaskan sejumlah besar hidrogen ke atmosfer. Ini juga dilepaskan selama fermentasi yang disebabkan oleh bakteri, pembakaran dan, bersama dengan oksigen, berpartisipasi dalam siklus air.

Aplikasi Hidrogen

Unsur tersebut digunakan secara aktif oleh umat manusia dalam aktivitasnya, sehingga kita telah belajar memperolehnya dalam skala industri untuk:

Meteorologi, produksi bahan kimia;

produksi margarin;

Sebagai bahan bakar roket (hidrogen cair);

Industri tenaga listrik untuk mendinginkan generator listrik;

Pengelasan dan pemotongan logam.

Banyak hidrogen digunakan dalam produksi bensin sintetis (untuk meningkatkan kualitas bahan bakar berkualitas rendah), amonia, hidrogen klorida, alkohol, dan bahan lainnya. Energi nuklir secara aktif menggunakan isotopnya.

Obat "hidrogen peroksida" banyak digunakan dalam metalurgi, industri elektronik, produksi pulp dan kertas, untuk memutihkan kain linen dan katun, untuk produksi pewarna rambut dan kosmetik, polimer dan obat-obatan untuk pengobatan luka.

Sifat "eksplosif" dari gas ini dapat menjadi senjata mematikan - bom hidrogen. Ledakannya disertai dengan pelepasan sejumlah besar zat radioaktif dan berdampak buruk bagi semua makhluk hidup.

Kontak antara hidrogen cair dan kulit dapat menyebabkan radang dingin yang parah dan menyakitkan.

Skema generalisasi "HIDROGEN"

a) Posisi di PSHE

• nomor seri No.1
• periode 1
• kelompok I (subgrup utama “A”)
• massa relatif Ar(H)=1
• Nama latin Hydrogenium (melahirkan air)

b) Prevalensi hidrogen di alam

c) Valensi hidrogen dalam senyawa

II. Hidrogen adalah zat sederhana (H 2)

Kuitansi

Menemukan hidrogen di alam.

Hidrogen tersebar luas di alam, kandungannya di kerak bumi (litosfer dan hidrosfer) adalah 1% berdasarkan massa dan 16% berdasarkan jumlah atom. Hidrogen adalah bagian dari zat yang paling melimpah di Bumi - air (11,19% massa Hidrogen), dalam komposisi senyawa yang membentuk batu bara, minyak, gas alam, tanah liat, serta organisme hewan dan tumbuhan (yaitu, dalam komposisi protein, asam nukleat, lemak, karbohidrat dan lain-lain). Hidrogen sangat langka dalam keadaan bebasnya; ia ditemukan dalam jumlah kecil di gas vulkanik dan gas alam lainnya. Hidrogen bebas dalam jumlah kecil (0,0001% berdasarkan jumlah atom) terdapat di atmosfer. Di ruang dekat Bumi, Hidrogen dalam bentuk aliran proton membentuk sabuk radiasi internal (“proton”) Bumi. Di luar angkasa, Hidrogen merupakan unsur yang paling melimpah. Dalam bentuk plasma, ia membentuk sekitar setengah massa Matahari dan sebagian besar bintang, sebagian besar gas di medium antarbintang dan nebula gas. Hidrogen terdapat di atmosfer sejumlah planet dan komet dalam bentuk H 2 bebas, metana CH 4, amonia NH 3, air H 2 O, dan radikal. Dalam bentuk aliran proton, Hidrogen merupakan bagian dari radiasi sel darah Matahari dan sinar kosmik.

Ada tiga isotop hidrogen:
a) hidrogen ringan - protium,
b) hidrogen berat – deuterium (D),
c) hidrogen superberat – tritium (T).

Tritium merupakan isotop (radioaktif) yang tidak stabil, sehingga praktis tidak pernah ditemukan di alam. Deuterium stabil, tetapi ukurannya sangat kecil: 0,015% (dari massa seluruh hidrogen terestrial).

Valensi hidrogen dalam senyawa

Dalam senyawa, hidrogen menunjukkan valensi SAYA.

Sifat fisik hidrogen

Zat sederhana hidrogen (H 2) berupa gas, lebih ringan dari udara, tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, titik didih = – 253 0 C, hidrogen tidak larut dalam air, mudah terbakar. Hidrogen dapat dikumpulkan dengan memindahkan udara dari tabung reaksi atau air. Dalam hal ini, tabung reaksi harus dibalik.

Produksi hidrogen

Di laboratorium, hidrogen dihasilkan sebagai hasil reaksi

Zn + H 2 JADI 4 = ZnSO 4 + H 2.

Alih-alih seng, Anda bisa menggunakan besi, aluminium, dan beberapa logam lainnya, dan sebagai pengganti asam sulfat, Anda bisa menggunakan beberapa asam encer lainnya. Hidrogen yang dihasilkan dikumpulkan dalam tabung reaksi dengan menggantikan air (lihat Gambar 10.2 b) atau hanya dalam labu terbalik (Gambar 10.2 a).

Dalam industri, hidrogen diproduksi dalam jumlah besar dari gas alam (terutama metana) dengan mereaksikannya dengan uap air pada suhu 800 °C dengan adanya katalis nikel:

CH 4 + 2H 2 O = 4H 2 +CO 2 (t, Ni)

atau mengolah batubara pada suhu tinggi dengan uap air:

2H 2 O + C = 2H 2 + CO 2. (T)

Hidrogen murni diperoleh dari air dengan menguraikannya dengan arus listrik (mengalami elektrolisis):

2H 2 O = 2H 2 + O 2 (elektrolisis).

Gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan mudah terbakar. Massa jenis hidrogen pada kondisi normal adalah 0,09 kg/m3; kepadatan udara - 0,07 kg/m3; nilai kalori - 28670 kkal/kg; energi pengapian minimum - 0,017 mJ. Membentuk campuran yang mudah meledak dengan udara dan oksigen. Campuran dengan klorin (1:1) meledak jika terkena cahaya; dengan fluorida hidrogen terhubung dengan ledakan dalam kegelapan; campuran dengan (2:1) - gas yang mudah meledak. Batas ledakan: dari 4 - 75 vol. %, dengan oksigen 4,1 - 96 vol. %.

Ketika cadangannya habis, kehidupan di alam semesta akan terhenti. Substansi, yang tanpanya kehidupan tidak mungkin terjadi, “berada” di pusat planet kita - di dalam dan di sekitar inti, dan dari sana “bermigrasi” ke luar. Gas ini adalah awal dari segala permulaan. Namanya - " hidrogen».
Hidrogen ditemukan di dalam dan sekitar inti. Berikutnya adalah mantel padat. Namun gas ini diam-diam bermigrasi melalui massa batuan. Ketika Bumi masih muda, terdapat lebih banyak hidrogen di kedalaman, dan dari kedalaman ia menyebar ke seluruh Bumi. Ketika ukurannya menjadi lebih kecil, prosesnya menjadi relatif stabil, dan hidrogen mulai “keluar” di zona khusus, di sepanjang patahan pegunungan samudera.
Tentu saja, kehidupan modern di Bumi muncul pada potensi oksigen tertentu. Namun untuk bersikap obyektif, kita berhutang budi pada permulaan semua permulaan di planet kita hidrogen. Siklus dinamis hidrogen, proses masuknya hidrogen dari perut bumi, dan bukan karbon, seperti yang selama ini diyakini, menjadi sumber asal mula kehidupan di Bumi.

Hidrogen dan Alam Semesta

Biasanya, untuk menekankan pentingnya suatu unsur tertentu, mereka berkata: jika tidak ada, maka akan terjadi ini dan itu. Tapi, sebagai suatu peraturan, ini tidak lebih dari sebuah alat retoris. Dan di sini hidrogen mungkin suatu hari nanti benar-benar tidak akan terjadi, karena ia terus menerus terbakar di perut bintang, berubah menjadi lembam.
Hidrogen adalah unsur paling melimpah di ruang angkasa. Ia menyumbang sekitar setengah massa Matahari dan sebagian besar bintang lainnya. Itu ditemukan di nebula gas, di gas antarbintang, dan merupakan bagian dari bintang. Di kedalaman bintang, terjadi transformasi inti atom hidrogen menjadi inti atom helium. Proses ini terjadi dengan pelepasan energi; Bagi banyak bintang, termasuk Matahari, ia berfungsi sebagai sumber energi utama.
Setiap detiknya, Matahari mengeluarkan energi setara dengan empat juta ton massa ke luar angkasa. Energi ini tercipta selama fusi empat inti hidrogen, proton, ke dalam inti. “Pembakaran” satu gram proton melepaskan energi dua puluh juta kali lebih banyak dibandingkan pembakaran satu gram batu bara. Tidak ada seorang pun yang pernah mengamati reaksi seperti itu di Bumi: reaksi ini terjadi pada suhu dan tekanan yang hanya ada di kedalaman bintang dan belum dikuasai oleh manusia.
Kekuatan yang setara dengan hilangnya massa sebesar empat juta ton setiap detik mustahil untuk dibayangkan: bahkan dengan ledakan termonuklir yang paling kuat sekalipun, hanya sekitar satu kilogram materi yang diubah menjadi energi. Namun, kecepatan prosesnya, mis. Jumlah Inti hidrogen, berubah menjadi inti helium dalam satu meter kubik dalam satu detik, itu kecil. Oleh karena itu, jumlah energi yang dilepaskan per satuan waktu per satuan volume adalah kecil. Jadi, ternyata kekuatan spesifik Matahari dapat diabaikan - apalagi kekuatan “alat penghasil panas” seperti manusia itu sendiri! Dan perhitungan menunjukkan bahwa Matahari akan terus bersinar tanpa henti setidaknya selama tiga puluh miliar tahun ke depan. Cukup untuk seumur hidup kita.

Melahirkan air

Hidrogen ditemukan pada paruh pertama abad ke-16 oleh dokter dan naturalis Jerman Paracelsus. Dalam karya ahli kimia abad 16-18. disebutkan "gas yang mudah terbakar" atau "udara yang mudah terbakar", yang bila digabungkan dengan gas biasa, menghasilkan campuran yang mudah meledak. Itu diperoleh dengan bekerja pada logam tertentu (besi, seng, timah) dengan larutan asam encer - sulfat dan klorida.
Ilmuwan pertama yang mendeskripsikan sifat gas ini adalah ilmuwan Inggris Henry Cavendish. Dia menentukan kepadatannya dan mempelajari pembakaran di udara, tetapi kepatuhan pada teori flogiston* menghalangi peneliti untuk memahami esensi dari proses yang terjadi.
Pada tahun 1779 Antoine Lavoisier menerima hidrogen ketika air terurai, uapnya dilewatkan melalui tabung besi panas membara. Lavoisier juga membuktikan bahwa ketika “udara yang mudah terbakar” berinteraksi dengan oksigen, air terbentuk, dan gas bereaksi dengan perbandingan volumetrik 2:1. Hal ini memungkinkan ilmuwan untuk menentukan komposisi air - H2O. Lavoisier dan rekan-rekannya mendapatkan nama unsur – Hidrogenium – dari kata Yunani “gidor” yang berarti air dan “gennao” yang berarti saya melahirkan. nama Rusia "hidrogen" diusulkan oleh ahli kimia M.F. Soloviev pada tahun 1824 - dengan analogi dengan "oksigen" Lomonosov.
Hidrogen- gas tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau, sedikit larut dalam air. Ini 14,5 kali lebih ringan dari udara - gas paling ringan. Itu sebabnya hidrogen Mereka biasa mengisi balon dan kapal udara. Pada suhu -253°C, hidrogen mencair. Cairan tak berwarna ini adalah yang paling ringan: 1 ml beratnya kurang dari sepersepuluh gram. Pada suhu -259°C, hidrogen cair membeku dan berubah menjadi kristal tak berwarna.
Molekul H2 sangat kecil sehingga dapat dengan mudah melewati tidak hanya pori-pori kecil, tetapi juga logam. Beberapa di antaranya, seperti nikel, mampu menyerap dalam jumlah besar hidrogen dan menahannya dalam bentuk atom di rongga kisi kristal. Foil paladium yang dipanaskan hingga 250°C dapat lolos dengan bebas hidrogen; Ini digunakan untuk membersihkannya secara menyeluruh dari gas lain.
Dengan kelarutan hidrogen dalam logam berkaitan dengan kemampuannya untuk berdifusi melalui logam. Selain itu, sebagai gas yang paling ringan, hidrogen memiliki laju difusi tertinggi: molekulnya menyebar lebih cepat daripada molekul semua gas lain di lingkungan zat lain dan melewati berbagai macam partisi.
Hidrogen- zat aktif yang mudah masuk ke dalam reaksi kimia. Ketika terbakar, banyak panas yang dilepaskan, dan satu-satunya produk reaksi adalah air: 2H2 + O2 = 2H2O. Orang hanya bisa memimpikan bahan bakar ramah lingkungan seperti itu!
Saat ini (walaupun dalam jumlah terbatas untuk saat ini) mobil dengan hidrogen mesin. Inilah BMW Hydrogen 7 yang menggunakan bahan bakar cair sebagai bahan bakarnya. hidrogen; bus Mercedes Citaro dan mobil penumpang Mazda RX-8 Hydrogen, menggunakan bahan bakar bensin dan hidrogen. Dan perusahaan Boeing sedang mengembangkan pesawat tak berawak dengan ketinggian dan durasi penerbangan tinggi (High Altitude Long Endurance (HALE). Pesawat tersebut dilengkapi dengan hidrogen mesin yang diproduksi oleh Ford Motor Company. Namun, pembangunan hidrogen Sektor energi terhambat oleh tingginya tingkat risiko saat mengolah gas ini, serta sulitnya menyimpannya.

Sebuah pengalaman yang hampir merenggut nyawa Anda

Dengan oksigen udara hidrogen membentuk campuran yang mudah meledak - gas yang mudah meledak. Oleh karena itu, ketika bekerja dengan hidrogen perawatan khusus harus dilakukan. Membersihkan hidrogen Ia terbakar hampir tanpa suara, dan bila bercampur dengan udara akan menghasilkan ledakan keras yang khas. Ledakan gas yang meledak di dalam tabung reaksi tidak menimbulkan bahaya bagi pelaku eksperimen, namun cedera serius dapat terjadi saat menggunakan labu alas datar atau wadah kaca tebal.
Hidrogen memiliki sifat kimia ganda, menunjukkan sifat pengoksidasi dan pereduksi. Dalam sebagian besar reaksi, ia bertindak sebagai zat pereduksi, membentuk senyawa dengan bilangan oksidasi +1. Namun dalam reaksi dengan logam aktif ia bertindak sebagai zat pengoksidasi: bilangan oksidasinya dalam senyawa dengan logam adalah -1.
Jadi, dengan melepaskan satu elektron, hidrogen menunjukkan kemiripan dengan logam golongan pertama tabel periodik, dan dengan penambahan elektron, dengan nonlogam golongan ketujuh. Itu sebabnya hidrogen dalam tabel periodik mereka biasanya ditempatkan di kelompok pertama dan sekaligus di dalam tanda kurung di kelompok ketujuh, atau di kelompok ketujuh dan di dalam tanda kurung di kelompok pertama.

Penggunaan dan produksi hidrogen

Digunakan hidrogen dalam produksi metanol, hidrogen klorida, untuk hidrogenasi lemak nabati (dalam produksi margarin), juga untuk perolehan logam (molibdenum, tungsten, indium) dari oksida. Logam dan paduan tahan api dilas dan dipotong menggunakan api hidrogen-oksigen (3000°C). Cairan hidrogen berfungsi sebagai bahan bakar roket.
Selama hidrogenasi batu bara dan minyak, buruk hidrogen bahan bakar bermutu rendah diubah menjadi bahan bakar berkualitas tinggi.
Hidrogen digunakan untuk mendinginkan generator arus listrik yang kuat, dan isotopnya digunakan dalam energi nuklir.
Dalam industri, hidrogen diperoleh melalui elektrolisis larutan garam dalam air (misalnya, NaCl, Na2CO4), serta selama konversi bahan bakar padat dan gas - batu bara dan gas alam. Proses konversi berlangsung pada suhu sekitar 1000°C dengan adanya katalis. Campuran gas yang dihasilkan disebut gas sintesis.

Hampir setiap lemari obat rumah berisi sebotol larutan peroksida 3%. hidrogen H2O2. Ini digunakan untuk mendisinfeksi luka dan menghentikan pendarahan.

Tergantung pada tujuannya, teknis hidrogen Tersedia dalam bentuk terkompresi dan tidak terkompresi dalam dua merek:

Gas hidrogen kelas “A”- digunakan dalam industri elektronik, farmasi, kimia, dalam metalurgi serbuk: untuk pengendapan senyawa tahan api dari oksida logam; saat sintering produk yang terbuat dari bahan bubuk yang mengandung kromium dan baja tahan karat.
- digunakan dalam energi, elektronik, kimia, metalurgi non-ferrous, industri farmasi.