Водород
Значение слова Водород по Ефремовой:
Водород - Химический элемент, легкий горючий газ без цвета, запаха и вкуса, в соединении с кислородом образующий воду.
Значение слова Водород по Ожегову:
Водород - Химический элемент, самый легкий газ, в соединении с кислородом образующий воду
Водород в Энциклопедическом словаре:
Водород - (лат. Hydrogenium) - Н, химический элемент VII группыпериодической системы, атомный номер 1, атомная масса 1,00794. В природевстречаются два стабильных изотопа (протий и дейтерий) и одинрадиоактивный (тритий). Молекула двухатомна (Н2). Газ без цвета и запаха;плотность 0,0899 г/л, tкип = 252,76 .С. Соединяется с многими элементами,с кислородом образует воду. Самый распространенный элемент космоса;составляет (в виде плазмы) более 70% массы Солнца и звезд, основная частьгазов межзвездной среды и туманностей. На Земле входит в состав воды,живых организмов, каменного угля, нефти. Применяют в производстве аммиака,соляной кислоты, для гидрогенизации жиров и др., при сварке и резкеметаллов. Входит в состав синтез-газа. Перспективен как горючее (см.Водородная энергетика).
Значение слова Водород по словарю медицинских терминов:
водород (Hydrogenium, Н) - химический элемент VII группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева; ат. номер 1, ат. вес (масса) 1,00797, валентность в соединениях с неметаллами равна 1, с металлами -1; известны три изотопа В.; тяжелые изотопы В. используются для изучения биохимических и физиологических механизмов.
Значение слова Водород по словарю Ушакова:
ВОДОРОД, водорода, мн. нет, м. (хим.). Самый легкий бесцветный газ, образующий в соединении с кислородом воду и не поддерживающий горения. Аэростат наполнен водородом.
Значение слова Водород по словарю Брокгауза и Ефрона:
Водород — бесцветный газ, без вкуса и запаха, по виду не отличающийся от воздуха. Впервые замечен он был Парацельсом в первой половине XVI века; но только Лемери в конце XVII века отличил В. от обыкновенного воздуха, показав его горючесть. Более подробно изучил это вещество Кавендиш в прошлом столетии. Это самый легкий газ: один литр В. при 0° и 760 мм давления весит 0,089538 гр. для широты 45° и при уровне моря. Плотность относительно воздуха — 0,06949, т. е. В. почти в 14 1/2 раз легче воздуха; благодаря этому он удерживается на некоторое время в сосуде, обращенном открытым горлом книзу, и очень быстро улетает при приведении сосуда в нормальное положение. Рассмотрим: 1) физические свойства В.; 2) атомный его вес; 3) химические отношения; 4) распространение в природе, б) происхождение, получение и очищение В.; 6) технические применения В. 1) Водород, подобно другим газам, следует законам Бойля-Мариотта и Гей-Люссака с отклонениями более или менее значительными. По мере возрастания давления он сжимается все менее и менее, чем следовало бы по первому закону. Коэффициент расширения вследствие нагревания вместо того, чтобы быть постоянным, как требует закон Гей-Люссака, уменьшается по мере увеличения давления. Вследствие этих отклонений от обоих законов коэффициент расширения (при постоянном давлении) не одинаков с коэффициентом (температурного изменения) упругости (при постоянном объеме); первый равен 0,003661, для температур от 0° до 100° и давления в 760 мм, второй 0,003667. До семидесятых годов водород вместе с некоторыми другими газами относили к числу так называемых совершенных газов, т. е. не способных принимать жидкое состояние, причем В. называли даже более чем совершенным газом, так как отклонения его от закона Бойля-Мариотта обратны с отклонениями кислорода и других газов (см. Сжимаемость газов). В настоящее время сжижены все газы, некоторые обращены даже в твердое состояние, только В. в жидком виде не наблюдали (см. Газы сжиженные); однако никто не сомневается, что и этот последний может быть сжижен, хотя достигнуть этого очень трудно, потому что критическая температура В. очень низка и труднодостижима; она вычисляется не выше -174° (Сарро). Таким образом, водород — газ наиболее трудно сжижаемый. Растворимость его в воде в связи с этим обстоятельством очень мала: 100 объемов воды растворяют 2 объема газа при 0° и 760 мм давления. Теплоемкость В. при постоянном объеме относительно воды 2,411; отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме -1,41; он теплопроводнее и электропроводнее других газов, что приводят в связь с металлическими (в химич. смысле) свойствами этого вещества. Спектр накаленного в гейслеровой трубке В. обладает тремя яркими линиями — красной, синевато-зеленой и фиолетовой, убывающей силы; эти линии отвечают фрауенгоферовым — С, F и G. В. быстрее других газов проникает, диффундирует через тонкие отверстия, что совершается по закону обратной пропорциональности с корнем квадратным из плотности газа. Закон справедлив в случае очень тонкой перегородки, через которую совершается диффузия; при пористых перегородках более или менее значительной толщины диффузия не подчиняется этому закону. Подобно другим газам, водород способен проникать через каучук. Диффузия этого рода зависит от способности их поглощаться, растворяться в каучуке (Грагам); растворенный газ собственно и диффундирует. Водород проникает через некоторые металлы при возвышенной температуре и притом гораздо легче многих других газов, что находится, очевидно, в связи с его способностью соединяться с металлами (см. Водородистые металлы); через платину, например, проникает 211 к. с. В. при тех же условиях, при которых других газов проникает 0,2 к. с. 2) Химический знак В. есть Н, от латинского названия Hydrogenium. В., самый удельно легкий из газов, обладает, и самым малым частичным (молекулярным) и атомным весом. Атомный вес его принимается за единицу атомных весов прочих элементов, Н = 1. Частица его, как и большинство газообразных простых тел, содержит два атома = Н 2. Атомные веса почти всех элементов определяются в действительности относительно кислорода и потому находятся в зависимости от точности отношения атомного веса кислорода к атомному весу В. Это отношение, между тем, нельзя до сих пор считать строго установленным. Ввиду этого ныне вслед за Браунером выражают атомные веса относительно кислорода, принимая О = 16 (см. Вес атомов). 3) При обыкновенных температуре и давлении В. трудно вступает в реакции. Горение смеси В. с кислородом, при чем образуется вода, начинается только при нагревании (около 600°) или при действии электрической искры; раз начавшись, реакция продолжается, пока не исчерпан материал. В. в момент выделения из соединений (in statu nascenti), а также в присутствии пористых и порошкообразных тел, способных сгущать на своей поверхности газы, какова губчатая платина, делается способным вступать в реакции и при обыкновенной температуре. Водородное пламя бледно, но сильно накалено. Пламя делается ярким, если В. горит под сильным давлением (Франкланд). Температура водородного пламени вычисляется из различных опытных данных в 2500° (Девилль), даже около 2800° (Бунзен). Теплота соединения В. с кислородом при образовании молекулярного веса водяного пара, насыщающего пространство, в граммах — около 59000 калорий (см. Вода). Вследствие этого смесь В. с кислородом, состоящая из 2 объемов первого и 1 объема второго (отношение, в котором они соединяются для образования воды), сильно взрывает при воспламенении и потому называется гремучим газом. При образовании воды происходит собственно сжатие: из 3 объемов смеси образуется 2 объема водяного пара, но вследствие громадного выделения тепла объем пара возрастает весьма значительно и крайне быстро — происходит взрыв. В. соединяется с хлором при обыкновенной температуре под влиянием света; с бромом, иодом, серою, селеном — при более или менее высокой температуре (около 400°). Под влиянием ряда электрических искр, проскакивающих через смесь азота и водорода, образуется аммиак, но в очень малых количествах, потому что это вещество под влиянием тех же искр разлагается; если же образовавшийся аммиак поглотить кислотою, то вновь при пропускании искр идет образование аммиака, так что смесь 1 объема азота, 3 об. водорода и 2-х об. хлористого водорода при пропускании искр вполне превращается в нашатырь NH 4 Cl (Генр. С. К. Девилль). Вольтова дуга между угольными электродами, образуясь в атмосфере водорода, дает условия образования ацетилена С 2 Н 2. С прочими металлоидами прямого соединения В. пока еще не указано. В. восстановляет металлы из их соединений с кислородом, серою, хлором и другими галоидами, при чем образуются водородистые соединения этих последних. Реакция в некоторых случаях обратима, и направление ее определяется присутствующими массами реагирующих веществ и их способностью диссоциировать, а также и величинами сродства. По химическим отношениям В. более похож на металл, чем на металлоид; в этом смысле вода уподобляется с основаниями, а кислоты — с солями, металл которых есть В. Действительно, цинк, например, вытесняет медь из ее солей и В. — из кислот (водородных солей); сам В., но только сжатый, вытесняет металлы из солей (Н. Бекетов). Твердые кислоты, органические, например, или некоторые гидраты минеральные, при низкой температуре по виду и по многим другим свойствам нисколько не отличаются от солей. Будучи составною частью воды, В. находится во всех гидратах; он соединяется со всеми металлоидами и со многими металлами в двойные соединения; с углеродом образует весьма большое число соединений, встречающихся в природе (нефть, скипидар, газы угольных копей и пр.), и гораздо большее — полученных в лаборатории. Формы соединений водорода наряду с формами соединений кислорода служат для характеристики групп химических элементов, образующих, как известно, так называемую периодическую систему элементов. Сам В., обладая самым малым атомным весом, относится к I группе системы. 4) В природе свободный В. встречается крайне редко, именно в газах фумаролл в Исландии, в Тоскане. В виде соединений В. очень распространен. Он составляет 1/9 ч. по весу воды; вместе с углеродом, азотом и кислородом он является непременною составною частью всего организованного. 5) В. может быть получен при разложении воды или гальваническим током, или нагреванием пара до температур диссоциации воды, при чем В. может быть отделен (Г. С.-Клер Девилль) от кислорода при помощи платиновой, а также глиняной пористой перегородки; или действием веществ, отнимающих от воды кислород. К такого рода веществам относятся: 1) щелочные металлы, действующие на воду при обыкновенной температуре весьма энергично, так что лучше употреблять их в виде амальгам, — выделение водорода идет тогда очень правильно: 2) железо и цинк при накаливании в струе пара и при обыкновенной температуре, если разлагаемая вода содержит в растворе кислоту, лучше всего серную; 8) алюминий, цинк и некот. др. при действии на крепкие растворы едких щелочей; 4) уголь при накаливании в струе водяного пара дает так называемый водяной газ, который содержит, кроме водорода (50-60%), еще окись углерода и немного углекислоты, а иногда еще метан, относительные количества меняются в зависимости от условий ведения операции. При нагревании до 250° смеси едкого кали и муравьинокислого калия образуется В.; этою реакциею пользовался Пикте для получения, а также и для сжижения водорода при известных своих опытах сжижения постоянных газов. При пропускании гальванического тока через воду, подкисленную серной кислотой и помещенную в вольтаметре с платиновыми электродами, на отрицательном электроде выделяется В., на положительном — кислород. В. получается при этом чистый, если употреблять прокипяченную дистиллированную воду, подкисленную чистой серной кислотой. В лабораториях наичаще пользуются для получения водорода действием цинка на разведенную серную кислоту. Наиболее удобный прибор для этого состоит из двух бутылей, имеющих тубусы у дна, при помощи которых они соединяются между собою посредством широкой каучуковой трубки. В одной бутыли, закрывающейся вверху пробкой, через которую пропущена газоотводная трубка с краном, помещается на дне битый фарфор, а затем — цинк, гранулированный, более чистый, или в виде обрезков листового цинка, а в другую бутыль наливается кислота (10% раствор очень удобен, потому что тогда не происходит сильного разогревания, вызывающего побочные реакции и слишком бурное выделение водорода). В кислоту вливают незначительное количество раствора медного купороса, который выделяет на цинке медь, образуя таким образом гальваническую пару; это способствует правильности выделения газа. Поднимая бутыль с кислотой выше или ниже, получают давление внутри прибора, нужное для того, чтобы В. мог выходить через газоотводную трубку; при помощи крана регулируют быстроту тока газа. В начале операции выделяется В., смешанный с воздухом, который был в приборе, а потому должно остерегаться зажигать газ в это время, дабы не последовал взрыв гремучей смеси. Собирают газ в так называемые газометры (см. это слово), предварительно наполненные водой. В. такого приготовления обладает неприятным запахом по причине присутствия газообразных веществ, образующихся вследствие нечистоты исходных материалов. Продажный цинк содержит серу, мышьяк, фосфор, кремний. В. в момент выделения дает газообразные соединения с этими элементами, которые и сообщают упомянутый неприятный запах. Большая часть мышьяковистого водорода происходит, однако, из кислородных соединений мышьяка, присутствующих обыкновенно в продажной серной кислоте. Свинец, содержащийся также в продажном цинке, выделяется в виде черного порошка. Употребление вместо цинка железа прибавляет к указанным примесям еще газообразные углеводороды, очищать от которых В. довольно затруднительно. Ввиду этого, где нужен чистый В., предпочитают готовить его при помощи цинка, пропуская для очищения через растворы азотнокислого свинца, сернокислого серебра, едкого кали и, наконец, для сушения через концентрированную серную кислоту. Первый раствор очищает от сернистого водорода, второй от мышьяковистого и фосфористого, третий от водородистого кремния. Растворы эти помещают в вульфовы стоянки или пропитывают ими прокаленную пемзу, которую помещают затем в U-образные трубки. 6) Технические применения водорода основываются на его исключительной легкости и на способности развивать при горении большое количество тепла. Первым свойством пользуются при употреблении его для наполнения воздушных шаров, а вторым преимущественно для плавления платины и для получения так называемого друммондова света. Для получения водорода в больших количествах для воздушных шаров пользуются действием металлического железа в обрезках на разведенную серную кислоту. Аппарат, употребляющийся при этом, отличается от лабораторных существенно тем, кроме больших размеров, что в нем дана возможность прибавления нового железа по мере расходования и удаления раствора образовавшегося железного купороса без впускания в атмосферу водорода наружного воздуха (Жиффар). Существенную роль в снарядах для нагревания при помощи водородного пламени играет особого устройства приводящая водород и кислород трубка; именно, при помощи ее смешение обоих газов совершается в узкой металлической трубке с толстыми стенками, особенно утолщающимися к концу; пламя не распространяется внутрь этой трубки, так как газовая смесь в ней всегда недостаточно нагрета, чтобы воспламениться, вследствие большой теплопроводности металла; приток водорода и кислорода регулируется особыми кранами; перед зажиганием пускают сначала водород и зажигают его, а затем постепенно открывают кран, приводящий кислород. Направляя такое пламя на кусок извести, заставляют этот последний раскаливаться до яркого свечения (друммондов свет); впуская пламя в отражательный горн из извести же, в котором находится платина, переводят ее в расплавленное состояние и потом употребляют для отливок. Вместо водорода для нагревания нередко употребляют при технических надобностях уже упомянутый водяной газ (см. это сл.). Водород для друммондова света, а также и для аэростатов получают еще при накаливании гашеной извести с углем; реакция совершается по уравнению 2Са(ОН) 2 + С = 2СаО + СО 2 + 2Н 2; для удаления угольного ангидрида полученный газ пропускают над известью или над углекислыми солями, способными образовать двууглекислый соли. Водородным пламенем пользуются также для спайки металлов без припоя. Для этой цели употребляются особые свинцовые или медные, но покрытые внутри свинцом, переносные приборы, в которых водород получается при действии серной кислоты на цинк; они устроены таким образом, что, когда закрывают кран, выпускающий водород, серная кислота вытесняется им из той части прибора, где находится цинк, и образование новых количеств газа прекращается; при открывании крана — наоборот: серная кислота вытесняет водород и, придя в соприкосновение с цинком, начинает снова образовать его; таким образом ток водорода из прибора может быть получен достаточно продолжительный. Спаивание без припоя необходимо для постройки свинцовых камер для заводского изготовления серной кислоты, а также для приготовления вообще свинцовых сосудов, имеющих значительное применение в химической заводской деятельности; таковы: кристаллизаторы для буры, медного купороса, квасцов; сосуды для получения хлора, фтористого водорода и т. п. Во всех этих случаях употребление припоя вредило бы прочности приборов. Подобный же прибор незначительного размера носит название водородного огнива; близ крана, выпускающего водород, помещается губчатая платина; придя с нею в соприкосновение в присутствии воздуха, водород воспламеняется; водородное огниво, следовательно, заменяет спички, как и обыкновенное огниво. С. С. Колотов. Δ .
Водород (дополнение к статье) — см. также
Сжижение газов.
Определение слова «Водород» по БСЭ:
Водород (лат. Hydrogenium)
Н, химический элемент, первый по порядковому номеру в периодической системе Менделеева; атомная масса 1,00797. При обычных условиях В. - газ; не имеет цвета, запаха и вкуса.
Историческая справка. В трудах химиков 16 и 17 вв. неоднократно упоминалось о выделении горючего газа при действии кислот на металлы. В 1766 Г. Кавендиш собрал и исследовал выделяющийся газ, назвав его «горючий воздух». Будучи сторонником теории Флогистона, Кавендиш полагал, что этот газ и есть чистый флогистон. В 1783 А. Лавуазье путём анализа и синтеза воды доказал сложность её состава, а в 1787 определил
«горючий воздух» как новый химический элемент (В.) и дал ему современное название hydrogиne (от греч. hэdor - вода и gennбo - рождаю), что означает «рождающий воду»; этот корень употребляется в названиях соединений В. и процессов с его участием (например, гидриды, гидрогенизация). Современное русское наименование
«В.» было предложено М. Ф. Соловьёвым в 1824.
Распространённость в природе. В. широко распространён в природе, его содержание в земной коре (литосфера и гидросфера) составляет по массе 1%, а по числу атомов 16%. В. входит в состав самого распространённого вещества на Земле - воды (11,19% В. по массе), в состав соединений, слагающих угли, нефть, природные газы, глины, а также организмы животных и растений (т. е. в состав белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов и др.). В свободном состоянии В. встречается крайне редко, в небольших количествах он содержится в вулканических и других природных газах. Ничтожные количества свободного В. (0,0001% по числу атомов) присутствуют в атмосфере. В околоземном пространстве В. в виде потока протонов образует внутренний
(«протонный») радиационный пояс Земли. В космосе В. является самым распространённым элементом. В виде плазмы он составляет около половины массы Солнца и большинства звёзд, основную часть газов межзвёздной среды и газовых туманностей. В. присутствует в атмосфере ряда планет и в кометах в виде свободного H2, метана CH4, аммиака NH3, воды H2O, радикалов типа CH, NH, OH, SiH, PH и т.д. В виде потока протонов В. входит в состав корпускулярного излучения Солнца и космических лучей.
Изотопы, атом и молекула. Обыкновенный В. состоит из смеси 2 устойчивых изотопов: лёгкого В., или протия (1H), и тяжёлого В., или дейтерия (ІH, или D). В природных соединениях В. на 1 атом ІH приходится в среднем 6800 атомов 1H. Искусственно получен радиоактивный изотоп - сверхтяжёлый В., или Тритий (іH, или Т), с мягким β-излучением и периодом полураспада T1/2 = 12,262 года.
В природе тритий образуется, например, из атмосферного азота под действием нейтронов космических лучей; в атмосфере его ничтожно мало (4·10−15% от общего числа атомов В.). Получен крайне неустойчивый изотоп 4H. Массовые числа изотопов 1H, ІH, іH и 4H, соответственно 1,2, 3 и 4, указывают на то, что ядро атома протия содержит только 1 протон, дейтерия - 1 протон и 1 нейтрон, трития - 1 протон и 2 нейтрона, 4H - 1 протон и 3 нейтрона. Большое различие масс изотопов В. обусловливает более заметное различие их физических и химических свойств, чем в случае изотопов других элементов.
Атом В. имеет наиболее простое строение среди атомов всех других элементов: он состоит из ядра и одного электрона. Энергия связи электрона с ядром (потенциал ионизации) составляет 13,595 эв. Нейтральный атом В. может присоединять и второй электрон, образуя отрицательный ион Н−; при этом энергия связи второго электрона с нейтральным атомом (сродство к электрону) составляет 0,78 эв. Квантовая механика позволяет рассчитать все возможные энергетические уровни атома В., а следовательно, дать полную интерпретацию его атомного спектра. Атом В. используется как модельный в квантовомеханических расчётах энергетических уровней других, более сложных атомов. Молекула В. H2 состоит из двух атомов, соединённых ковалентной химической связью. Энергия диссоциации (т. е. распада на атомы) составляет 4,776 эв (1 эв = 1,60210·10−19 дж).
Межатомное расстояние при равновесном положении ядер равно 0,7414·Е. При высоких температурах молекулярный В. диссоциирует на атомы (степень диссоциации при 2000°C 0,0013, при 5000°C 0,95). Атомарный В. образуется также в различных химических реакциях (например, действием Zn на соляную кислоту). Однако существование В. в атомарном состоянии длится лишь короткое время, атомы рекомбинируют в молекулы H2.
Физические и химические свойства. В. - легчайшее из всех известных веществ (в 14,4 раза легче воздуха), плотность 0,0899 г/л при 0°C и 1 атм. В. кипит (сжижается) и плавится (затвердевает) соответственно при -252,6°C и -259,1°C (только гелий имеет более низкие температуры плавления и кипения). Критическая температура В. очень низка (-240°C), поэтому его сжижение сопряжено с большими трудностями; критическое давление 12,8 кгс/смІ (12,8 атм), критическая плотность 0,0312 г/смі. Из всех газов В. обладает наибольшей теплопроводностью, равной при 0°C и 1 атм 0,174 вт/(м·К), т. е. 4,16·0−4 кал/(с·см·°C).
Удельная теплоёмкость В. при 0°C и 1 атм Ср 14,208·10і дж/(кг·К), т. е. 3,394 кал/(г·°C).
В. мало растворим в воде (0,0182 мл/г при 20°C и 1 атм), но хорошо - во многих металлах (Ni, Pt, Pd и др.), особенно в палладии (850 объёмов на 1 объём Pd). С растворимостью В. в металлах связана его способность диффундировать через них; диффузия через углеродистый сплав (например, сталь) иногда сопровождается разрушением сплава вследствие взаимодействия В. с углеродом (так называемая декарбонизация). Жидкий В. очень лёгок (плотность при -253°C 0,0708 г/смі) и текуч (вязкость при - 253°C 13,8 спуаз).
В большинстве соединений В. проявляет валентность (точнее, степень окисления) +1, подобно натрию и другим щелочным металлам; обычно он и рассматривается как аналог этих металлов, возглавляющий 1 гр. системы Менделеева. Однако в гидридах металлов ион В. заряжен отрицательно (степень окисления -1), т. е. гидрид Na+H− построен подобно хлориду Na+Cl−. Этот и некоторые другие факты (близость физических свойств В. и галогенов, способность галогенов замещать В. в органических соединениях) дают основание относить В. также и к VII группе периодической системы (подробнее см. Периодическая система элементов). При обычных условиях молекулярный В. сравнительно мало активен, непосредственно соединяясь лишь с наиболее активными из неметаллов (с фтором, а на свету и с хлором). Однако при нагревании он вступает в реакции со многими элементами. Атомарный В. обладает повышенной химической активностью по сравнению с молекулярным. С кислородом В. образует воду: H2 + ЅO2 = H2O с выделением 285,937·103 дж/моль, т. е. 68,3174 ккал/моль тепла (при 25°C и 1 атм).
При обычных температурах реакция протекает крайне медленно, выше 550°C - со взрывом. Пределы взрывоопасности водородо-кислородной смеси составляют (по объёму) от 4 до 94% H2, а водородо-воздушной смеси - от 4 до 74% H2 (смесь 2 объёмов H2 и 1 объёма О2 называется гремучим газом). В. используется для восстановления многих металлов, так как отнимает кислород у их окислов:
CuO +Н2 = Cu + H2O,
Fe3O4 + 4H2 = 3Fe + 4H2O, и т.д.
С галогенами В. образует галогеноводороды, например:
H2 + Cl2 = 2HCl.
При этом с фтором В. взрывается (даже в темноте и при -252°C), с хлором и бромом реагирует лишь при освещении или нагревании, а с иодом только при нагревании. С азотом В. взаимодействует с образованием аммиака: 3H2 + N2 = 2NH3 лишь на катализаторе и при повышенных температурах и давлениях. При нагревании В. энергично реагирует с серой: H2 + S = H2S (сероводород), значительно труднее с селеном и теллуром. С чистым углеродом В. может реагировать без катализатора только при высоких температурах: 2H2 + С (аморфный) = CH4 (метан). В. непосредственно реагирует с некоторыми металлами (щелочными, щёлочноземельными и др.), образуя гидриды: H2 + 2Li = 2LiH. Важное практическое значение имеют реакции В. с окисью углерода, при которых образуются в зависимости от температуры, давления и катализатора различные органические соединения, например HCHO, CH3OH и др. (см. Углерода окись). Ненасыщенные углеводороды реагируют с В., переходя в насыщенные, например: CnH2n + H2 = CnH2n+2 (см. Гидрогенизация).
Роль В. и его соединений в химии исключительно велика. В. обусловливает кислотные свойства так называемых протонных кислот (см. Кислоты и основания). В. склонен образовывать с некоторыми элементами так называемую водородную связь, оказывающую определяющее влияние на свойства многих органических и неорганических соединений.
Получение. Основные виды сырья для промышленного получения В. - Газы природные горючие, Коксовый газ (см. Коксохимия) и Газы нефтепереработки, а также продукты газификации твёрдых и жидких топлив (главным образом угля). В. получают также из воды электролизом (в местах с дешёвой электроэнергией). Важнейшими способами производства В. из природного газа являются каталитическое взаимодействие углеводородов, главным образом метана, с водяным паром (конверсия): CH4 + H2O = CO + 3H2, и неполное окисление углеводородов кислородом: CH4 + ЅO2 = CO + 2H2. Образующаяся окись углерода также подвергается конверсии: CO + H2O = CO2 + H2. В., добываемый из природного газа, самый дешёвый.
Очень распространён способ производства В. из водяного и паровоздушного газов, получаемых газификацией угля. Процесс основан на конверсии окиси углерода. Водяной газ содержит до 50% H2 и 40% CO; в паровоздушном газе, кроме H2 и CO, имеется значительное количество N2, который используется вместе с получаемым В. для синтеза NH3. Из коксового газа и газов нефтепереработки В. выделяют путём удаления остальных компонентов газовой смеси, сжижаемых более легко, чем В., при глубоком охлаждении. Электролиз воды ведут постоянным током, пропуская его через раствор KOH или NaOH (кислоты не используются во избежание коррозии стальной аппаратуры). В лабораториях В. получают электролизом воды, а также по реакции между цинком и соляной кислотой. Однако чаще используют готовый заводской В. в баллонах.
Применение. В промышленном масштабе В. стали получать в конце 18 в. для наполнения воздушных шаров. В настоящее время В. широко применяют в химической промышленности, главным образом для производства Аммиака. Крупным потребителем В. является также производство метилового и других спиртов, синтетического бензина (синтина) и других продуктов, получаемых синтезом из В. и окиси углерода. В. применяют для гидрогенизации твёрдого и тяжёлого жидкого топлив, жиров и др., для синтеза HCl, для гидроочистки нефтепродуктов, в сварке и резке металлов кислородо-водородным пламенем (температура до 2800°C) и в атомно-водородной сварке (до 4000°C). Очень важное применение в атомной энергетике нашли изотопы В. - дейтерий и тритий.
Лит.: Некрасов Б. В., Курс общей химии, 14 изд., М., 1962; Реми Г., Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, М., 1963; Егоров А. П., Шерешевский Д. И., Шманенков И. В., Общая химическая технология неорганических веществ, 4 изд., М., 1964; Общая химическая технология. Под ред. С. И. Вольфковича, т. 1, М., 1952; Лебедев В. В., Водород, его получение и использование, М., 1958; Налбандян А. Б., Воеводский В. В., Механизм окисления и горения водорода, М. - Л., 1949; Краткая химическая энциклопедия, т. 1, М., 1961, с. 619-24.
С. Э. Вайсберг.
Водорез
Водород
Водорода Пероксид