Водород в мировом пространстве
Водород широко распространен в космосе. Он входит в состав звезд, межзвездного газа, космического излучения, атмосферы планет-гигантов и т. д. На водород приходится 85–90% всех атомов Вселенной.
На Земле свободного водорода Н2 очень мало, так как этот легчайший газ в основном рассеян в космосе. Но в связанном виде водород находится всюду: в различных видах топлива, пищевых продуктах, живых организмах. От массы человеческого тела водород составляет примерно 10%.
Физические свойства водорода
Водород – это самый легкий газ без цвета и запаха, нерастворимый в воде. Благодаря своей легкости водород использовался еще на заре эры воздухоплавания. В конце XVIII века появились первые наполненные водородом воздушные шары, которые использовались для изучения атмосферы и для наблюдения за погодными условиями. Водород поднимал в воздух и воздушные корабли начала XX века – цепеллины и дирижабли.
Водород в химических реакциях
В середине XVIII века водород считался «горючим воздухом», но его химический состав был тогда неизвестен. Единственным продуктом сгорания «горючего воздуха» была вода. Ученые того времени не могли объяснить, как из огня может образоваться вода. На разгадку этого явления им потребовалось несколько десятилетий. А между тем реакция горения водорода выражается простым уравнением:
2H2 + O2 → 2H2O
При горении водорода в кислороде температура поднимается до 2000 °С. При такой температуре многие металлы плавятся. Поэтому реакция горения водорода в кислороде используется при сварочных работах.
Водород считается топливом будущего, так как он экологически безопасен: при его сгорании вместо загрязняющих окружающую среду веществ образуется вода. Уже сегодня он входит в состав некоторых топливных газов. Реактивные двигатели космических кораблей работают на жидких водороде и кислороде.
Кроме того, Земля располагает большими запасами сырья для промышленного производства водорода: его можно получать из воды. Однако препятствием для широкого применения установок получения водорода и кислорода является взрывоопасность их смеси: воздух, содержащий 4–74% Н2, взрывоопасен. Чистый водород спокойно горит, но при смешивании его с воздухом может произойти взрыв.
В химических реакциях водород является восстановителем. Его сильное восстановительное свойство используется для получения металлов из оксидных руд. Водород восстанавливает оксид меди (II) до металлической меди:
