Hidro

2014-01-14 14:54

hidro (từ tiếng Latinh: hidrogenium) là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố với nguyên tử số bằng 1. Trước đây còn được gọi là khinh khí (như trong "bom khinh khí" tức bom H); hiện nay từ này ít được sử dụng. Sở dĩ được gọi là "khinh khí" là do hidro là nguyên tố nhẹ nhất và tồn tại ở thể khí, với trọng lượng nguyên tử 1.00794 u. hidro là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, tạo nên khoảng 75% tổng khối lượng vũ trụ và tới trên 90% tổng số nguyên tử. Các sao thuộc dải chính được cấu tạo chủ yếu bởi hidro ở trạng thái plasma. hidro nguyên tố tồn tại tự nhiên trên Trái Đất tương đối hiếm do khí hidro nhẹ nên trường hấp dẫn của Trái Đất không đủ mạnh để giữ chúng khỏi thoát ra ngoài không gian, do đó hidro tồn tại chủ yếu dưới dạng hidro nguyên tử trong các tầng cao của khí quyển Trái Đất.

Điều chế, sản xuất

    Trong phòng thí nghiệm: hiđrô được điều chế bằng phản ứng của axit với kim loại trước Hidro trong dãy hoạt động hóa học của kim loại.

    Trong công nghiệp có giá trị thương mại nó được điều chế từ khí thiên nhiên. Điện phân nước là biện pháp đơn giản nhưng không kinh tế để sản xuất hàng loạt hiđrô. Các nhà khoa học đang nghiên cứu để tìm ra những phương pháp điều chế mới như sản xuất hidro sinh học sử dụng quá trình quang phân ly nước ở tảo lục hay việc chuyển hóa các dẫn xuất sinh học như glucôda hay sorbitol ở nhiệt độ thấp bằng các chất xúc tác mới.

    Hiđrô có thể điều chế theo nhiều cách khác nhau: hơi nước qua than (cacbon) nóng đỏ, phân hủy hidrocacbon bằng nhiệt, phản ứng của các bazơ mạnh (kiềm) trong dung dịch với nhôm, điện phân nước hay khử từ axít loãng với một kim loại (có khả năng đẩy hiđrô từ axít) nào đó.

    Việc sản xuất thương mại của hiđrô thông thường là từ khí tự nhiên được xử lý bằng hơi nước nóng. Ở nhiệt độ cao (700-1.100 °C), hơi nước tác dụng với mêtan để sinh ra monoxit cacbon và hiđrô.

CH4 + H2O → CO + 3 H2

Điện phân dung dịch có màng ngăn:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2

Điện phân nước:

2H2O → 2H2 + O2

Lượng hiđrô bổ sung có thể thu được từ monoxit thông qua phản ứng nước-khí sau:

CO + H2O → CO2 + H2

Hợp chất.

    Hiđrô kết hợp với ôxy tạo ra nước, H2O và giải phóng ra năng lượng, nó có thể nổ khi cháy trong không khí. Ôxít đơteri, hay D2O, thông thường được nói đến như nước năng. Hiđrô cũng tạo ra phần lớn các hợp chất với cacbon.

Cảnh báo

    Hiđrô là một chất khí dễ bắt cháy, nó cháy khi mật độ chỉ có 4%. Nó có phản ứng cực mạnh với clo và flo, tạo thành các axít hiđrôhalic có thể gây tổn thương cho phổi và các bộ phận khác của cơ thể. Khi trộn với ôxy, hiđrô nổ khi bắt lửa. Hidro cũng có thể nổ khi có dòng điện đi qua.

    Ngoài ra, hidro lỏng là là một hỗn hợp lạnh và thể hiện các mối nguy hiểm (như làm tê cóng) liên quan đến chất lỏng rất lạnh. hidro hòa tan trong     nhiều kim loại, và khi rò rỉ có thể có những ảnh hưởng xấu đến các kim loại như tính giòn do hidro, làm rạn nứt và gây nổ. Khí hidro rò rỉ vào không khí có thể tự cháy. Hơn thế nữa, hidro cháy khi nhiệt độ rất cao hầu như không nhìn thấy và điều này có thể gây bỏng.

     Các thông số cháy nổ hidro như áp suất và nhiệt độ ngưỡng cháy nổ, phụ thuộc mạnh vào hình dạng của vật thể chứa chúng.

Tổng hợp từ nhiều nguồn (tài liệu được thẩm định)