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M51內(nèi)的氫氣

氫氣是無色并且密度比空氣小的氣體在各種氣體中氫氣的密度較小。標(biāo)準(zhǔn)狀況下1升氫氣的質(zhì)量是0.0899克相同體積比空氣輕得多。因?yàn)闅錃怆y溶于水所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外在101千帕壓強(qiáng)下溫度-252.87 ℃時(shí)氫氣可轉(zhuǎn)變成無色的液體-259.1 ℃時(shí)變成雪狀固體。常溫下氫氣的性質(zhì)很穩(wěn)定不容易跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但當(dāng)條件改變時(shí)如點(diǎn)燃、加熱、使用催化劑等情況就不同了。如氫氣被鈀或鉑等金屬吸附后具有較強(qiáng)的活性特別是被鈀吸附。金屬鈀對(duì)氫氣的吸附作用較強(qiáng)。當(dāng)空氣中的體積分?jǐn)?shù)為4%-75%時(shí)遇到火源可引起爆炸。

氫氣是無色的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度是0.09克/升(較輕的氣體)難溶于水。在-252 ℃,變成無色液體,-259 ℃時(shí)變?yōu)檠┗罟腆w。

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1766年卡文迪許向英國學(xué)會(huì)提交了一篇研究報(bào)告《人造空氣實(shí)驗(yàn)》講了他用鐵、鋅等與稀硫酸、稀鹽酸作用制得“易燃空氣”即氫氣并用普利斯特里發(fā)明的排水集氣法把它收集起來進(jìn)行研究。他發(fā)現(xiàn)的某種金屬分別與足量的各種酸作用所產(chǎn)生的這種氣體的量是固定的與酸的種類、濃度都無關(guān)。他還發(fā)現(xiàn)氫氣與空氣混合后點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸又發(fā)現(xiàn)氫氣與氧氣化合生成水從而認(rèn)識(shí)到這種氣體和其它已知的各種氣體都不同。但是由于他是燃素說的虔誠信徒按照他的理解這種氣體燃燒起來這么猛烈富含燃素硫磺燃燒后成為硫酸那么硫酸中是沒有燃素的而按照燃素說金屬也是含燃素的。所以他認(rèn)為這種氣體是從金屬中分解出來的而不是來自酸中。他設(shè)想金屬在酸中溶解時(shí)“它們所含的燃素便釋放出來形成了這種可燃空氣”。他甚至曾一度設(shè)想氫氣就是燃素這種推測(cè)很快就得以當(dāng)時(shí)的一些化學(xué)家舍勒、基爾萬（KirwanR.1735-1812）等的贊同。由于把氫氣充到氣球中氣球便會(huì)徐徐上升這種現(xiàn)象當(dāng)時(shí)曾被一些燃素學(xué)說的信奉者們用來作為他們“論證”燃素具有負(fù)重量的根據(jù)。但卡文迪許究竟是一位非凡的科學(xué)家后來他弄清楚了氣球在空氣中所受浮力問題通過研究證明氫氣是有重量的只是比空氣輕很多。他是這樣做實(shí)驗(yàn)的先把金屬和裝有酸的燒瓶稱重然后將金屬投入酸中用排水集氣法收集氫氣并測(cè)體積再稱量反應(yīng)后燒瓶及內(nèi)裝物的總量。這樣他確定了氫氣的比重只是空氣的9%.但這些化學(xué)家仍不肯輕易放棄舊說鑒于氫氣燃燒后會(huì)產(chǎn)生水于是他們改說氫氣是燃素和水的化合物。

氫氣是一種極易燃的氣體在空氣中的體積分?jǐn)?shù)為4%至75%時(shí)都能燃燒。氫氣燃燒的焓變?yōu)?286 kJ/mol

2 H?(g) + O?(g) → 2 H?O(l); ΔH = -572 kJ/mol

氫氣占4%至74%的濃度時(shí)與空氣混合或占5%至95%的濃度時(shí)與lv氣混合時(shí)是極易爆炸的氣體在熱、日光或火花的刺激下易引爆。氫氣的著火點(diǎn)為500 °C。純凈的氫氣與氧氣的混合物燃燒時(shí)放出紫外線。

因?yàn)闅錃獗瓤諝廨p所以氫氣的火焰傾向于快速上升故其造成的危害小于碳?xì)浠衔锶紵奈：?。氫氣與所有的氧化性元素單質(zhì)反應(yīng)。氫氣在常溫下可自發(fā)的和lv氣需要光照反應(yīng) 氫氣和氟氣在冷暗處混合就可爆炸生成具有潛在危險(xiǎn)性的酸氯化氫或氟化氫。

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