Bezbojan, zapaljiv gas bez mirisa. Gustina vodonika u normalnim uslovima je 0,09 kg/m3; gustina vazduha - 0,07 kg/m3; toplota sagorevanja - 28670 kcal/kg; minimalna energija paljenja je 0,017 mJ. Formira eksplozivnu mešavinu sa vazduhom i kiseonikom. Smjesa sa hlorom (1:1) eksplodira na svjetlu; sa fluorom vodonik povezuje se s eksplozijom u mraku; mešavina sa (2:1) - detonirajućim gasom. Granice eksplozivnosti: od 4 - 75 vol. %, sa kiseonikom 4,1 - 96 vol. %.

Onog dana kada njegove rezerve ponestane, život u svemiru će prestati. Supstanca, bez koje je život nemoguć, "sjedi" u samom centru naše planete - u jezgru i oko njega, a odatle "migrira" prema van. Ovaj plin je početak svih početaka. Njegovo ime - " vodonik».
Vodonik nalazi se ui oko jezgra. Zatim dolazi gusti plašt. Ali ovaj gas tiho migrira kroz stijensku masu. Kada je Zemlja bila mlada, u dubinama je bilo mnogo više vodonika, a iz dubina je izlazio po cijeloj Zemlji. Kada je postao manji, proces se relativno stabilizovao, i vodonik počeli da "izlaze" u posebne zone, duž raseda okeanskih grebena.
Naravno, savremeni život na Zemlji nastao je na određenom potencijalu kiseonika. Ali da budemo objektivni, dugujemo početak svih početaka na našoj planeti vodonik. Upravo je dinamički ciklus vodonika, proces njegovog opskrbe iz utrobe Zemlje, a ne ugljika, kako se ranije vjerovalo, postao izvor nastanka života na Zemlji.

Vodonik i svemir

Obično, da bi naglasili značaj ovog ili onog elementa, kažu: da ga nema, onda bi se dogodilo to i takvo. Ali, u pravilu, ovo nije ništa drugo do retoričko sredstvo. Ali vodonik možda jednog dana zaista neće postati, jer neprestano izgara u dubinama zvijezda, pretvarajući se u inertan.
Vodonik je najzastupljeniji element u svemiru. Na njega otpada otprilike polovina mase Sunca i većine drugih zvijezda. Sadrži se u gasovitim maglinama, u međuzvezdanom gasu i deo je zvezda. U dubinama zvijezda odvija se transformacija jezgara atoma vodonik u jezgra atoma helijuma. Ovaj proces se nastavlja oslobađanjem energije; za mnoge zvijezde, uključujući Sunce, služi kao glavni izvor energije.
Svake sekunde Sunce zrači energiju koja je ekvivalentna četiri miliona tona mase u svemir. Ova energija se rađa tokom fuzije četiri jezgra vodonik, protone, u jezgro. "Sagorevanjem" jednog grama protona oslobađa se dvadeset miliona puta više energije od sagorevanja grama uglja. Na Zemlji još niko nije uočio takvu reakciju: ona se odvija na temperaturi i pritisku koji postoje samo u dubinama zvijezda i kojima čovjek još nije ovladao.
Nemoguće je zamisliti snagu koja je ekvivalentna gubitku mase od četiri miliona tona svake sekunde: čak i uz najmoćniju termonuklearnu eksploziju, samo oko kilogram materije se pretvara u energiju. Međutim, brzina procesa, tj. Broj jezgara vodonik, pretvarajući se u jezgra helijuma u jednom kubnom metru u jednoj sekundi, je mala. Stoga je količina energije koja se oslobađa po jedinici vremena po jedinici volumena mala. Tako se ispostavlja da je specifična snaga Sunca zanemarljiva - mnogo manja od snage takvog "uređaja za stvaranje topline" kao što je sam čovjek! A proračuni pokazuju da će Sunce nastaviti da sija nesmanjeno još najmanje trideset milijardi godina. Dovoljno za naše vreme.

vodonosan

Otkriven je vodonik u prvoj polovini 16. veka nemački lekar i prirodnjak Paracelzus. U djelima hemičara XVI-XVIII vijeka. Spominjao se "zapaljivi gas" ili "zapaljivi vazduh", koji je u kombinaciji sa uobičajenim davao eksplozivne smeše. Dobija se djelovanjem na neke metale (gvožđe, cink, kalaj) razrijeđenim rastvorima kiselina – sumporne i hlorovodonične.
Prvi naučnik koji je opisao svojstva ovog gasa bio je engleski naučnik Henry Cavendish. Odredio je njegovu gustoću i proučavao sagorijevanje u zraku, međutim, pridržavanje teorije flogistona * spriječilo je istraživača da shvati suštinu tekućih procesa.
Godine 1779. primio je Antoine Lavoisier vodonik tokom raspadanja vode, prolazeći njenu paru kroz usijanu gvozdenu cev. Lavoisier je također dokazao da kada "zapaljivi zrak" stupi u interakciju s kisikom, nastaje voda, a plinovi reagiraju u volumnom omjeru 2:1. To je omogućilo naučniku da odredi sastav vode - H2O. Naziv elementa - hidrogenijum - Lavoisier i njegove kolege formirali su od grčkih reči "gidor" - voda i "gennao" - ja rađam. Rusko ime "vodonik" koji je predložio hemičar M. F. Solovjov 1824. - po analogiji sa Lomonosovljevim "kiseonikom".
Vodonik Gas bez boje, mirisa i ukusa koji je slabo rastvorljiv u vodi. On je 14,5 puta lakši od vazduha - najlakši od gasova. Zbog toga vodonik koristi se za punjenje balona i zračnih brodova. Na -253°C, vodonik se ukapljuje. Ova bezbojna tečnost je najlakša od svih poznatih: 1 ml je manje od desetine grama. Na -259°C, tečni vodonik se smrzava, pretvarajući se u bezbojne kristale.
molekule H2 su toliko mali da lako mogu proći ne samo kroz male pore, već i kroz metale. Neki od njih, poput nikla, mogu apsorbirati velike količine vodonik i zadržati ga u atomskom obliku u prazninama kristalne rešetke. Zagrijana na 250°C, paladijum folija slobodno prolazi vodonik; ovo se koristi za temeljno čišćenje od drugih gasova.
Sa rastvorljivošću vodonik u metalima je povezana njegova sposobnost difuzije kroz metale. Štaviše, budući da je najlakši gas, vodonik Ima najveću stopu difuzije: njegovi molekuli putuju brže od molekula svih drugih plinova u mediju druge tvari i prolaze kroz različite vrste pregrada.
Vodonik- aktivna supstanca koja lako ulazi u hemijske reakcije. Kada sagorijeva, oslobađa se mnogo topline, a jedini produkt reakcije je voda: 2H2 + O2 = 2H2O. O ovako ekološki prihvatljivom gorivu može se samo sanjati!
Danas (iako do sada u ograničenim količinama) automobili se već proizvode vodonik motori. Ovo je BMW Hydrogen 7, koji koristi tečno gorivo kao gorivo. vodonik; Autobus Mercedes Citaro i putnički automobil Mazda RX-8 Hydrogen, na benzin i vodonik. A Boeing razvija bespilotni avion velike visine i trajanja leta (High Altitude Long Endurance (HALE). Avion je opremljen vodonik motor proizvođača Ford Motor Company. Međutim, razvoj vodonik Energetski sektor je ograničen visokim stepenom rizika pri radu sa ovim gasom, kao i teškoćama njegovog skladištenja.

Iskustvo koje je skoro koštalo života

Sa atmosferskim kiseonikom vodonik stvara eksplozivnu smjesu – eksplozivni plin. Stoga, kada radite sa vodonik mora se obratiti posebna pažnja. Čisto vodonik gori gotovo nečujno, a kada se pomiješa sa zrakom emituje karakterističan glasan prasak. Eksplozija eksplozivnog plina u epruveti ne predstavlja opasnost za eksperimentatora, međutim, kada se koristi tikvica s ravnim dnom ili debelo stakleno posuđe, može doći do ozbiljnih ozljeda.
Vodonik ima dvostruku hemijsku prirodu, pokazujući i oksidacionu i redukcionu sposobnost. U većini reakcija djeluje kao redukcijski agens, formirajući spojeve u kojima je njegovo oksidacijsko stanje +1. Ali u reakcijama s aktivnim metalima djeluje kao oksidacijsko sredstvo: njegovo oksidacijsko stanje u spojevima s metalima je -1.
Dakle, doniranjem jednog elektrona, vodonik pokazuje sličnost sa metalima prve grupe periodnog sistema, a vezivanjem elektrona, sa nemetalima sedme grupe. Zbog toga vodonik u periodnom sistemu obično se stavljaju ili u prvu grupu i istovremeno u zagrade u sedmu, ili u sedmu grupu i u zagrade u prvoj.

Upotreba i proizvodnja vodonika

korišteno vodonik u proizvodnji metanola, hlorovodonika, za hidrogenaciju biljnih masti (u proizvodnji margarina), kao i za oporavak metala (molibden, volfram, indijum) iz oksida. Vodonik-kiseonički plamen (3000°S) zavari i reže vatrostalne metale i legure. Tečnost vodonik služi kao raketno gorivo.
Tokom hidrogenizacije uglja i nafte, siromašni vodonik goriva niskog kvaliteta se pretvaraju u visokokvalitetna.
Vodonik koristi se za hlađenje snažnih generatora električne struje, a njegovi izotopi se koriste u nuklearnoj energiji.
U industriji se vodonik proizvodi elektrolizom vodenih otopina soli (na primjer, NaCl, Na2CO4), kao i konverzijom čvrstih i plinovitih goriva - uglja i prirodnog plina. Proces konverzije se odvija na temperaturi od oko 1000°C u prisustvu katalizatora. Dobivena plinska mješavina naziva se sintezni plin.

Gotovo svaki kućni komplet prve pomoći ima bočicu s 3% otopinom peroksida. vodonik H2O2. Koristi se za dezinfekciju rana i zaustavljanje krvarenja.

Ovisno o namjeni tehničkog vodonik Dostupan u komprimovanom i nekomprimovanom obliku dva razreda:

Plinoviti vodonik razreda "A"- koristi se u elektronskoj, farmaceutskoj, hemijskoj industriji, u metalurgiji praha: za taloženje vatrostalnih jedinjenja iz metalnih oksida; kod sinterovanja proizvoda od praškastih materijala koji sadrže krom i nehrđajućeg čelika.
- koristi se u energetskoj, elektronskoj, hemijskoj, obojenoj metalurgiji, farmaceutskoj industriji.

Svemirske agencije i privatne kompanije već razvijaju planove za slanje ljudi na Mars u narednih nekoliko godina, što će na kraju dovesti do njegove kolonizacije. A sa povećanjem broja otkrivenih planeta sličnih Zemlji oko obližnjih zvijezda, putovanje u duboki svemir postaje sve relevantnije.

Međutim, ljudima nije lako preživjeti u svemiru duži vremenski period. Jedan od glavnih izazova svemirskih letova na velike udaljenosti je transport dovoljno kisika da astronauti mogu disati i dovoljno goriva za pokretanje složene elektronike. Nažalost, kiseonika u svemiru praktično nema, pa ga treba uskladištiti na Zemlji.

Ali novo istraživanje, objavljeno u Nature Communications, pokazuje da je moguće proizvesti vodonik (za gorivo) i kisik (za disanje) iz vode koristeći samo poluvodički materijal, sunčevu svjetlost (ili svjetlost zvijezda) i bestežinsko stanje, čineći putovanja na velike udaljenosti stvarnijim.

Korišćenje neograničenog resursa Sunca za napajanje našeg svakodnevnog života jedan je od najglobalnijih izazova na Zemlji. Kako se polako udaljavamo od nafte ka obnovljivim izvorima energije, istraživače zanima mogućnost korištenja vodonika kao goriva. Najbolji način da se to uradi bilo bi razdvajanje vode (H2O) na njene sastojke: vodonik i kiseonik. To je moguće pomoću procesa poznatog kao elektroliza, koji se sastoji od propuštanja struje kroz vodu koja sadrži neki rastvorljivi elektrolit (na primjer, sol - cca. transl.). Kao rezultat, voda se raspada na atome kisika i vodika, koji se oslobađaju svaki na svojoj elektrodi.

Elektroliza vode.

Iako je ova metoda tehnički moguća i poznata je stoljećima, još uvijek nije lako dostupna na Zemlji jer nam je potrebno više infrastrukture povezane s vodonikom, kao što su stanice za punjenje vodonikom.

Vodik i kiseonik dobijeni na ovaj način iz vode mogu se koristiti i kao gorivo u svemirskim letelicama. Lansiranje rakete s vodom bi zapravo bilo mnogo sigurnije nego s dodatnim gorivom i kisikom na brodu, jer bi mješavina mogla biti eksplozivna u slučaju sudara. Sada će u svemiru specijalna tehnologija moći podijeliti vodu na vodik i kisik, koji se, pak, mogu koristiti za održavanje disanja i elektronike (na primjer, korištenjem gorivnih ćelija).

Za to postoje dvije opcije. Jedna je elektroliza, baš kao na Zemlji, korištenje elektrolita i solarnih panela za proizvodnju električne energije. Ali, nažalost, elektroliza je proces koji zahtijeva veliku potrošnju energije, a energija u svemiru je već "vrijedna zlata".

Alternativa je korištenje fotokatalizatora, koji rade tako što apsorbiraju fotone u poluvodičkom materijalu smještenom u vodi. Energija fotona "izbija" elektron iz materijala, ostavljajući u njemu "rupu". Slobodni elektron može stupiti u interakciju s protonima u vodi i formirati atome vodika. U međuvremenu, "rupa" može apsorbirati elektrone iz vode da bi formirala protone i atome kisika.



Proces fotokatalize u zemaljskim uslovima i pod mikrogravitacijom (milion puta manje nego na Zemlji). Kao što se može vidjeti, u drugom slučaju je veći broj mjehurića plina koji se pojavljuju.

Ovaj proces se može obrnuti. Vodik i kiseonik se mogu rekombinovati (kombinovati) pomoću gorivne ćelije, usled čega se solarna energija potrošena na fotokatalizu „vraća“ i nastaje voda. Stoga je ova tehnologija pravi ključ za putovanje u duboki svemir.

Proces koji koristi fotokatalizator je najbolja opcija za svemirska putovanja jer oprema teži mnogo manje od one potrebne za elektrolizu. U teoriji, rad s njim u svemiru je također lakši. To je dijelom zbog činjenice da je intenzitet sunčeve svjetlosti izvan Zemljine atmosfere mnogo veći, budući da se u ovoj potonjoj dovoljno veliki dio svjetlosti apsorbira ili reflektira na svom putu do površine.

U novoj studiji, naučnici su izbacili potpuno operativnu eksperimentalnu postavku fotokatalize sa tornja visokog 120 metara, stvarajući okruženje koje se zove mikrogravitacija. Kako predmeti padaju na Zemlju u slobodnom padu, efekat gravitacije se smanjuje (ali ne nestaje nigde, zbog čega se naziva mikrogravitacija, a ne odsustvo gravitacije - cca. transl.), budući da nema sila koje kompenzuju privlačenje Zemlje - tako se tokom pada stvaraju uslovi u instalaciji kao na ISS-u.

Eksperimentalno postavljanje i eksperimentalni proces.

Istraživači su uspjeli da pokažu da je zaista moguće razdvojiti vodu pod takvim uvjetima. Međutim, budući da ovaj proces proizvodi plin, u vodi se stvaraju mjehurići. Važan zadatak je da se riješite mjehurića materijala katalizatora, jer oni ometaju proces stvaranja plina. Na Zemlji, gravitacija uzrokuje da mjehurići isplivaju na površinu (voda blizu površine je gušća od mjehurića, što im omogućava da plutaju po površini), oslobađajući prostor na katalizatoru za stvaranje više mjehurića.

U bestežinskom stanju to nije moguće, a mjehurići plina ostaju na ili blizu katalizatora. Međutim, naučnici su podesili oblik katalizatora na nanoskali, stvarajući piramidalne zone u kojima bi mehur mogao lako da se odvoji od vrha piramide i uđe u vodu bez ometanja procesa formiranja novih mehurića.

Ali ostaje jedan problem. U nedostatku gravitacije, mjehurići će ostati u tekućini iako su bili prisiljeni napustiti katalizator. Gravitacija omogućava da gas lako pobegne iz tečnosti, što je ključno za upotrebu čistog vodonika i kiseonika. Bez gravitacije, mjehurići plina ne plutaju na površini i ne odvajaju se od tekućine - umjesto toga nastaje analog pjene.

Ovo drastično smanjuje efikasnost procesa blokiranjem katalizatora ili elektroda. Inženjerska rješenja oko ovog problema bit će ključna za uspješnu implementaciju tehnologije u svemiru – jedno od mogućih rješenja je rotiranje instalacije: na taj način će centrifugalne sile stvoriti umjetnu gravitaciju. Ali ipak, zahvaljujući ovom novom istraživanju, korak smo bliže dugoročnom ljudskom svemirskom letu.

Vodonik (H) je veoma lagan hemijski element, sa sadržajem od 0,9% mase u Zemljinoj kori i 11,19% u vodi.

Karakterizacija vodonika

Po lakoći je prvi među gasovima. U normalnim uslovima je bez ukusa, boje i apsolutno bez mirisa. Kada uđe u termosferu, leti u svemir zbog svoje male težine.

U cijelom svemiru, to je najbrojniji kemijski element (75% ukupne mase tvari). Toliko da su mnoge zvijezde u svemiru sastavljene u potpunosti od njega. Na primjer, Sunce. Njegova glavna komponenta je vodonik. A toplina i svjetlost su rezultat oslobađanja energije tokom fuzije jezgri materijala. Takođe u svemiru postoje čitavi oblaci njegovih molekula različitih veličina, gustina i temperatura.

Fizička svojstva

Visoka temperatura i pritisak značajno menjaju njegove kvalitete, ali u normalnim uslovima:

Ima visoku toplotnu provodljivost u poređenju sa drugim gasovima,

Netoksičan i slabo rastvorljiv u vodi

Sa gustinom od 0,0899 g / l na 0 ° C i 1 atm.,

Pretvara se u tečnost na -252,8°C

Postaje čvrst na -259,1°C,

Specifična toplota sagorevanja je 120,9,106 J/kg.

Potreban je visok pritisak i veoma niske temperature da bi postao tečan ili čvrst. U tečnom stanju je tečan i lagan.

Hemijska svojstva

Pod pritiskom i hlađenjem (-252,87 gr. C), vodonik dobija tečno stanje, koje je po težini lakše od bilo kog analoga. U njemu zauzima manje prostora nego u gasovitom obliku.

On je tipičan nemetal. U laboratorijima se dobiva reakcijom metala (kao što su cink ili željezo) s razrijeđenim kiselinama. U normalnim uslovima je neaktivan i reaguje samo sa aktivnim nemetalima. Vodik može odvojiti kisik od oksida i reducirati metale iz spojeva. On i njegove mješavine stvaraju vodikove veze s određenim elementima.

Gas je visoko rastvorljiv u etanolu i mnogim metalima, posebno paladijumu. Srebro ga ne rastvara. Vodonik se može oksidirati tokom sagorijevanja u kisiku ili zraku, te pri interakciji sa halogenima.

U kombinaciji sa kiseonikom nastaje voda. Ako je temperatura normalna, onda je reakcija spora, ako je iznad 550 ° C - s eksplozijom (pretvara se u eksplozivni plin).

Pronalaženje vodonika u prirodi

Iako na našoj planeti ima puno vodonika, nije ga lako pronaći u čistom obliku. Malo toga se može naći prilikom vulkanskih erupcija, prilikom vađenja nafte i na mjestu raspadanja organske tvari.

Više od polovine ukupne količine je u sastavu sa vodom. Takođe je uključen u strukturu nafte, raznih glina, zapaljivih gasova, životinja i biljaka (prisustvo u svakoj živoj ćeliji je 50% po broju atoma).

Ciklus vodonika u prirodi

Svake godine se ogromna količina (milijarde tona) biljnih ostataka razgrađuje u vodenim tijelima i tlu, a ova razgradnja prska ogromnu masu vodika u atmosferu. Oslobađa se i tokom svake fermentacije uzrokovane bakterijama, sagorijevanjem i zajedno s kisikom sudjeluje u ciklusu vode.

Prijave za vodonik

Čovječanstvo aktivno koristi element u svojim aktivnostima, pa smo naučili kako ga nabaviti u industrijskim razmjerima za:

Meteorologija, hemijska proizvodnja;

proizvodnja margarina;

Kao gorivo za rakete (tečni vodonik);

Energetska industrija za hlađenje električnih generatora;

Zavarivanje i rezanje metala.

Masa vodonika se koristi u proizvodnji sintetičkog benzina (za poboljšanje kvaliteta goriva niskog kvaliteta), amonijaka, hlorovodonika, alkohola i drugih materijala. Nuklearna energija aktivno koristi svoje izotope.

Preparat "vodonik peroksid" ima široku primjenu u metalurgiji, elektronskoj industriji, proizvodnji celuloze i papira, u izbjeljivanju lanenih i pamučnih tkanina, u proizvodnji boja za kosu i kozmetike, polimera, te u medicini za liječenje rana.

"Eksplozivna" priroda ovog gasa može postati smrtonosno oružje - hidrogenska bomba. Njegova eksplozija je praćena oslobađanjem ogromne količine radioaktivnih tvari i štetna je za sva živa bića.

Kontakt tekućeg vodonika i kože prijeti teškim i bolnim promrzlinama.

Na Zemlji - kiseonik, u svemiru - vodonik

Univerzum ima najviše vodonika (74% mase). Sačuvan je još od Velikog praska. Samo neznatan dio vodonika uspio se pretvoriti u teže elemente u zvijezdama. Na Zemlji je najčešći element kiseonik (46-47%). Većina je vezana u obliku oksida, prvenstveno silicijum oksida (SiO 2 ). Zemljin kiseonik i silicijum nastali su u masivnim zvezdama koje su postojale pre rođenja Sunca. Na kraju svog života, ove su zvijezde eksplodirale u supernove i bacile u svemir nastale elemente u njima. Naravno, proizvodi eksplozije sadržavali su mnogo vodika i helijuma, kao i ugljika. Međutim, ovi elementi i njihovi spojevi su vrlo hlapljivi. U blizini mladog Sunca, oni su isparili i odneli ih pritisak radijacije na rubove Sunčevog sistema.

Deset najčešćih elemenata u galaksiji Mliječni put *

* Maseni udio na milion.

Opća shema "VODIK"

I. Vodonik je hemijski element

a) Pozicija u RESP

• serijski broj №1
• period 1
• grupa I (glavna podgrupa "A")
• relativna masa Ar(H)=1
• Latinski naziv Hydrogenium (rađanje vode)

b) Rasprostranjenost vodonika u prirodi

Vodonik je hemijski element.	U zemljinoj kori(litosfera i hidrosfera) – 1% po težini (10. mjesto među svim elementima)
	ATMOSFERA - 0,0001% po broju atoma
	Najčešći element u svemiru – 92% svih atoma (glavni sastojak zvijezda i međuzvjezdanog plina)

Vodonik - hemijski element	U vezama	H 2 O - voda(11% po težini)
		CH 4 - gas metan(25% po težini)
		organska materija(nafta, zapaljivi prirodni gasovi i ostalo) U životinjskim i biljnim organizmima(odnosno u sastavu proteina, nukleinskih kiselina, masti, ugljenih hidrata i dr.) U ljudskom tijelu u prosjeku sadrži oko 7 kilograma vodonika.

c) Valencija vodonika u jedinjenjima

II. Vodik je jednostavna supstanca (H2)

Potvrda

1. Laboratorij (Kipp aparat) A) Interakcija metala sa kiselinama: Zn+ 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2 sol B) Interakcija aktivnih metala sa vodom: 2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2 baza

2. Industrija · elektroliza vode email struja 2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 · Od prirodnog gasa t, Ni CH 4 + 2H 2 O \u003d 4H 2 + CO 2

Pronalaženje vodonika u prirodi.

Vodonik je široko rasprostranjen u prirodi, njegov sadržaj u zemljinoj kori (litosferi i hidrosferi) iznosi 1% po masi, a 16% po broju atoma. Vodonik je deo najzastupljenije supstance na Zemlji - vode (11,19% vodonika po masi), u jedinjenjima koja čine ugalj, naftu, prirodne gasove, glinu, kao i životinjske i biljne organizme (odnosno u sastavu proteini, nukleinske kiseline, masti, ugljikohidrati itd.). Vodik je izuzetno rijedak u slobodnom stanju; nalazi se u malim količinama u vulkanskim i drugim prirodnim plinovima. Zanemarljive količine slobodnog vodonika (0,0001% po broju atoma) su prisutne u atmosferi. U svemiru blizu Zemlje, vodonik u obliku struje protona formira unutrašnji ("protonski") radijacijski pojas Zemlje. Vodonik je najzastupljeniji element u svemiru. U obliku plazme, čini oko polovinu mase Sunca i većine zvijezda, najveći dio plinova međuzvjezdanog medija i plinovitih maglina. Vodonik je prisutan u atmosferi brojnih planeta i kometa u obliku slobodnog H 2 , metana CH 4 , amonijaka NH 3 , vode H 2 O i radikala. U obliku struje protona, vodonik je dio korpuskularnog zračenja Sunca i kosmičkih zraka.

Postoje tri izotopa vodonika:
a) laki vodonik - protij,
b) teški vodonik - deuterijum (D),
c) superteški vodonik - tricijum (T).

Tricij je nestabilan (radioaktivan) izotop, tako da se praktički ne pojavljuje u prirodi. Deuterijum je stabilan, ali je veoma mali: 0,015% (od mase celog zemaljskog vodonika).

Valencija vodika u jedinjenjima

U jedinjenjima, vodonik pokazuje valenciju I.

Fizička svojstva vodonika

Jednostavna tvar vodonik (H 2) je plin, lakši od zraka, bezbojan, bez mirisa, bez okusa, t kip = - 253 0 C, vodonik je nerastvorljiv u vodi, zapaljiv. Vodik se može prikupiti istiskivanjem zraka iz epruvete ili vode. U tom slučaju, cijev se mora okrenuti naopako.

Dobivanje vodonika

U laboratoriji se reakcijom proizvodi vodonik

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2.

Umjesto cinka mogu se koristiti željezo, aluminij i neki drugi metali, a umjesto sumporne kiseline mogu se koristiti i neke druge razrijeđene kiseline. Dobijeni vodonik se sakuplja u epruveti metodom istiskivanja vode (vidi sliku 10.2 b) ili jednostavno u obrnutu tikvicu (slika 10.2 a).

U industriji, vodik se u velikim količinama dobiva iz prirodnog plina (uglavnom metana) interakcijom s vodenom parom na 800 °C u prisustvu nikalnog katalizatora:

CH 4 + 2H 2 O \u003d 4H 2 + CO 2 (t, Ni)

ili tretirani na visokoj temperaturi sa vodenom parom uglja:

2H 2 O + C \u003d 2H 2 + CO 2. (t)

Čisti vodik se dobija iz vode razlaganjem električnom strujom (podložna elektrolizi):

2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 (elektroliza).