Fizička svojstva vodonika. Svojstva i primjena vodonika. Hemijska svojstva vodonika: karakteristike i primjena Da li vodonik reagira s vodom

Vodonik je gas, nalazi se na prvom mestu u periodnom sistemu. Ime ovog elementa, široko rasprostranjenog u prirodi, prevedeno je s latinskog kao "generacija vode". Koja fizička i hemijska svojstva vodonika znamo?

Vodik: opće informacije

U normalnim uslovima, vodonik nema ukus, miris, boju.

Rice. 1. Formula vodonika.

Budući da atom ima jedan elektronski energetski nivo, koji može sadržavati najviše dva elektrona, tada za stabilno stanje atom može ili prihvatiti jedan elektron (oksidacijsko stanje -1) ili odustati od jednog elektrona (oksidacijsko stanje +1), pokazujući konstantna valencija I Zbog toga se simbol za element vodonik stavlja ne samo u grupu IA (glavna podgrupa grupe I) zajedno sa alkalnim metalima, već i u grupu VIIA (glavna podgrupa grupe VII) zajedno sa halogenima . Atomima halogena takođe nedostaje jedan elektron da popune spoljašnji nivo, i oni su, kao i vodonik, nemetali. Vodik pokazuje pozitivno oksidaciono stanje u jedinjenjima gde je povezan sa više elektronegativnih nemetalnih elemenata i negativno oksidaciono stanje u jedinjenjima sa metalima.

Rice. 2. Lokacija vodonika u periodnom sistemu.

Vodonik ima tri izotopa, od kojih svaki ima svoje ime: protij, deuterijum, tricijum. Količina potonjeg na Zemlji je zanemarljiva.

Hemijska svojstva vodonika

U jednostavnoj supstanci H2, veza između atoma je jaka (energija veze 436 kJ/mol), stoga je aktivnost molekularnog vodonika niska. U normalnim uslovima, on reaguje samo sa veoma reaktivnim metalima, a jedini nemetal sa kojim reaguje vodonik je fluor:

F 2 +H 2 =2HF (fluorovodonik)

Vodik reaguje sa drugim jednostavnim (metali i nemetali) i složenim (oksidi, nespecificirana organska jedinjenja) supstancama bilo pri zračenju i povišenoj temperaturi, ili u prisustvu katalizatora.

Vodik sagorijeva u kisiku, oslobađajući značajnu količinu topline:

2H 2 +O 2 =2H 2 O

Smjesa vodonika i kisika (2 zapremine vodonika i 1 zapremina kiseonika) snažno eksplodira kada se zapali i stoga se naziva detonirajući gas. Prilikom rada sa vodonikom morate se pridržavati sigurnosnih propisa.

Rice. 3. Eksplozivni gas.

U prisustvu katalizatora, plin može reagirati s dušikom:

3H 2 +N 2 =2NH 3

– ova reakcija na povišenim temperaturama i pritiscima proizvodi amonijak u industriji.

Na visokim temperaturama, vodonik može reagirati sa sumporom, selenom i telurom. a pri interakciji sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima dolazi do stvaranja hidrida: 4.3. Ukupno primljenih ocjena: 152.

DEFINICIJA

Vodonik– prvi element periodnog sistema hemijskih elemenata D.I. Mendeljejev. Simbol - N.

Atomska masa – 1 amu. Molekul vodonika je dvoatomski – H2.

Elektronska konfiguracija atoma vodika je 1s 1. Vodonik pripada porodici s-elemenata. U svojim jedinjenjima pokazuje oksidaciona stanja -1, 0, +1. Prirodni vodonik se sastoji od dva stabilna izotopa - protijuma 1H (99,98%) i deuterijuma 2H (D) (0,015%) - i radioaktivnog izotopa tricijuma 3H (T) (količine u tragovima, poluživot - 12,5 godina).

Hemijska svojstva vodonika

U normalnim uslovima, molekularni vodonik pokazuje relativno nisku reaktivnost, što se objašnjava visokom čvrstoćom veza u molekulu. Kada se zagrije, stupa u interakciju s gotovo svim jednostavnim tvarima formiranim od elemenata glavnih podgrupa (osim plemenitih plinova, B, Si, P, Al). U kemijskim reakcijama može djelovati i kao redukcijsko sredstvo (češće) i kao oksidacijsko sredstvo (rjeđe).

Vodonik eksponati svojstva redukcionog sredstva(H 2 0 -2e → 2H +) u sljedećim reakcijama:

1. Reakcije interakcije sa jednostavnim supstancama - nemetalima. Vodonik reaguje sa halogenima, štaviše, reakcija interakcije sa fluorom u normalnim uslovima, u mraku, sa eksplozijom, sa hlorom - pod osvetljenjem (ili UV zračenjem) prema lančanom mehanizmu, sa bromom i jodom samo kada se zagreju; kiseonik(mješavina kisika i vodonika u volumnom omjeru 2:1 naziva se "eksplozivni plin"), siva, nitrogen I ugljenik:

H 2 + Hal 2 = 2HHal;

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + Q (t);

H 2 + S = H 2 S (t = 150 – 300C);

3H 2 + N 2 ↔ 2NH 3 (t = 500C, p, kat = Fe, Pt);

2H 2 + C ↔ CH 4 (t, p, kat).

2. Reakcije interakcije sa složenim supstancama. Vodonik reaguje sa oksidima niskoaktivnih metala, a sposoban je da reducira samo metale koji se nalaze u nizu aktivnosti desno od cinka:

CuO + H 2 = Cu + H 2 O (t);

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O (t);

WO 3 + 3H 2 = W + 3H 2 O (t).

Vodonik reaguje sa nemetalnim oksidima:

H 2 + CO 2 ↔ CO + H 2 O (t);

2H 2 + CO ↔ CH 3 OH (t = 300C, p = 250 – 300 atm., kat = ZnO, Cr 2 O 3).

Vodik ulazi u reakcije hidrogenacije sa organskim jedinjenjima klase cikloalkana, alkena, arena, aldehida i ketona itd. Sve ove reakcije se odvijaju zagrijavanjem, pod pritiskom, uz korištenje platine ili nikla kao katalizatora:

CH 2 = CH 2 + H 2 ↔ CH 3 -CH 3 ;

C 6 H 6 + 3H 2 ↔ C 6 H 12 ;

C 3 H 6 + H 2 ↔ C 3 H 8 ;

CH 3 CHO + H 2 ↔ CH 3 -CH 2 -OH;

CH 3 -CO-CH 3 + H 2 ↔ CH 3 -CH(OH)-CH 3 .

Vodonik kao oksidaciono sredstvo(H 2 +2e → 2H -) se pojavljuje u reakcijama sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima. U tom slučaju nastaju hidridi - kristalna jonska jedinjenja u kojima vodonik pokazuje oksidaciono stanje -1.

2Na +H 2 ↔ 2NaH (t, p).

Ca + H 2 ↔ CaH 2 (t, p).

Fizička svojstva vodonika

Vodonik je lagan, bezbojan gas bez mirisa, gustine u ambijentalnim uslovima. – 0,09 g/l, 14,5 puta lakši od vazduha, t ključanja = -252,8C, t pl = - 259,2C. Vodonik je slabo rastvorljiv u vodi i organskim rastvaračima, veoma je rastvorljiv u nekim metalima: niklu, paladijumu, platini.

Prema modernoj kosmohemiji, vodonik je najčešći element u svemiru. Glavni oblik postojanja vodonika u svemiru su pojedinačni atomi. Vodonik je 9. najzastupljeniji element na Zemlji među svim elementima. Glavna količina vodonika na Zemlji je u vezanom stanju - u sastavu vode, nafte, prirodnog gasa, uglja itd. Vodik se rijetko nalazi u obliku jednostavne tvari - u sastavu vulkanskih plinova.

Proizvodnja vodonika

Postoje laboratorijske i industrijske metode za proizvodnju vodonika. Laboratorijske metode uključuju interakciju metala sa kiselinama (1), kao i interakciju aluminijuma sa vodenim rastvorima alkalija (2). Među industrijskim metodama za proizvodnju vodika, važnu ulogu imaju elektroliza vodenih rastvora alkalija i soli (3) i konverzija metana (4):

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (1);

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na +3 H 2 (2);

2NaCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH (3);

CH 4 + H 2 O ↔ CO + H 2 (4).

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Vježbajte	Kada 23,8 g metalnog kalaja reaguje sa viškom hlorovodonične kiseline, oslobađa se vodonik u količini dovoljnoj da se dobije 12,8 g metalnog bakra Odredite oksidaciono stanje kalaja u nastalom jedinjenju.
Rješenje	Na osnovu elektronske strukture atoma kalaja (...5s 2 5p 2), možemo zaključiti da kalaj karakterišu dva oksidaciona stanja - +2, +4. Na osnovu toga kreiramo jednadžbe za moguće reakcije: Sn + 2HCl = H 2 + SnCl 2 (1); Sn + 4HCl = 2H 2 + SnCl 4 (2); CuO + H 2 = Cu + H 2 O (3). Nađimo količinu bakrene supstance: v(Cu) = m(Cu)/M(Cu) = 12,8/64 = 0,2 mol. Prema jednačini 3, količina vodikove supstance: v(H 2) = v(Cu) = 0,2 mol. Znajući masu kalaja, nalazimo njegovu količinu supstance: v(Sn) = m(Sn)/M(Sn) = 23,8/119 = 0,2 mol. Uporedimo količine kalaja i vodonika prema jednadžbi 1 i 2 i prema uslovima zadatka: v 1 (Sn): v 1 (H 2) = 1:1 (jednačina 1); v 2 (Sn): v 2 (H 2) = 1:2 (jednačina 2); v(Sn): v(H 2) = 0,2:0,2 = 1:1 (problemski uvjet). Prema tome, kositar reaguje sa hlorovodoničnom kiselinom prema jednačini 1 i oksidaciono stanje kositra je +2.
Odgovori	Oksidacijsko stanje kalaja je +2.

PRIMJER 2

Vježbajte	Gas oslobođen djelovanjem 2,0 g cinka na 18,7 ml 14,6% hlorovodonične kiseline (gustina rastvora 1,07 g/ml) propušten je zagrevanjem preko 4,0 g bakar (II) oksida. Kolika je masa dobivene čvrste smjese?
Rješenje	Kada cink reaguje sa hlorovodoničnom kiselinom, oslobađa se vodik: Zn + 2HCl = ZnSl 2 + H 2 (1), koji, kada se zagrije, reducira bakrov(II) oksid u bakar(2): CuO + H 2 = Cu + H 2 O. Nađimo količine tvari u prvoj reakciji: m (rastvor HCl) = 18,7. 1,07 = 20,0 g; m(HCl) = 20,0. 0,146 = 2,92 g; v(HCl) = 2,92/36,5 = 0,08 mol; v(Zn) = 2,0/65 = 0,031 mol. Cink je u nedostatku, pa je količina vodonika koja se oslobađa iznosi: v(H 2) = v(Zn) = 0,031 mol. U drugoj reakciji vodonika nedostaje jer: v(SuO) = 4,0/80 = 0,05 mol. Kao rezultat reakcije, 0,031 mol CuO će se pretvoriti u 0,031 mol Cu, a gubitak mase će biti: m(SuO) – m(Su) = 0,031×80 – 0,031×64 = 0,50 g. Masa čvrste mješavine CuO i Cu nakon prolaska vodonika bit će: 4,0-0,5 = 3,5 g.
Odgovori	Masa čvrste mešavine CuO i Cu je 3,5 g.

Vodonik je jednostavna supstanca H2 (dihonik, diprocijum, laki vodonik).

Brief karakteristika vodonika:

• Nemetalni.
• Bezbojan gas, teško se rastvara u tečnost.
• Slabo rastvorljiv u vodi.
• Bolje se rastvara u organskim rastvaračima.
• Hemisorpcija metala: gvožđe, nikl, platina, paladijum.
• Snažno redukciono sredstvo.
• Interagira (na visokim temperaturama) sa nemetalima, metalima, metalnim oksidima.
• Atomski vodonik H0, dobijen termičkom razgradnjom H2, ima najveću redukcionu sposobnost.
• Izotopi vodonika:
  • 1 H - protij
  • 2 H - deuterijum (D)
  • 3 H - tricij (T)
• Relativna molekulska težina = 2,016
• Relativna gustina čvrstog vodonika (t=-260°C) = 0,08667
• Relativna gustina tečnog vodonika (t=-253°C) = 0,07108
• Nadpritisak (br.) = 0,08988 g/l
• temperatura topljenja = -259,19°C
• tačka ključanja = -252,87°C
• Volumetrijski koeficijent rastvorljivosti vodonika:
  • (t=0°C) = 2,15;
  • (t=20°C) = 1,82;
  • (t=60°C) = 1,60;

1. Termička razgradnja vodonika(t=2000-3500°C):
H 2 ↔ 2H 0

2. Interakcija vodonika sa nemetali:

• H 2 +F 2 = 2HF (t=-250..+20°C)
• H 2 +Cl 2 = 2HCl (kada se spali ili izloži svjetlosti na sobnoj temperaturi):
  • Cl 2 = 2Cl 0
  • Cl 0 +H 2 = HCl+H 0
  • H 0 +Cl 2 = HCl+Cl 0
• H 2 +Br 2 = 2HBr (t=350-500°C, platinasti katalizator)
• H 2 +I 2 = 2HI (t=350-500°C, platinasti katalizator)
• H 2 +O 2 = 2H 2 O:
  • H 2 + O 2 = 2OH 0
  • OH 0 +H 2 = H 2 O+H 0
  • H 0 +O 2 = OH 0 +O 0
  • O 0 +H 2 = OH 0 +H 0
• H 2 +S = H 2 S (t=150..200°C)
• 3H 2 +N 2 = 2NH 3 (t=500°C, željezni katalizator)
• 2H 2 +C (koks) = CH 4 (t=600°C, platinasti katalizator)
• H 2 +2C (koks) = C 2 H 2 (t=1500..2000°C)
• H 2 +2C(koks)+N2 = 2HCN (t više od 1800°C)

3. Interakcija vodonika sa složene supstance:

• 4H 2 +(Fe II Fe 2 III)O 4 = 3Fe+4H 2 O (t više od 570°C)
• H 2 +Ag 2 SO 4 = 2Ag+H 2 SO 4 (t više od 200°C)
• 4H 2 +2Na 2 SO 4 = Na 2 S + 4H 2 O (t = 550-600°C, katalizator Fe 2 O 3)
• 3H 2 +2BCl 3 = 2B+6HCl (t = 800-1200°C)
• H 2 +2EuCl 3 = 2EuCl 2 +2HCl (t = 270°C)
• 4H 2 +CO 2 = CH 4 +2H 2 O (t = 200°C, CuO 2 katalizator)
• H 2 +CaC 2 = Ca+C 2 H 2 (t preko 2200°C)
• H 2 +BaH 2 = Ba(H 2) 2 (t do 0°C, rastvor)

4. Učešće vodonika u redoks reakcije:

• 2H 0 (Zn, dil. HCl) + KNO 3 = KNO 2 + H 2 O
• 8H 0 (Al, konc. KOH)+KNO 3 = NH 3 +KOH+2H 2 O
• 2H 0 (Zn, dil. HCl) + EuCl 3 = 2EuCl 2 + 2HCl
• 2H 0 (Al)+NaOH(konc.)+Ag 2 S = 2Ag↓+H 2 O+NaHS
• 2H 0 (Zn, dil. H 2 SO 4) + C 2 N 2 = 2HCN

Jedinjenja vodonika

D 2 - dideuterijum:

• Teški vodonik.
• Bezbojan gas, teško se rastvara u tečnost.
• Dideuterijum je sadržan u prirodnom vodoniku 0,012-0,016% (težinski).
• U plinskoj mješavini dideuterijuma i protijuma dolazi do izmjene izotopa na visokim temperaturama.
• Slabo rastvorljiv u običnoj i teškoj vodi.
• Sa običnom vodom izmjena izotopa je zanemarljiva.
• Hemijska svojstva su slična lakom vodiku, ali dideuterijum je manje reaktivan.
• Relativna molekulska težina = 4,028
• Relativna gustina tečnog dideuterijuma (t=-253°C) = 0,17
• temperatura topljenja = -254,5°C
• tačka ključanja = -249,49°C

T 2 - ditirij:

• Superteški vodonik.
• Bezbojni radioaktivni gas.
• Poluživot 12,34 godine.
• Ditricijum u prirodi nastaje kao rezultat bombardovanja 14 N jezgara neutronima iz kosmičkog zračenja; tragovi ditirijuma pronađeni su u prirodnim vodama.
• Ditricij se proizvodi u nuklearnom reaktoru bombardiranjem litija sporim neutronima.
• Relativna molekulska težina = 6,032
• temperatura topljenja = -252,52°C
• tačka ključanja = -248,12°C

HD - deuterijum vodonik:

• Bezbojni gas.
• Ne rastvara se u vodi.
• Hemijska svojstva slična H2.
• Relativna molekulska težina = 3,022
• Relativna gustina čvrstog deuterijum vodonika (t=-257°C) = 0,146
• Nadtlak (br.) = 0,135 g/l
• temperatura topljenja = -256,5°C
• tačka ključanja = -251,02°C

Vodikovi oksidi

H 2 O - voda:

• Bezbojna tečnost.
• Prema izotopskom sastavu kiseonika, voda se sastoji od H 2 16 O sa primesama H 2 18 O i H 2 17 O
• Prema izotopskom sastavu vodonika, voda se sastoji od 1 H 2 O sa primjesom HDO.
• Tečna voda prolazi kroz protolizu (H 3 O + i OH -):
  • H3O+ (oksonijum kation) je najjača kiselina u vodenom rastvoru;
  • OH - (hidroksid ion) je najjača baza u vodenom rastvoru;
  • Voda je najslabiji konjugirani protolit.
• Uz mnoge tvari, voda stvara kristalne hidrate.
• Voda je hemijski aktivna supstanca.
• Voda je univerzalni tečni rastvarač za neorganska jedinjenja.
• Relativna molekulska težina vode = 18,02
• Relativna gustina čvrste vode (led) (t=0°C) = 0,917
• Relativna gustina tečne vode:
  • (t=0°C) = 0,999841
  • (t=20°C) = 0,998203
  • (t=25°C) = 0,997044
  • (t=50°C) = 0,97180
  • (t=100°C) = 0,95835
• gustina (n.s.) = 0,8652 g/l
• tačka topljenja = 0°C
• tačka ključanja = 100°C
• Jonski proizvod vode (25°C) = 1,008·10 -14

1. Termička razgradnja vode:
2H 2 O ↔ 2H 2 +O 2 (iznad 1000°C)

D 2 O - deuterijum oksid:

• Teška voda.
• Bezbojna higroskopna tečnost.
• Viskoznost je veća od viskoznosti vode.
• Miješa se sa običnom vodom u neograničenim količinama.
• Izotopska izmjena proizvodi polutešku vodu HDO.
• Snaga rastvarača je niža od one obične vode.
• Hemijska svojstva deuterijum oksida su slična hemijskim svojstvima vode, ali sve reakcije se odvijaju sporije.
• Teška voda je prisutna u prirodnoj vodi (maseni odnos prema običnoj vodi 1:5500).
• Deuterijum oksid se dobija ponovljenom elektrolizom prirodne vode, u kojoj se teška voda akumulira u ostatku elektrolita.
• Relativna molekulska težina teške vode = 20,03
• Relativna gustina tečne teške vode (t=11,6°C) = 1,1071
• Relativna gustina tečne teške vode (t=25°C) = 1,1042
• temperatura topljenja = 3,813°C
• tačka ključanja = 101,43°C

T 2 O - tricijum oksid:

• Super teška voda.
• Bezbojna tečnost.
• Viskoznost je veća, a moć rastvaranja niža od one obične i teške vode.
• Miješa se sa običnom i teškom vodom u neograničenim količinama.
• Izotopska izmjena sa običnom i teškom vodom dovodi do stvaranja HTO, DTO.
• Hemijska svojstva superteške vode su slična hemijskim svojstvima vode, ali sve reakcije se odvijaju čak i sporije nego u teškoj vodi.
• Tragovi tricijum oksida nalaze se u prirodnoj vodi i atmosferi.
• Superteška voda se dobija propuštanjem tricijuma preko vrućeg bakrenog oksida CuO.
• Relativna molekulska težina superteške vode = 22,03
• tačka topljenja = 4,5°C

Vodonik je u drugoj polovini 18. veka otkrio engleski naučnik iz oblasti fizike i hemije G. Cavendish. Uspio je izolovati supstancu u čistom stanju, počeo je proučavati i opisao njena svojstva.

Ovo je priča o otkriću vodonika. Tokom eksperimenata, istraživač je utvrdio da se radi o zapaljivom gasu čijim sagorevanjem u vazduhu nastaje voda. To je dovelo do određivanja kvalitativnog sastava vode.

Šta je vodonik

Francuski hemičar A. Lavoisier prvi je objavio vodonik kao jednostavnu supstancu 1784. godine, pošto je utvrdio da njegov molekul sadrži atome istog tipa.

Naziv hemijskog elementa na latinskom zvuči kao hidrogenijum (čitaj „hidrogenijum“), što znači „daje vodu“. Naziv se odnosi na reakciju sagorijevanja koja proizvodi vodu.

Karakteristike vodonika

Oznakom vodonika N. Mendeljejev je ovom hemijskom elementu dodelio prvi atomski broj, svrstavajući ga u glavnu podgrupu prve grupe i prvog perioda i uslovno u glavnu podgrupu sedme grupe.

Atomska težina (atomska masa) vodonika je 1,00797. Molekularna težina H2 je 2 a. e. Molarna masa joj je brojčano jednaka.

Predstavljen je sa tri izotopa koji imaju poseban naziv: najčešći protij (H), teški deuterijum (D), radioaktivni tricijum (T).

To je prvi element koji se na jednostavan način može potpuno razdvojiti na izotope. Zasnovan je na velikoj razlici u masi izotopa. Proces je prvi put sproveden 1933. To se objašnjava činjenicom da je tek 1932. otkriven izotop mase 2.

Fizička svojstva

U normalnim uslovima, prosta supstanca vodonik u obliku dvoatomskih molekula je gas, bezbojan, bez ukusa i mirisa. Slabo rastvorljiv u vodi i drugim rastvaračima.

Temperatura kristalizacije - 259,2 o C, tačka ključanja - 252,8 o C. Prečnik molekula vodonika je toliko mali da imaju sposobnost da polako difunduju kroz brojne materijale (gumu, staklo, metale). Ovo svojstvo se koristi kada je potrebno očistiti vodonik od plinovitih nečistoća. Kada je n. u. vodonik ima gustinu od 0,09 kg/m3.

Da li je moguće pretvoriti vodonik u metal po analogiji sa elementima koji se nalaze u prvoj grupi? Naučnici su otkrili da vodonik, u uslovima kada se pritisak približi 2 miliona atmosfera, počinje da apsorbuje infracrvene zrake, što ukazuje na polarizaciju molekula supstance. Možda će, pri još većim pritiscima, vodonik postati metal.

ovo je zanimljivo: postoji pretpostavka da se na džinovskim planetama, Jupiteru i Saturnu, vodik nalazi u obliku metala. Pretpostavlja se da je metalni čvrsti vodonik takođe prisutan u Zemljinom jezgru, zbog ultravisokog pritiska koji stvara Zemljin omotač.

Hemijska svojstva

I jednostavne i složene tvari ulaze u kemijsku interakciju s vodonikom. Ali nisku aktivnost vodonika potrebno je povećati stvaranjem odgovarajućih uslova - povećanjem temperature, upotrebom katalizatora itd.

Kada se zagreju, jednostavne supstance kao što su kiseonik (O 2), hlor (Cl 2), azot (N 2), sumpor (S) reaguju sa vodonikom.

Ako zapalite čisti vodonik na kraju cijevi za izlaz plina u zraku, on će gorjeti ravnomjerno, ali jedva primjetno. Ako cijev za izlaz plina postavite u atmosferu čistog kisika, tada će se izgaranje nastaviti sa stvaranjem kapljica vode na zidovima posude, kao rezultat reakcije:

Sagorijevanje vode je praćeno oslobađanjem velike količine topline. To je egzotermna reakcija spoja u kojoj se vodik oksidira kisikom kako bi se formirao oksid H 2 O. To je također redoks reakcija u kojoj se vodik oksidira, a kisik reducira.

Reakcija sa Cl 2 se odvija na sličan način da nastane hlorovodonik.

Interakcija azota sa vodonikom zahteva visoku temperaturu i visok pritisak, kao i prisustvo katalizatora. Rezultat je amonijak.

Kao rezultat reakcije sa sumporom nastaje sumporovodik, čije prepoznavanje olakšava karakterističan miris pokvarenih jaja.

Oksidacijsko stanje vodika u ovim reakcijama je +1, au dolje opisanim hidridima - 1.

Pri reakciji s nekim metalima nastaju hidridi, na primjer, natrijev hidrid - NaH. Neka od ovih složenih jedinjenja koriste se kao gorivo za rakete, kao i u termonuklearnoj energiji.

Vodonik reaguje i sa supstancama iz kategorije kompleksa. Na primjer, sa bakar (II) oksidom, formula CuO. Za izvođenje reakcije, bakreni vodonik se propušta preko zagrijanog praškastog bakrenog (II) oksida. Tokom interakcije, reagens mijenja boju i postaje crveno-braon, a kapljice vode se talože na hladnim zidovima epruvete.

Vodik se oksidira tokom reakcije, formirajući vodu, a bakar se redukuje iz oksida u jednostavnu supstancu (Cu).

Područja upotrebe

Vodik je od velike važnosti za ljude i koristi se u raznim poljima:

1. U hemijskoj proizvodnji to je sirovina, u drugim industrijama gorivo. Preduzeća za petrohemiju i preradu nafte ne mogu bez vodonika.
2. U elektroenergetskoj industriji ova jednostavna tvar djeluje kao rashladno sredstvo.
3. U crnoj i obojenoj metalurgiji vodik igra ulogu redukcijskog sredstva.
4. Ovo pomaže u stvaranju inertnog okruženja prilikom pakiranja proizvoda.
5. Farmaceutska industrija - koristi vodonik kao reagens u proizvodnji vodikovog peroksida.
6. Vremenski baloni su punjeni ovim lakim gasom.
7. Ovaj element je poznat i kao reduktor goriva za raketne motore.

Naučnici jednoglasno predviđaju da će vodonično gorivo preuzeti vodeću ulogu u energetskom sektoru.

Prijem u industriji

U industriji se vodonik proizvodi elektrolizom, koja se podvrgava hloridima ili hidroksidima alkalnih metala otopljenih u vodi. Takođe je moguće dobiti vodonik direktno iz vode pomoću ove metode.

U ove svrhe koristi se pretvaranje koksa ili metana vodenom parom. Razlaganje metana na povišenim temperaturama također proizvodi vodonik. Ukapljivanje koksnog gasa frakcionom metodom koristi se i za industrijsku proizvodnju vodonika.

Dobijeno u laboratoriji

U laboratoriji se za proizvodnju vodika koristi Kipp aparat.

Reagensi su hlorovodonična ili sumporna kiselina i cink. Reakcija proizvodi vodonik.

Pronalaženje vodonika u prirodi

Vodonik je češći od bilo kojeg drugog elementa u svemiru. Većina zvijezda, uključujući Sunce i druga kosmička tijela, je vodonik.

U zemljinoj kori iznosi samo 0,15%. Prisutan je u mnogim mineralima, u svim organskim materijama, kao iu vodi koja pokriva 3/4 površine naše planete.

Tragovi čistog vodonika mogu se naći u gornjim slojevima atmosfere. Takođe se nalazi u brojnim zapaljivim prirodnim gasovima.

Gasoviti vodonik je najmanje gustoće, a tekući vodonik je najgušća supstanca na našoj planeti. Uz pomoć vodonika možete promijeniti ton glasa ako ga udišete i govorite dok izdišete.

Najmoćnija hidrogenska bomba zasnovana je na cijepanju najlakšeg atoma.

Tečnost

Vodonik(lat. Hidrogenijum; označeno simbolom H) je prvi element periodnog sistema elemenata. Široko rasprostranjen u prirodi. Kation (i jezgro) najčešćeg izotopa vodonika, 1 H, je proton. Svojstva 1 H jezgra omogućavaju široku upotrebu NMR spektroskopije u analizi organskih supstanci.

Tri izotopa vodonika imaju svoja imena: 1 H - protij (H), 2 H - deuterijum (D) i 3 H - tricijum (radioaktivan) (T).

Jednostavna tvar vodonik - H 2 - je lagani bezbojni plin. Kada se pomeša sa vazduhom ili kiseonikom, zapaljiv je i eksplozivan. Netoksičan. Rastvorljiv u etanolu i brojnim metalima: gvožđe, nikl, paladijum, platina.

Priča

Oslobađanje zapaljivog gasa tokom interakcije kiselina i metala primećeno je u 16. i 17. veku u zoru formiranja hemije kao nauke. Mihail Vasiljevič Lomonosov je takođe direktno ukazao na njenu izolovanost, ali je već definitivno bio svestan da nije reč o flogistonu. Engleski fizičar i hemičar Henry Cavendish ispitao je ovaj plin 1766. godine i nazvao ga "zapaljivim zrakom". Kada je izgorio, "zapaljivi zrak" proizvodio je vodu, ali Cavendishova privrženost teoriji flogistona spriječila ga je da izvuče ispravne zaključke. Francuski hemičar Antoine Lavoisier, zajedno sa inženjerom J. Meunierom, pomoću specijalnih gasometara je 1783. godine izvršio sintezu vode, a potom i njenu analizu, razlažući vodenu paru vrelim gvožđem. Tako je ustanovio da je "zapaljivi vazduh" deo vode i da se iz nje može dobiti.

porijeklo imena

Lavoisier je vodiku dao ime hydrogène - "rađanje vode". Ruski naziv "vodonik" predložio je hemičar M. F. Solovjev 1824. - po analogiji sa Slomonosovljevim "kiseonikom".

Prevalencija

Vodonik je najzastupljeniji element u Univerzumu. On čini oko 92% svih atoma (8% su atomi helija, udio svih ostalih elemenata zajedno je manji od 0,1%). Dakle, vodonik je glavna komponenta zvijezda i međuzvjezdanog plina. U uslovima zvjezdanih temperatura (na primjer, površinska temperatura Sunca je ~ 6000 °C), vodik postoji u obliku plazme; u međuzvjezdanom prostoru ovaj element postoji u obliku pojedinačnih molekula, atoma i jona i može formirati molekularni oblaci koji se značajno razlikuju po veličini, gustoći i temperaturi.

Zemljina kora i živi organizmi

Maseni udio vodonika u zemljinoj kori je 1% - to je deseti element po zastupljenosti. Međutim, njegova uloga u prirodi nije određena masom, već brojem atoma, čiji je udio među ostalim elementima 17% (drugo mjesto nakon kisika, čiji je udio atoma ~ 52%). Stoga je važnost vodonika u hemijskim procesima koji se odvijaju na Zemlji gotovo jednako velika kao i kisika. Za razliku od kiseonika, koji postoji na Zemlji iu vezanom iu slobodnom stanju, skoro sav vodonik na Zemlji je u obliku jedinjenja; U atmosferi se nalazi samo vrlo mala količina vodika u obliku jednostavne tvari (0,00005% volumena).

Vodik je dio gotovo svih organskih tvari i prisutan je u svim živim stanicama. U živim ćelijama, vodonik čini skoro 50% broja atoma.

Potvrda

Industrijske metode za proizvodnju jednostavnih tvari zavise od oblika u kojem se odgovarajući element nalazi u prirodi, odnosno šta može biti sirovina za njegovu proizvodnju. Tako se kiseonik, koji je dostupan u slobodnom stanju, dobija fizički – odvajanjem od tečnog vazduha. Vodik je skoro sav u obliku jedinjenja, pa se za njegovo dobijanje koriste hemijske metode. Posebno se mogu koristiti reakcije razlaganja. Jedan od načina za proizvodnju vodika je razlaganje vode električnom strujom.

Glavna industrijska metoda za proizvodnju vodika je reakcija metana, koji je dio prirodnog plina, s vodom. Izvodi se na visokoj temperaturi (lako je provjeriti da pri prolasku metana čak i kroz kipuću vodu ne dolazi do reakcije):

CH 4 + 2H 2 O = CO 2 + 4H 2 −165 kJ

U laboratoriju za dobivanje jednostavnih tvari ne koriste nužno prirodne sirovine, već biraju one polazne materijale od kojih je lakše izolirati potrebnu tvar. Na primjer, u laboratoriji se kisik ne dobiva iz zraka. Isto se odnosi i na proizvodnju vodonika. Jedna od laboratorijskih metoda za proizvodnju vodika, koja se ponekad koristi u industriji, je razlaganje vode električnom strujom.

Tipično, vodonik se proizvodi u laboratoriji reakcijom cinka sa hlorovodoničnom kiselinom.

U industriji

1.Elektroliza vodenih rastvora soli:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + 2NaOH + Cl 2

2. Propuštanje vodene pare preko vrućeg koksa na temperaturi od oko 1000 °C:

H2O+C? H2+CO

3. Od prirodnog gasa.

Steam konverzija:

CH 4 + H 2 O ? CO + 3H 2 (1000 °C)

Katalitička oksidacija kiseonikom:

2CH 4 + O 2 ? 2CO + 4H2

4. Krekiranje i reformisanje ugljovodonika tokom prerade nafte.

U laboratoriji

1.Utjecaj razrijeđenih kiselina na metale. Za izvođenje ove reakcije najčešće se koriste cink i razrijeđena hlorovodonična kiselina:

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2.Interakcija kalcijuma sa vodom:

Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

3.Hidroliza hidrida:

NaH + H 2 O → NaOH + H 2

4.Utjecaj alkalija na cink ili aluminij:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2

5.Koristeći elektrolizu. Tokom elektrolize vodenih rastvora alkalija ili kiselina, na katodi se oslobađa vodik, na primer:

2H 3 O + + 2e − → H 2 + 2H 2 O

Fizička svojstva

Vodonik može postojati u dva oblika (modifikacije) - u obliku orto- i para-vodonika. U molekulu ortovodika o-H 2 (mp −259,10 °C, bp −252,56 °C) nuklearni spinovi su usmjereni identično (paralelno), a za paravodonik str-H 2 (tačka topljenja −259,32 °C, tačka ključanja −252,89 °C) - jedno naspram drugog (antiparalelno). Ravnotežna mješavina o-H 2 i str-H 2 na datoj temperaturi se naziva ravnotežni vodonik e-H2.

Modifikacije vodika se mogu razdvojiti adsorpcijom na aktivnom ugljenu na temperaturi tekućeg dušika. Na vrlo niskim temperaturama, ravnoteža između ortohidrogena i paravodonika je gotovo potpuno pomjerena prema ovom drugom. Na 80 K odnos oblika je otprilike 1:1. Kada se zagrije, desorbirani paravodonik se pretvara u ortovodonik dok se ne formira smjesa koja je ravnotežna na sobnoj temperaturi (orto-para: 75:25). Bez katalizatora, transformacija se odvija sporo (u uslovima međuzvjezdanog medija - s karakterističnim vremenima do kosmoloških), što omogućava proučavanje svojstava pojedinačnih modifikacija.

Vodonik je najlakši gas, 14,5 puta je lakši od vazduha. Očigledno, što je manja masa molekula, to je veća njihova brzina na istoj temperaturi. Kao najlakši molekuli, molekuli vodonika kreću se brže od molekula bilo kojeg drugog plina i stoga mogu brže prenijeti toplinu s jednog tijela na drugo. Iz toga slijedi da vodik ima najveću toplinsku provodljivost među plinovitim tvarima. Njegova toplotna provodljivost je približno sedam puta veća od toplotne provodljivosti vazduha.

Molekul vodonika je dvoatomski - H2. U normalnim uslovima, to je gas bez boje, mirisa i ukusa. Gustina 0,08987 g/l (n.s.), tačka ključanja -252,76 °C, specifična toplota sagorevanja 120,9×10 6 J/kg, slabo rastvorljiv u vodi - 18,8 ml/l. Vodonik je visoko rastvorljiv u mnogim metalima (Ni, Pt, Pd, itd.), posebno u paladijumu (850 zapremina na 1 zapreminu Pd). Rastvorljivost vodonika u metalima povezana je s njegovom sposobnošću da difundira kroz njih; Difuzija kroz leguru ugljika (na primjer, čelik) ponekad je praćena uništavanjem legure zbog interakcije vodika s ugljikom (tzv. dekarbonizacija). Praktično nerastvorljiv u srebru.

Tečni vodonik postoji u vrlo uskom temperaturnom rasponu od −252,76 do −259,2 °C. To je bezbojna tečnost, vrlo lagana (gustina na -253 °C 0,0708 g/cm3) i tečna (viskozitet na -253 °C 13,8 spuaz). Kritični parametri vodonika su veoma niski: temperatura -240,2 °C i pritisak 12,8 atm. Ovo objašnjava poteškoće u ukapljivanju vodonika. U tečnom stanju, ravnotežni vodonik se sastoji od 99,79% para-H2, 0,21% orto-H2.

Čvrsti vodonik, tačka topljenja −259,2 °C, gustina 0,0807 g/cm 3 (na −262 °C) - masa nalik snegu, heksagonalni kristali, prostorna grupa P6/mmc, parametri ćelije a=3,75 c=6.12. Pri visokom pritisku vodonik prelazi u metalno stanje.

Izotopi

Vodonik se javlja u obliku tri izotopa, koji imaju pojedinačna imena: 1 H - protij (H), 2 H - deuterijum (D), 3 H - tricijum (radioaktivan) (T).

Procijum i deuterijum su stabilni izotopi sa masenim brojevima 1 i 2. Njihov sadržaj u prirodi je 99,9885 ± 0,0070% i 0,0115 ± 0,0070%, respektivno. Ovaj omjer može neznatno varirati ovisno o izvoru i načinu proizvodnje vodika.

Izotop vodonika 3H (tricijum) je nestabilan. Njegovo poluvrijeme je 12,32 godine. Tricijum se prirodno nalazi u vrlo malim količinama.

U literaturi se nalaze i podaci o izotopima vodonika sa masenim brojem 4 - 7 i poluživotom od 10 -22 - 10 -23 s.

Prirodni vodonik sastoji se od molekula H2 i HD (deuterijum vodonik) u omjeru 3200:1. Sadržaj čistog deuterijum vodonika D 2 je još manji. Odnos koncentracija HD i D 2 je približno 6400:1.

Od svih izotopa kemijskih elemenata, fizička i kemijska svojstva izotopa vodika se međusobno najviše razlikuju. To je zbog najveće relativne promjene atomskih masa.

	Temperatura topljenje, K	Temperatura ključanje, K	Triple tačka, K/kPa	Kritično tačka, K/kPa	Gustina tečnost/gas, kg/m³

Deuterijum i tricijum takođe imaju orto- i para-modifikacije: str-D 2 , o-D 2 , str-T 2, o-T 2 . Heteroizotopni vodonik (HD, HT, DT) nema orto- i para-modifikacije.

Hemijska svojstva

Frakcija disociranih molekula vodika

Molekule vodika H2 su dosta jake, a da bi vodonik reagovao, mora se potrošiti mnogo energije:

H 2 = 2H − 432 kJ

Stoga, na uobičajenim temperaturama, vodik reagira samo s vrlo aktivnim metalima, kao što je kalcij, formirajući kalcijum hidrid:

Ca + H 2 = CaH 2

i sa jedinim nemetalom - fluorom, formirajući fluorovodonik:

Vodik reaguje sa većinom metala i nemetala na povišenim temperaturama ili pod drugim uticajima, na primer, osvetljenjem:

O 2 + 2H 2 = 2H 2 O

Može "oduzeti" kisik nekim oksidima, na primjer:

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

Napisana jednačina odražava redukciona svojstva vodonika.

N 2 + 3H 2 → 2NH 3

Sa halogenima stvara vodonik halogenide:

F 2 + H 2 → 2HF, reakcija se odvija eksplozivno u mraku i na bilo kojoj temperaturi,

Cl 2 + H 2 → 2HCl, reakcija se odvija eksplozivno, samo na svjetlu.

Interagira sa čađom pod visokim temperaturama:

C + 2H 2 → CH 4

Interakcija sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima

Kada je u interakciji s aktivnim metalima, vodik formira hidride:

2Na + H 2 → 2NaH

Ca + H 2 → CaH 2

Mg + H 2 → MgH 2

Hidridi- čvrste supstance slične solima, koje se lako hidroliziraju:

CaH 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + 2H 2

Interakcija s metalnim oksidima (obično d-elementima)

Oksidi se redukuju u metale:

CuO + H 2 → Cu + H 2 O

Fe 2 O 3 + 3H 2 → 2Fe + 3H 2 O

WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O

Hidrogenacija organskih jedinjenja

Molekularni vodonik se široko koristi u organskoj sintezi za redukciju organskih spojeva. Ovi procesi se nazivaju reakcije hidrogenacije. Ove reakcije se izvode u prisustvu katalizatora na povišenom pritisku i temperaturi. Katalizator može biti ili homogen (npr. Wilkinsonov katalizator) ili heterogen (npr. Raney nikl, paladijum na ugljeniku).

Tako, posebno, tokom katalitičke hidrogenacije nezasićenih jedinjenja kao što su alkeni i alkini, nastaju zasićena jedinjenja - alkani.

Geohemija vodonika

Slobodni vodonik H2 je relativno rijedak u kopnenim plinovima, ali u obliku vode ima izuzetno važnu ulogu u geohemijskim procesima.

Vodik može biti prisutan u mineralima u obliku amonijum jona, hidroksil jona i kristalne vode.

U atmosferi se vodik kontinuirano proizvodi kao rezultat razgradnje vode sunčevim zračenjem. Imajući malu masu, molekule vodika imaju veliku brzinu difuzijskog kretanja (blizu drugoj kosmičkoj brzini) i, kada uđu u gornje slojeve atmosfere, mogu letjeti u svemir.

Karakteristike liječenja

Vodonik, kada se pomiješa sa zrakom, stvara eksplozivnu smjesu - takozvani detonirajući plin. Ovaj plin je najeksplozivniji kada je volumni omjer vodonika i kisika 2:1, odnosno vodonika i zraka približno 2:5, jer zrak sadrži približno 21% kisika. Vodonik je takođe opasan od požara. Tečni vodonik može izazvati ozbiljne promrzline ako dođe u dodir s kožom.

Eksplozivne koncentracije vodonika i kiseonika javljaju se od 4% do 96% zapremine. Kada se pomeša sa vazduhom od 4% do 75(74)% zapremine.

Ekonomija

Cijena vodonika za velike veleprodajne zalihe kreće se od 2-5 USD po kg.

Aplikacija

Atomski vodik se koristi za zavarivanje atomskim vodonikom.

Hemijska industrija

• U proizvodnji amonijaka, metanola, sapuna i plastike
• U proizvodnji margarina od tečnih biljnih ulja
• Registrovan kao dodatak prehrani E949(gas za pakovanje)

Prehrambena industrija

Vazduhoplovna industrija

Vodonik je veoma lagan i uvek se diže u vazduhu. Nekada su vazdušni brodovi i baloni bili punjeni vodonikom. Ali 30-ih godina. XX vijek Bilo je nekoliko katastrofa tokom kojih su dirižabli eksplodirali i gorjeli. Danas su vazdušni brodovi punjeni helijumom, uprkos znatno većoj ceni.

Gorivo

Vodonik se koristi kao raketno gorivo.

U toku su istraživanja o upotrebi vodonika kao goriva za automobile i kamione. Motori na vodik ne zagađuju okolinu i emituju samo vodenu paru.

Vodik-kiseoničke gorivne ćelije koriste vodonik da direktno pretvaraju energiju hemijske reakcije u električnu energiju.

"tečni vodonik"(“LH”) je tečno stanje vodonika, niske specifične gustine od 0,07 g/cm³ i kriogenih svojstava sa tačkom smrzavanja od 14,01 K (-259,14 °C) i tačkom ključanja od 20,28 K (-252,87 °C ). To je bezbojna tečnost bez mirisa, koja se u mešanju sa vazduhom klasifikuje kao eksplozivna sa opsegom zapaljivosti od 4-75%. Odnos spina izomera u tečnom vodoniku je: 99,79% - paravodonik; 0,21% - ortovodonik. Koeficijent ekspanzije vodonika pri promjeni njegovog agregatnog stanja u plinovito je 848:1 na 20°C.

Kao i kod svakog drugog plina, ukapljivanje vodika dovodi do smanjenja njegovog volumena. Nakon ukapljivanja, tečna tečnost se skladišti u termoizolovanim posudama pod pritiskom. Tečni vodonik Tečni vodonik, LH2, LH 2) se aktivno koristi u industriji, kao oblik skladištenja gasa, iu svemirskoj industriji, kao raketno gorivo.

Priča

Prvu dokumentovanu upotrebu veštačkog hlađenja izveo je engleski naučnik William Cullen 1756. godine, Gaspard Monge je bio prvi koji je dobio tečno stanje sumpor-oksida 1784., Michael Faraday je prvi dobio tečni amonijak, američki izumitelj Oliver Evans bio je prvi koji je razvio kompresor za hlađenje 1805., Jacob Perkins je bio prvi koji je patentirao rashladnu mašinu 1834., a John Gorey je bio prvi koji je patentirao klima uređaj u Sjedinjenim Državama 1851. godine. Werner Siemens je predložio koncept regenerativnog hlađenja 1857. godine, Karl Linde je patentirao opremu za proizvodnju tekućeg zraka pomoću kaskade "Joule-Thomsonov efekat ekspanzije" i regenerativnog hlađenja 1876. godine. Godine 1885, poljski fizičar i hemičar Zygmunt Wroblewski objavio je kritičnu temperaturu vodonika od 33 K, kritični pritisak od 13,3 atm. i tačka ključanja na 23 K. Vodonik je prvi ukapnio James Dewar 1898. koristeći regenerativno hlađenje i njegov izum, Dewar bocu. Prvu sintezu stabilnog izomera tekućeg vodonika, paravodonika, izveli su Paul Harteck i Carl Bonhoeffer 1929. godine.

Spin izomeri vodonika

Vodonik na sobnoj temperaturi se prvenstveno sastoji od spin izomera, ortovodika. Nakon proizvodnje, tečni vodonik je u metastabilnom stanju i mora se pretvoriti u paravodonik kako bi se izbjegla eksplozivna egzotermna reakcija koja se javlja kada se mijenja na niskim temperaturama. Konverzija u parahidrogensku fazu se obično postiže korištenjem katalizatora kao što su željezni oksid, krom oksid, aktivni ugljen, azbest presvučen platinom, rijetki zemni metali ili korištenjem aditiva uranijuma ili nikla.

Upotreba

Tečni vodonik se može koristiti kao oblik skladištenja goriva za motore sa unutrašnjim sagorevanjem i gorive ćelije. Različite podmornice (projekti "212A" i "214", Njemačka) i koncepti transporta vodika su kreirani koristeći ovaj agregatni oblik vodonika (vidi na primjer "DeepC" ili "BMW H2R"). Zbog blizine dizajna, kreatori LHV opreme mogu koristiti ili samo modifikovati sisteme koji koriste tečni prirodni gas (LNG). Međutim, zbog manje zapreminske gustine energije, za sagorevanje je potrebna veća zapremina vodonika od prirodnog gasa. Ako se tečni vodonik koristi umjesto "CNG" u klipnim motorima, obično je potreban glomazniji sistem goriva. Sa direktnim ubrizgavanjem, povećani gubici u usisnom traktu smanjuju punjenje cilindara.

Tečni vodonik se također koristi za hlađenje neutrona u eksperimentima raspršivanja neutrona. Mase neutrona i jezgra vodonika su gotovo jednake, pa je razmjena energije prilikom elastičnog sudara najefikasnija.

Prednosti

Prednost korištenja vodonika je „nulta emisija“ njegove upotrebe. Proizvod njegove interakcije sa vazduhom je voda.

Prepreke

Jedna litra "ZhV" teži samo 0,07 kg. Odnosno, njegova specifična težina je 70,99 g/l na 20 K. Tečni vodonik zahteva kriogenu tehnologiju skladištenja, kao što su specijalni termoizolovani kontejneri i zahteva posebno rukovanje, što je tipično za sve kriogene materijale. U tom pogledu je blizak tekućem kiseoniku, ali zahteva veći oprez zbog opasnosti od požara. Čak i sa izolovanim posudama, teško ga je držati na niskim temperaturama potrebnim da bi se održalo tečnim (obično isparava brzinom od 1% dnevno). Prilikom rukovanja, također morate slijediti uobičajene sigurnosne mjere pri radu s vodonikom - dovoljno je hladan da ukapljuje zrak, koji je eksplozivan.

Raketno gorivo

Tečni vodonik je uobičajena komponenta raketnih goriva, koja se koristi za pogon lansirnih vozila i svemirskih letjelica. U većini raketnih motora s tekućim vodikom, prvo se koristi za regenerativno hlađenje mlaznice i drugih dijelova motora prije nego što se pomiješa s oksidantom i spali za stvaranje potiska. Savremeni motori koji koriste H 2 /O 2 komponente troše mešavinu goriva prekomerno obogaćenu vodonikom, što dovodi do određene količine neizgorenog vodonika u izduvnim gasovima. Pored povećanja specifičnog impulsa motora smanjenjem molekularne težine, ovo takođe smanjuje eroziju mlaznice i komore za sagorevanje.

Takve prepreke za upotrebu LH u drugim oblastima, kao što su kriogena priroda i niska gustina, takođe su ograničavajući faktor za upotrebu u ovom slučaju. Od 2009. godine postoji samo jedna lansirna raketa (Delta-4), koja je u potpunosti vodonična raketa. U osnovi, "ZhV" se koristi ili na gornjim stepenicama raketa ili na blokovima, koji obavljaju značajan dio posla lansiranja korisnog tereta u svemir u vakuumu. Kao jedna od mjera za povećanje gustine ove vrste goriva, postoje prijedlozi za korištenje vodonika nalik mulju, odnosno poluzamrznutog oblika „tečnog vodonika“.