氫氣

簡(jiǎn)介氫氣是什么氫氣的發(fā)現(xiàn)史可燃性氫氣具有還原性和氧化性應(yīng)用使用限量 專題

中文名稱	氫氣
中文同義詞	氫氣;氫;液氫;純氫(99.99%);高純氫;氫(壓縮的);氫氣;氫 (99.99%)
英文名稱	Hydrogen
英文同義詞	Dihydrogen;H2;hydrogen,compressed;hydrogen,highpurity;Liquid hydrogen;Compressed hydrogen;Hydrogen,pure (99.99%);Hydrogen molecule
CAS號(hào)	1333-74-0
分子式	H2
分子量	2.02
EINECS號(hào)	215-605-7
相關(guān)類別	有機(jī)化工;充氣劑和各種氣體;食品添加劑;氣體;無機(jī)化工產(chǎn)品;化妝品原料;標(biāo)準(zhǔn)氣體;原料;DWS高純氣體;氫氣;Hydrogen;Chemical Synthesis;refrigerants;Inorganics;Chemical  Synthesis;Compressed  and  Liquefied  GasesMicro/Nanoelectronics;Electronic  Chemicals;Gases;Synthetic  Reagents;HU  -  HZGas  Standards;Alphabetic;H;Pure  Gases;SCOTTY  Gases;Compressed  and  Liquefied  Gases;Electronic Chemicals;Materials Science;Micro/NanoElectronics;Specialty Gases;Synthetic Reagents
Mol文件	1333-74-0.mol
結(jié)構(gòu)式

氫氣 性質(zhì)

氫氣 用途與合成方法

簡(jiǎn)介

氫是一種化學(xué)元素，在元素周期表中位于第一位。氫通常的單質(zhì)形態(tài)是氫氣。它是無色無味無臭，極易燃燒的由雙原子分子組成的氣體，氫氣是最輕的氣體。 氫是原子序數(shù)為1的化學(xué)元素，化學(xué)符號(hào)為H，在元素周期表中位于第一位。

氫氣是什么

氫氣(H2)，自然界中最小的分子，最輕的氣體，在我們的生活中具有非常重要的作用，對(duì)人體的多種疾病具有顯著的預(yù)防和治療效果，是一種重要的工業(yè)原料，是最具發(fā)展前景的清潔能源。

氫氣(hydrogen)，化學(xué)式為H2，是一種雙原子氣體分子，由兩個(gè)氫原子通過共用一對(duì)電子構(gòu)成。氫氣是自然界中最小的分子，最輕的氣體，密度只有空氣的十四分之一。氫氣在我們的生活中占據(jù)非常重要的地位，由于氫氣可以選擇性地清除羥基自由基(?OH)和過氧亞硝基陰離子(ONOO?)，同時(shí)又不影響其他具有生理功能的活性氧物質(zhì)，可以將氫氣應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，氫氣已被證實(shí)對(duì)眾多的疾病具有顯著的預(yù)防和治療效果。氫氣是一種重要的工業(yè)原料，可以用于合成氨、甲醇、醛等一些重要的化合物；也可以用作還原劑，還原烯烴、醛、酮等不飽和鍵，特別是在手性催化劑的存在下進(jìn)行的不對(duì)稱氫化，廣泛應(yīng)用于天然產(chǎn)物和藥物的合成中。與此同時(shí)，氫氣作為一種可再生的清潔能源受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。

氫氣的發(fā)現(xiàn)史

早在16世紀(jì)，瑞士醫(yī)生帕拉賽斯(Paracelsus)將鐵屑與酸放在一起得到一種會(huì)燃燒的氣體，這個(gè)氣體就是氫氣，但由于當(dāng)時(shí)他沒有對(duì)其做進(jìn)一步的研究，錯(cuò)失了在化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)史上留名的機(jī)會(huì)。到17世紀(jì)，比利時(shí)的科學(xué)家海爾蒙特(Helmont)在偶然間也接觸過氫氣，卻沒有將它分離并收集起來研究。雖然英國(guó)的化學(xué)家波義爾也曾經(jīng)偶然收集過這種氣體，但也未對(duì)其進(jìn)行研究。真正抓住機(jī)會(huì)的是英國(guó)化學(xué)家卡文迪許(Cavendish)。1766年，卡文迪許在一次實(shí)驗(yàn)中，不小心將鐵片掉進(jìn)了鹽酸溶液中，發(fā)現(xiàn)溶液中產(chǎn)生了許多氣泡，這種現(xiàn)象立即引起了卡文迪許的極大興趣。他通過排水法將該氣體收集起來并進(jìn)行了仔細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)該氣體與空氣混合后遇火星會(huì)爆炸，在空氣中燃燒后會(huì)生成水等一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由于卡文迪許第一個(gè)將氫氣收集起來并進(jìn)行了研究，因此成為了化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)史上氫氣的公認(rèn)發(fā)現(xiàn)者。然而，由于受到燃素論的影響，卡文迪許一度認(rèn)為這種氣體是一種燃素。直到1787年，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫(Lavoisier)正式提出氫是一種元素，由于氫氣燃燒后生成水，所以把這種易燃?xì)怏w命名為“氫”，意思是水的生成者。

可燃性

氫氣具有可燃性。在點(diǎn)燃或加熱的條件下，氫氣很容易和多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。純凈的氫氣在點(diǎn)燃時(shí)，可安靜燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰，放出熱量，有水生成。若在火焰上罩一干冷的燒杯，可以燒杯壁上見到水珠。氫氣在發(fā)生燃燒的濃度范圍為4-74%，低于或超過這個(gè)濃度，即使在高壓下也不會(huì)燃燒或爆炸。在氧氣環(huán)境中，氫氣的燃燒濃度范圍4-94%。當(dāng)氧氣濃度低于4%時(shí)，即使在非常高的壓力條件下，氫氣和氧氣的混合氣都不會(huì)燃燒。人們利用氫氣的這個(gè)特點(diǎn)把氫氣用于潛水作業(yè)，也可以利用氫氣這些特點(diǎn)設(shè)計(jì)安全呼吸氫氣的設(shè)備。

氫氣具有還原性和氧化性

氫氣具有還原性。氫氣的化學(xué)性質(zhì)活潑，與氧發(fā)生化合反應(yīng)生成水，容易發(fā)生燃燒和爆炸?？扇夹砸彩菤錃饩哂羞€原性的體現(xiàn)，是氫氣還原氧氣的性質(zhì)所決定的。氫氣不但能跟氧單質(zhì)反應(yīng)，也能跟某些化合物里的氧發(fā)生反應(yīng)。例如：將氫氣通過灼熱的氧化銅，可得到紅色的金屬銅，同時(shí)有水生成。在這個(gè)反應(yīng)里，氫氣奪取了氧化銅中的氧，生成了水；氧化銅失去了氧，被還原成紅色的銅，證明，氫氣具有還原性，是很好的還原劑，氫氣還可以還原其它一些金屬氧化物，如三氧化鎢、四氧化三鐵、氧化鉛和氧化鋅等。
盡管氫氣具有還原性，不等于氫氣在溶液中或生物體內(nèi)也具有同樣的性質(zhì)，例如氫氣和氧氣發(fā)生燃燒需要?dú)錃獾臐舛葹?%以上，燃點(diǎn)為400℃。在人體環(huán)境下，氫氣即使在純氫的環(huán)境下，溶解濃度也只有1.8%，而由于機(jī)體溫度只有37℃，這種條件距離氫氣和氧氣發(fā)生反應(yīng)的條件非常遠(yuǎn)，因此氫氣和氧氣在人體內(nèi)無法發(fā)生反應(yīng)。這正是長(zhǎng)期以來人們把氫氣作為生理學(xué)惰性氣體的重要原因。
氫氣不僅具有還原性，也具有氧化性。氫氣是由氫原子共價(jià)形成的雙原子分子，而每個(gè)氫原子可以分別獲得一個(gè)電子形成負(fù)氫離子，這種情況見于和強(qiáng)還原性金屬發(fā)生反應(yīng)，其作用類似于氯氣，在這類反應(yīng)中氫氣屬于氧化劑，可以氧化金屬為金屬離子。嚴(yán)格意義上講，氫氣和金屬反應(yīng)的產(chǎn)物為氫化物，這種物質(zhì)的特點(diǎn)是具有強(qiáng)還原性，非常容易與水發(fā)生反應(yīng)釋放大量氫氣。

應(yīng)用

氫氣可用作氣體燃料，石油精煉，制造油脂、硬化油等人造奶油，甲醇、鹽酸、氨等的合成，焊接和金屬的切割，氣象觀測(cè)，玻璃的融化，冶金工業(yè)，冷卻劑(液氫)，半導(dǎo)體制造用平衡氣、蝕刻氣、標(biāo)準(zhǔn)氣、零點(diǎn)氣、校正氣、熱氧化、多晶硅、鎢化、離子注入、載流、燒結(jié)等。

使用限量

適度為限，在最后成品中應(yīng)不殘存。

化學(xué)性質(zhì) 

無色、無臭、無味、無毒的可燃?xì)怏w。

用途 

航天工業(yè)用作高能推進(jìn)劑

用途 

用于制造鹽酸、合成氨，金屬切割、焊接、提取金屬、提純半導(dǎo)體材料等

用途 

用作合成氨、合成甲醇、合成鹽酸的原料，冶金用還原劑，石油煉制中加氫脫硫劑等

用途 

用于大規(guī)模集成電路及電子器件中的稀釋氣、運(yùn)載氣和反應(yīng)氣，還可用于貴金屬的冶煉和金屬氧化物的還原

用途 

用于氣相色譜載氣、氫火焰檢測(cè)器的燃燒瓶、電子管、半導(dǎo)體材料、集成電路等

用途 

用于石油煉制和石油化工的各種工藝過程?；瘜W(xué)工業(yè)中用作合成氨、聚氯乙烯、辛醇、油脂硬化、過氧化氫等產(chǎn)品的原料。冶金工業(yè)中用于金屬切割，焊接的氫氧焰，有色金屬鎢、鉬、鈦等的生產(chǎn)，高純氫氣在加工中還用作還原氣和保護(hù)氣。電子工業(yè)中，高純氫氣用于電子材料、半導(dǎo)體材料和器件、集成電路以及電真空器件的生產(chǎn)。隨著液氫生產(chǎn)的發(fā)展，在宇航、火箭事業(yè)上的應(yīng)用也越來越廣。

用途 

GB 2760-96列為食品工業(yè)加工助荊。如用于油脂氫化等。

生產(chǎn)方法 

一般在食鹽電解時(shí)，于陰極上產(chǎn)生氫氣，經(jīng)水洗、壓縮、堿洗、冷凍、干燥而成，純度可達(dá)99.8%。

生產(chǎn)方法 

目前，工業(yè)上制氫的方法有電解水法、電解食鹽水制氫氧化鈉副產(chǎn)氫氣法及礦物燃料(天然氣、石油等)轉(zhuǎn)化制氫法。
電解法
電解食鹽水溶液制燒堿副產(chǎn)法電解食鹽(氯化鈉)水溶液時(shí)，在陽(yáng)極上產(chǎn)生氯氣，在陰極上產(chǎn)生氫氣，經(jīng)水洗、壓縮堿洗、冷凍、干燥，制得純度99.8%氫氣。其
NaCl+H2O[電解]→0.5Cl2+0.5H2+NaOH
陽(yáng)極反應(yīng)Cl^-→0.5Cl2↑+e
陰極反應(yīng)H2O+e→OH^-+0.5H2↑
水電解法將一定電壓的直流電通以水電解池，水就發(fā)生分解。在陽(yáng)極上析出氧，陰極上析出氫氣。礦物燃料轉(zhuǎn)化制氫法 由各種礦物燃料——天然氣、石油及其制品、煤制氫，其過程具有很大的相似性。它的基本過程是：烴類的蒸氣轉(zhuǎn)化——包括天然氣、輕油等的蒸氣轉(zhuǎn)化；部分氧化法——原油、重油等液體原料的部分氧化；煤的氣化。

類別

有害氣體

急性毒性

僅有窒息性毒性評(píng)論

爆炸物危險(xiǎn)特性

與空氣混合易爆

可燃性危險(xiǎn)特性

易燃； 火場(chǎng)釋放水蒸汽

儲(chǔ)運(yùn)特性

庫(kù)房通風(fēng)低溫干燥; 與氧化劑分開存放

滅火劑

霧狀水、二氧化碳、泡沫

安全信息

MSDS信息

氫氣 化學(xué)藥品說明書

頭孢羥氫芐片|藥典2005版丙酸氫倍他索|藥典2005版

氫氣 上下游產(chǎn)品信息

上游原料

氫氧化鈉鹽酸甲醇?xì)溲趸浡然c石腦油，原油石油原油重油五氯苯酚

下游產(chǎn)品

3-(3-甲基苯基)丙酸哌嗪-2-甲酸二鹽酸鹽5-苯基戊酸工業(yè)氨水4-叔丁基芐胺乙嘧硫磷3-(3-氯苯基)丙酸3-(4-甲苯)丙酸3,5-二氨基吡啶鉬橡膠防老劑 4010NAN-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基對(duì)苯二胺三乙基鋁2-(哌嗪-1-基)吡啶-3-胺環(huán)己甲酸環(huán)己亞胺脫氧核苷酸羅格列酮地諾前列酮2-氯-5-羥甲基吡啶DL-異絲氨酸N,N-二甲基-1,3-二氨基丙烷4-氟苯酚硫代卡巴肼萘普生還原橙 11扎西他濱叔丁基硫醇?xì)⑾x脲2-甲基戊醛2-氟苯酚2,4-二氯-5-異丙氧基苯胺啶蟲脒4-氨基苯乙胺雙鹽酸鹽苯乙酸異戊酯無定形元素硼O,O-二甲基磷酰氯氮化硅晶須氫化鋰