Який учений уперше одержав чистий водень. Хто відкрив склад води

Після робіт Дж. Блека багато хіміків у різних лабораторіях Англії, Швеції, Франції, Німеччини зайнялися вивченням газів. Великих успіхів досяг Г. Кавендіш. Усі експериментальні роботи цього скрупульозного вченого грунтувалися на кількісному методі дослідження. Він широко використовував зважування речовин та вимірювання газових обсягів, керуючись законом збереження маси. У першій роботі Г. Кавенднша з хімії газів (1766) описані способи отримання та властивості.

«Пальне повітря» було відоме і раніше (Р. Бойль, Н. Лемері). У 1745 р. М. В. Ломоносов, наприклад, зазначав, що «при розчиненні будь-якого неблагородного металу, особливо, в кислотних спиртах з отвору склянки виривається горюча пара, яка є не що інше, як флогістон». Це примітно у двох відносинах: по-перше, за багато років до Кавендіша М. В. Ломоносов дійшов висновку, що «горюче повітря» (тобто водень) є флогістон; по-друге, з наведеної цитати випливає, що М. В. Ломоносов приймав вчення про флогістон.

Але виділити «горюче повітря» та вивчити його властивості ніхто до Г. Кавендіша не намагався. У хімічному трактаті «Три роботи, що містять досліди зі штучними видами повітря» (1766) він показав, що існують гази, які відрізняються від повітря, а саме, з одного боку, «лісове, або пов'язане повітря», яке, як встановив Г .Кавендіш, виявився в 1,57 рази важчим за звичайне повітря, з іншого боку, «горюче повітря» - водень. Г. Кавендіш отримував його дією розведених та кислот на різні метали. Той факт, що при дії на (цинк, залізо) виділявся той самий газ (водень), остаточно переконав Г. Кавендіша в тому, що всі метали містять флогістон, який виділяється при перетворенні металів на «землі». Англійський вчений приймав водень за чистий флогістон, оскільки газ горить, не залишаючи залишку, і оксиди металів, які обробляє цей газ, при нагріванні відновлюються у відповідні метали.

Генрі Кавендіш

Г. Кавендіш як прихильник теорії флогістону вважав, що не витісняється металом із кислоти, а виділяється внаслідок розкладання «складного» металу. Реакцію отримання «пального повітря» з металів він представляв так:

Якими способами та приладами користувався "батько хімії газоподібних речовин", можна бачити з наступного. Залишаючи Лідс, Дж. Прістлі на прохання одного зі знайомих залишив йому глиняне корито, яке він застосовував як пневматичну ванну у своїх дослідах з вивчення складу повітря і яке, іронічно зауважує Дж. Прістлі, «нічим не відрізнялося від корит, у яких прачки стирають білизну. ». У 1772 р. Дж. Прістлі замінив у пневматичній ванні воду ртуттю, що дозволило йому вперше одержати в чистому вигляді та вивчити розчинні у воді гази: «солянокисле повітря» () і «летюче лужне повітря» - безбарвний газ із задушливим різким запахом. Це був , який він отримав при нагріванні хлориду амонію:

2NH 4 Cl + CaO = 2NH 3 + CaCl 2 + H 2

«Золотий розсип, відкритий Прістлі, був ... ртутна ванна, - писав В. Оствальд. - Один крок уперед у технічному боці справи-заміна води – ось ключ до більшості відкриттів Прістлі». Дж. Прістлі спостерігав, що й через аміак пропускати електричну іскру, то його різко збільшується. У 1785 р. К.- Л. Бертолле встановив, що пояснюється розкладанням аміаку на азот і водень. Дж. Прістлі спостерігав, що при взаємодії двох різко пахнуть газів (НСl і NH 3) утворюється білий порошок без запаху, (NH 4 Cl). У 1775 р. Дж. Прістлі отримав, а в. 1796 - , який прийняв за чистий флогістон.

Історія відкриття водню

Багато дослідників проводили досліди з кислотами. Було відмічено, що з дії кислот деякі метали виділяються бульбашки газу. Отриманий газ легко спалахував, і його назвали «горючим повітрям».

Детально властивості цього газу були вивчені англійським вченим Г. Кавендіш у 1766р. Він поміщав метали в розчини сірчаної та соляної кислот і у всіх випадках отримував одну і ту ж легку газоподібну речовину, яку пізніше назвали воднем.

Дивною на перший погляд справою одного разу зайнявся англійський учений Генрі Кавендіш: він почав пускати мильні бульбашки. Але це було розвагою. Перед цим він помітив, що, коли залізну тирсу обливають сірчаною кислотою, з'являється багато бульбашок якогось газу. Що це за газ?

Вчений вивів його трубочками з судини. Газ був невидимий. Чи має він запах? Ні. Тоді він наповнив їм мильні бульбашки. Вони легко піднялися! Значить, газ легший за повітря! А якщо підпалити газ то, він загориться блакитним вогником. Але дивно, що при горінні вийшла вода! Генрі Кавендіш назвав новий газ пальним повітрям. Адже він, як і звичайне повітря, був без кольору та запаху. Усе це відбувалося у другій половині 18 ст.

Пізніше французький хімік Антуан Лоран Лавуазьє зробив протилежне: отримав «горючий газ» із води. Він же дав новому газу й інше ім'я - водень, тобто той, хто «родить воду». Потім вчені встановили, що водень - найлегша з усіх відомих людей речовин, яке атоми влаштовані простіше від інших.

Водень дуже поширений. Він входить до складу всіх живих істот, організмів, рослин, гірських порід. Він є скрізь: не лише на Землі, а й на інших планетах та зірках, на Сонці; особливо багато його у космічному просторі. Перетворення, що відбуваються з воднем при гігантському тиску та температурі в десятки мільйонів градусів, дають можливість Сонцю випромінювати тепло та світло. Найбільше різних сполук водень утворює з вуглецем: нафту та горючі сланці, бензин та чорний асфальт. Такі сполуки називаються вуглеводнями. Водень широко застосовується при зварюванні та різанні металів. Якщо до сполук вуглецю та водню додати кисень, виходять нові, сполуки - вуглеводи, наприклад, такі не схожі одна на одну речовини, як крохмаль та цукор. А якщо водень з'єднати з азотом, вийде також газ – аміак. Він необхідний виготовлення добрив. Багато переваг водню - екологічно нешкідливий, енергоємний, знаходиться в природі вдосталь - дозволили використовувати його як ракетне паливо. Ті ж особливості водню роблять його перспективним і як паливо авіаційне.

Водень - найлегший, найпростіший і найпоширеніший хімічний елемент у Всесвіті. Він становить приблизно 75% від усієї маси елементів у ній. У великих кількостях водень виявлено у зірках та планетах типу «газовий гігант». Він відіграє ключову роль у реакціях синтезу, що протікають у зірках. Водень є газом з молекулярною формулою H2. При кімнатній температурі та нормальному тиску водень є несмачним, безбарвним та позбавленим запаху газом. Під тиском і при сильному холоді водень перетворюється на рідкий стан. Водень, що зберігається в цьому стані, займає менше місця, ніж у своїй «нормальній» газоподібній формі. Рідкий водень використовується в тому числі і як ракетне паливо. При надвисокому тиску водень перетворюється на твердий стан і стає металевим воднем. У цьому напрямі проводяться наукові дослідження. Водень використовується як альтернативне паливо для транспорту. Хімічна енергія водню вивільняється при його спалюванні способом, подібним до того, що застосовується в традиційних двигунах внутрішнього згоряння. На його основі також створюються паливні елементи, в яких задіяно процес утворення води та електрики шляхом здійснення хімічної реакції водню з киснем. Він потенційно небезпечний для людини, оскільки може спалахувати при зіткненні з повітрям. Крім того, цей газ не підходить для дихання.

З 1852 року - з тих пір, як перший дирижабль на основі водню був створений Генрі Гіффардом - водень використовувався в повітроплаванні. Пізніше водневі дирижаблі називали «цепелінами». Їх використання було припинено після краху дирижабля «Гінденбург» у 1937 році. Аварія сталася внаслідок займання.

Так само водень широко застосовується в нафтовій та хімічній галузях, а також часто використовується для різних фізичних та інженерних завдань: наприклад, у зварювальній справі та як охолоджувальна речовина. Молекулярна формула перекису водню H2O2. Ця речовина часто використовується для відбілювання волосся і як засіб для чищення. У вигляді медичного розчину воно використовується для обробки ран.

Так як водень в 14 разів легший за повітря, якщо ви наповните ним повітряні кулі, вони будуть віддалятися від Землі зі швидкістю 85 км на годину, що в два рази перевищує швидкість куль, наповнених гелієм, і в шість разів - швидкість куль, наповнених природним газом .

хімічний водень перекис газ

Список використаної літератури

1. http://www.5.km.ru/
2. http://hi-news.ru/science/ximiya-14-faktov-o-vodorode.html.

03.10.2015

Всім нам відомо, що найпоширеніший елемент у нашому Всесвіті – це водень. Він є основною складовою зірок. Від усіх атомів його частка становить 886%. Процеси, що відбуваються на Землі, просто не можливі без дії водню. Він, на відміну багатьох інших елементів, перебуває у вигляді різних сполуках. Його масова частка простої речовини у повітрі мізерно мала.

Назва елемента латинською мовою Hydrogeniumскладається з двох грецьких слів, які в перекладі означають водаі народжую- тобто народжує воду. Так назвав його Лавуазьє, але у XVII ст. академік В.М. Севергін вирішив ознаменувати цей елемент як «водотворну речовину». Назва водень в Росії було запропоновано в 1824 хімік Соловйов, за схожістю як «кисень». У хімічній літературі Росії до XIX століття можна побачити такі назви елемента горючий газ, загоряється повітряабо водотвор, водневий газ, відтворювальна істота.

Досліди з вивчення та відкриття багатьох газів довгий час залишалися поза увагою, оскільки експериментатори просто не помічали цих невидимих речовин. Лише згодом було закріплено переконання, що газ - це такий самий матеріал, без дослідження якого неможливо повністю зрозуміти хімічну основу світу. Відкриття водню відбулося ще у розвитку хімії як науки. У XI-XII століттях виділено газ, під час взаємодії металу з кислотами. Парацельс, Ломоносов, Бойл та інші вчені та винахідники спостерігали його горіння. Але основна їх частина в ті роки була віддана теорії про флогістон.

Ломоносов, 1745 року, під час написання дисертації описав отримання газу під час дії кислот на метали. Гіпотеза про флогістон була також висловлена і хіміком Генрі Кавендішем, який докладніше досліджував властивості водню, давши йому назву «горюче повітря». Тільки наприкінці XII століття, використовуючи сучасні лабораторні прилади, Лавуазьє, разом із Менье, здійснили водний синтез. Ними було зроблено аналіз водяної пари, яка була розкладена із застосуванням гарячого заліза. Завдяки цьому досвіду стало зрозуміло, що водень присутній у складі води, до всього він може бути отриманий з неї.

Рубіж XIII-XIX століття ознаменувався одним відкриттям - виявили, що атом водню досить легкий, поруч із іншими елементами, було прийнято вважати вагу цього елемента як одиницю порівняння. Його атомній масі було встановлено значення 1. Коли Лавуазьє представив таблицю простих речовин, він відніс туди водень до 5 простих тіл (водень, кисень, азот, світло, тепло). Було прийнято вважати - ці речовини були з трьох природних царств і вважалися елементами тіл.

Крім відкриття самого елемента надалі вченими виявили його ізотопи. Сталося це у більш сучасний час, у 1931 році. Група вчених займалася дослідженням залишку, який утворився під час тривалого випарювання водню в рідкому стані. У ході досвіду виявили водень, атомне число якого дорівнювало 2. Йому дали назву Дейтерій (другий). Після всього 4-х років, при тривалому електролізі води було виявлено ще більш важкий ізотоп, який отримав назву Трітій (третій).

- Це газ, важливе значення якого в існуванні життя на планеті почалося ще мільярди років тому. За сучасними припущеннями, водень (H2) з'явився близько 14 мільярдів років тому. Він не має кольору чи запаху, а також є найлегшим елементом періодичної системи хімічних елементів, маючи атомну масу 1.00794. Водень має гексагональну кристалічну структуру і при 0° Цельсію його щільність становить 0.09099 г/л.

Можна вважати «аристократичним» газом, оскільки він був відкритий в 1766 британським філософом, фізиком і хіміком дворянського походження Генрі Кавендішем, а свою назву він отримав у 1783 завдяки французькому фізику, також дворянського походження, Антуану Лавуазьє. Лорд Кавендіш вважав за краще називати своє відкриття - "горюче повітря". Фантастично багатий Лорд Каведіш був настільки сором'язливим і замкнутим, що в одному з його маєтків навіть були встановлені окремі сходи на вхід через те, що він не міг спілкуватися зі слугами, особливо жіночої статі, з якими він був сором'язливий і спілкувався тільки за допомогою записок. За сучасними припущеннями Генрі Кавендіш страждав на синдром Аспергера.

Що ж до Антуана Лавуазьє, його кінець був сумний: після всіх важливих наукових праць він був позбавлений французькими селянами голови з допомогою гільйотини під час Французької революції. Через кілька тижнів після того, що сталося, вони визнали свою помилку і вибачилися перед сім'єю Антуана Лавуазьє, а пізніше навіть спорудили статую на його честь. Але через брак коштів, до статуї Лавуазьє приробили голову іншого пана. Це здається дуже іронічним, чи не так?

Адаптивність просто вражає. Водень здатний виробляти електрику, тому він використовується в паливних елементах і, як найбільш чистий варіант, в двигунах внутрішнього згоряння.

Водень виник у результаті великого вибуху і, відтоді, діє найрізноманітніших сферах Землі. За останні три з половиною мільярди років він бере активну участь у виробництві води, а також народженні та підтримці клітинного життя.

На сьогоднішній день водень (Н2) знаходиться під пильною увагою у медичних дослідженнях. Сотні наукових досліджень довели терапевтичний потенціал води, збагаченої воднем для більш ніж 140 моделей різних хвороб.

Ось короткий огляд деяких терапевтичних можливостей водню та водневої води:

знижує поверхневе натяг клітин, дозволяючи їм краще поглинати поживні речовини.
Це найменший , що має високу біодоступність.
Водень ліквідує тільки найруйнівніші, перетворюючи їх на безпечну воду без будь-яких токсичних відходів.
посилює дію таких антиоксидантів, як глутатіон та супероксиддисмутаза.
допомагає у здійсненні правильної гідратації клітин.
Воднева вода сприяє зменшенню молочної кислоти і, таким чином, позбавляє болю в м'язах під час та після фізичних тренувань.
сприяє виробництву АТФ у мітохондріях.
Воднева вода посилює функцію мітохондрій у головному мозку, покращуючи цим мозкову активність. Також підтримує баланс цукру та холестерину.
Воднева вода має протизапальну дію і захищає від шкідливого впливу радіації. Тому вживання

Водень у природі

Чи багато у природі водню? Дивлячись де. У космосі водень – головний елемент. На його частку припадає близько половини маси Сонця та більшості інших зірок. Він міститься у газових туманностях, у міжзоряному газі, входить до складу зірок. У надрах зірок відбувається перетворення ядер атомів водню на ядра атомів гелію. Цей процес протікає із виділенням енергії; багатьом зірок, зокрема Сонця, він є головним джерелом енергії.

Наприклад, найближча до нас зірка Галактики, яку ми знаємо під ім'ям "Сонце", на 70% своєї маси складається з водню. Атомів водню у всесвіті у кілька десятків тисяч разів більше, ніж усіх атомів усіх металів, разом узятих.

Водень широко поширений у природі, його вміст у земній корі (літосфера та гідросфера) становить за масою 1%. Водень входить до складу найпоширенішої речовини на Землі - води (11,19% водню за масою), до складу сполук, що складають вугілля, нафту, природні гази, глини, а також організми тварин та рослин (тобто до складу білків, нуклеїнових кислот) , жирів, вуглеводів та інших). У вільному стані Водень зустрічається дуже рідко, у невеликих кількостях він міститься у вулканічних та інших природних газах. Незначні кількості вільного Гідрогену (0,0001% за кількістю атомів) присутні в атмосфері.

Завдання № 1. Заповніть таблицю «Знаходження водню у природі».

У вільному стані	У зв'язаному стані
	Гідросфера -
	Літосфера -
	Біосфера -

Відкриття водню.

Водень був відкритий у першій половині XVI століття німецьким лікарем і натуралістом Парацельсом. У працях хіміків XVI–XVIII ст. згадувався «горючий газ» або «займисте повітря», яке в поєднанні із звичайним, давало вибухові суміші. Отримували його, діючи деякі метали (залізо, цинк, олово) розведеними розчинами кислот - сірчаної і соляної.

Першим ученим, який описував властивості цього газу, був англійський вчений Генрі Кавендіш. Він визначив його щільність і вивчив горіння на повітрі, проте відданість теорії флогістону завадила досліднику розібратися в суті процесів, що відбуваються.

У 1779 р. Антуан Лавуазьє отримав водень при розкладанні води, пропускаючи її пари через розпечену до червоного залізну трубку. Лавуазьє також довів, що при взаємодії «палива» з киснем утворюється вода, причому гази реагують в об'ємному співвідношенні 2:1. Це дозволило вченому визначити склад води – Н 2 О. Назва елемента – Hydrogenium– Лавуазьє та його колеги утворили від грецьких слів « гідро» - вода та « генніо»- Народжую. Російське найменування «водень» запропонував хімік М. Ф. Соловйов в 1824 - за аналогією з ломоносівським «киснем».

Завдання №2. Напишіть реакцію одержання водню з цинку та соляної кислоти в молекулярному та іонному вигляді, складіть ОВР.