Nhà khoa học nào là người đầu tiên thu được hydro tinh khiết. Ai đã khám phá ra thành phần của nước

Sau công trình của J. Black, nhiều nhà hóa học trong các phòng thí nghiệm khác nhau ở Anh, Thụy Điển, Pháp và Đức bắt đầu nghiên cứu về khí. G. Cavendish đạt được thành công rực rỡ. Tất cả các công việc thử nghiệm của nhà khoa học tỉ mỉ này đều dựa trên phương pháp nghiên cứu định lượng. Ông đã sử dụng rộng rãi việc cân các chất và đo thể tích khí, được hướng dẫn bởi định luật bảo toàn khối lượng. Trong công trình đầu tiên của G. Cavendnsh về hóa học khí (1766), các phương pháp thu được và tính chất được mô tả.

"Không khí dễ cháy" đã được biết đến trước đây (R. Boyle, N. Lemery). Ví dụ, vào năm 1745, M. V. Lomonosov đã lưu ý rằng “khi hòa tan một kim loại cơ bản, đặc biệt là trong rượu có tính axit, hơi dễ cháy sẽ thoát ra từ lỗ mở của chai, đó không gì khác hơn là phlogiston”. Điều này đáng chú ý ở hai khía cạnh: thứ nhất, nhiều năm trước Cavendish, M. V. Lomonosov đã đi đến kết luận rằng “không khí dễ cháy” (tức là hydro) là nhiên tố; thứ hai, từ đoạn trích dẫn trên, suy ra rằng M. V. Lomonosov đã chấp nhận học thuyết về nhiên tố.

Nhưng không ai trước G. Cavendish cố gắng cô lập "không khí dễ cháy" và nghiên cứu các đặc tính của nó. Trong chuyên luận hóa học Ba công trình chứa các thí nghiệm với các loại không khí nhân tạo (1766), ông đã chỉ ra rằng có những loại khí khác với không khí, một mặt là "rừng hoặc không khí bị ràng buộc", được thiết lập bởi G. Cavendish hóa ra nặng hơn 1,57 lần so với không khí thông thường, mặt khác, "không khí dễ cháy" là hydro. G. Cavendish nhận được nó do tác dụng của axit loãng và axit trên các kim loại khác nhau. Thực tế là dưới tác động lên (kẽm, sắt), cùng một loại khí (hydro) đã được giải phóng cuối cùng đã thuyết phục được G. Cavendish rằng tất cả các kim loại đều chứa phlogiston, được giải phóng trong quá trình biến kim loại thành "trái đất". Nhà khoa học người Anh đã lấy hydro làm phlogiston tinh khiết, vì khí cháy mà không để lại cặn và các oxit kim loại được xử lý bằng khí này bị khử thành kim loại tương ứng khi đun nóng.

Henry Cavendish

G. Cavendish, với tư cách là người ủng hộ lý thuyết nhiên tố, tin rằng kim loại không bị dịch chuyển khỏi axit mà được giải phóng do sự phân hủy của kim loại "phức hợp". Ông trình bày phản ứng thu được "không khí dễ cháy" từ kim loại như sau:

Những phương pháp và công cụ mà "cha đẻ của hóa học các chất khí" đã sử dụng có thể được nhìn thấy từ những điều sau đây. Rời Leeds, J. Priestley, theo yêu cầu của một trong những người quen của anh ấy, đã để lại cho anh ấy một cái máng bằng đất sét, thứ mà anh ấy đã sử dụng làm bể khí nén trong các thí nghiệm của mình về thành phần của không khí và J. Priestley mỉa mai nhận xét, “không khác gì từ những cái máng trong đó những người thợ giặt quần áo giặt ". Năm 1772, J. Priestley thay thế nước bằng thủy ngân trong bể khí nén, lần đầu tiên cho phép ông thu được ở dạng tinh khiết và nghiên cứu các khí hòa tan trong nước: “không khí axit clohydric” () và “không khí kiềm dễ bay hơi” - không màu khí có mùi hăng ngột ngạt. Đây là thứ anh ấy có được bằng cách đun nóng amoni clorua:

2NH 4 Cl + CaO \u003d 2NH 3 + CaCl 2 + H 2

W. Ostwald viết: “Sa khoáng vàng do Priestley phát hiện là ... bể chứa thủy ngân. “Đi trước một bước về khía cạnh kỹ thuật của mọi thứ—sự thay đổi của nước—là chìa khóa cho hầu hết các khám phá của Priestley.” J.Priesley đã quan sát thấy rằng nếu một tia lửa điện đi qua amoniac, thì thể tích của nó sẽ tăng mạnh. Năm 1785, K.-L. Berthollet xác định rằng điều này là do sự phân hủy amoniac thành nitơ và hydro. J.Priesley quan sát thấy rằng sự tương tác của hai loại khí có mùi mạnh (HCl và NH 3) tạo ra bột trắng không mùi (NH 4 Cl). Năm 1775, J. Priestley nhận được, và c. 1796 - mà ông đã nhầm với phlogiston thuần túy.

Lịch sử phát hiện ra hydro

Nhiều nhà nghiên cứu đã thử nghiệm với axit. Người ta nhận thấy rằng khi axit tác dụng với một số kim loại thì có bọt khí thoát ra. Khí tạo thành rất dễ cháy và được gọi là "không khí dễ cháy".

Các tính chất của loại khí này đã được nhà khoa học người Anh G. Cavendish nghiên cứu chi tiết vào năm 1766. Ông đặt kim loại trong dung dịch axit sunfuric và axit clohydric và trong mọi trường hợp đều nhận được cùng một chất khí nhẹ, sau này được gọi là hydro.

Nhà khoa học người Anh Henry Cavendish đã từng phát hiện ra một điều kỳ lạ thoạt nhìn: ông bắt đầu thổi bong bóng xà phòng. Nhưng nó không vui chút nào. Trước đó, ông nhận thấy rằng khi cho mạt sắt vào axit sunfuric, nhiều bong bóng của một loại khí nào đó sẽ xuất hiện. Khí này là gì?

Nhà khoa học đã đưa anh ta ra khỏi tàu thông qua các ống. Khí đã vô hình. Nó có mùi không? Không. Sau đó, anh lấp đầy chúng bằng bong bóng xà phòng. Họ đã đi lên một cách dễ dàng! Vì vậy, khí nhẹ hơn không khí! Và nếu bạn đốt lửa gas, nó sẽ sáng lên với ánh sáng hơi xanh. Nhưng điều kỳ diệu là khi đốt cháy lại thu được nước! Henry Cavendish đặt tên cho loại khí mới là không khí dễ cháy. Rốt cuộc, anh ta, giống như không khí bình thường, không màu và không mùi. Tất cả điều này xảy ra vào nửa sau của thế kỷ 18.

Sau đó, nhà hóa học người Pháp Antoine Laurent Lavoisier đã làm điều ngược lại: ông thu được một loại "khí dễ cháy" từ nước. Ông cũng đặt cho loại khí mới một tên khác - hydro, nghĩa là "sinh ra nước". Sau đó, các nhà khoa học phát hiện ra rằng hydro là chất nhẹ nhất trong số các chất mà con người biết đến và các nguyên tử của nó đơn giản hơn tất cả các chất khác.

Hydro rất phổ biến. Nó là một phần của tất cả các sinh vật sống, sinh vật, thực vật, đá. Nó ở khắp mọi nơi: không chỉ trên Trái đất, mà còn trên các hành tinh và ngôi sao khác, trên Mặt trời; đặc biệt là rất nhiều trong không gian bên ngoài. Sự biến đổi xảy ra với hydro ở áp suất khổng lồ và nhiệt độ hàng chục triệu độ cho phép Mặt trời tỏa nhiệt và ánh sáng. Hydro tạo thành các hợp chất đa dạng nhất với carbon: dầu và đá phiến dầu, xăng và nhựa đường đen. Những hợp chất như vậy được gọi là hydrocacbon. Hydrogen được sử dụng rộng rãi trong hàn và cắt kim loại. Nếu oxy được thêm vào các hợp chất carbon và hydro, các hợp chất mới sẽ thu được - ví dụ như carbohydrate, các chất không giống nhau, chẳng hạn như tinh bột và đường. Và nếu bạn kết hợp hydro với nitơ, bạn cũng sẽ nhận được một loại khí - amoniac. Nó là cần thiết để sản xuất phân bón. Nhiều ưu điểm của hydro - thân thiện với môi trường, tiêu tốn nhiều năng lượng, có nhiều trong tự nhiên - đã cho phép sử dụng nó làm nhiên liệu tên lửa. Các tính năng tương tự của hydro làm cho nó trở thành một loại nhiên liệu hàng không đầy hứa hẹn.

Hydrogen là nguyên tố hóa học nhẹ nhất, đơn giản nhất và dồi dào nhất trong vũ trụ. Nó chiếm khoảng 75% tổng khối lượng các nguyên tố trong đó. Hydro được tìm thấy với số lượng lớn trong các ngôi sao và các hành tinh khí khổng lồ. Nó đóng một vai trò quan trọng trong các phản ứng nhiệt hạch diễn ra trong các ngôi sao. Hiđro là chất khí có công thức phân tử H2. Ở nhiệt độ phòng và áp suất bình thường, hydro là một loại khí không vị, không màu và không mùi. Dưới áp suất và trong điều kiện cực lạnh, hydro chuyển sang trạng thái lỏng. Hydro được lưu trữ ở trạng thái này chiếm ít không gian hơn ở dạng khí "bình thường" của nó. Hydro lỏng cũng được sử dụng làm nhiên liệu tên lửa. Ở áp suất cực cao, hydro hóa rắn và trở thành hydro kim loại. Nghiên cứu đang được thực hiện theo hướng này. Hydrogen được sử dụng làm nhiên liệu thay thế cho phương tiện giao thông. Năng lượng hóa học của hydro được giải phóng khi nó bị đốt cháy theo cách tương tự như được sử dụng trong động cơ đốt trong truyền thống. Trên cơ sở của nó, các tế bào nhiên liệu cũng được tạo ra, trong đó quá trình hình thành nước và điện có liên quan đến phản ứng hóa học của hydro với oxy. Nó có khả năng gây nguy hiểm cho con người vì nó có thể bốc cháy khi tiếp xúc với không khí. Ngoài ra, khí này không thích hợp để thở.

Hydro đã được sử dụng trong hàng không từ năm 1852, kể từ khi chiếc khinh khí cầu chạy bằng hydro đầu tiên được tạo ra bởi Henry Giffard. Khí cầu hydro sau này được gọi là "zeppelin". Việc sử dụng chúng đã bị ngừng sau vụ tai nạn của khinh khí cầu Hindenburg năm 1937. Vụ tai nạn là do hỏa hoạn.

Hydro cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dầu mỏ và hóa chất, và cũng thường được sử dụng cho các nhiệm vụ vật lý và kỹ thuật khác nhau: ví dụ như trong hàn và làm chất làm mát. Công thức phân tử của hiđro peroxit H2O2. Chất này thường được dùng để tẩy tóc và làm chất tẩy rửa. Ở dạng dung dịch y tế, nó cũng được dùng để điều trị vết thương.

Vì hydro nhẹ hơn không khí 14 lần nên nếu bạn đổ đầy khinh khí cầu vào nó, chúng sẽ di chuyển ra khỏi Trái đất với tốc độ 85 km một giờ, gấp đôi tốc độ của khinh khí cầu chứa đầy khí heli và gấp sáu lần tốc độ của khí cầu chứa đầy khí tự nhiên. .

khí hydro peroxide hóa học

Thư mục

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

03.10.2015

Chúng ta đều biết rằng nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ của chúng ta là hydro. Nó là thành phần chính của các ngôi sao. Trong tất cả các nguyên tử, tỷ lệ của nó là 88,6%. Các quá trình diễn ra trên Trái đất đơn giản là không thể thực hiện được nếu không có tác dụng của hydro. Nó, không giống như nhiều nguyên tố khác, ở dạng các hợp chất khác nhau. Phần trăm khối lượng của một chất đơn giản trong không khí là không đáng kể.

Tên của phần tử bằng tiếng Latinh hydroi bao gồm hai từ Hy Lạp, dịch nghĩa nước và sinh con- tức là sinh ra nước. Vì vậy, nó được gọi là Lavoisier, nhưng vào thế kỷ XVII. Viện sĩ V.M. Severgin quyết định kỷ niệm nguyên tố này là "chất tạo nước". Tên hydro ở Nga được đề xuất vào năm 1824 bởi nhà hóa học Solovyov, bởi sự tương đồng với "oxy". Trong tài liệu hóa học của Nga cho đến thế kỷ 19, người ta có thể thấy những tên nguyên tố như vậy - khí dễ cháy, không khí dễ cháy hoặc xoáy nước, khí hydro, sinh vật được tạo ra.

Trong một thời gian dài, các thí nghiệm nghiên cứu và phát hiện ra nhiều loại khí đã bị bỏ qua, vì những người làm thí nghiệm đơn giản là không nhận thấy những chất vô hình này. Chỉ với thời gian, niềm tin đã được củng cố rằng khí là cùng một vật liệu, nếu không có nghiên cứu về nó thì không thể hiểu đầy đủ về cơ sở hóa học của thế giới. Việc phát hiện ra hydro xảy ra trong sự phát triển của hóa học với tư cách là một khoa học. Vào thế kỷ XI-XII, khí được giải phóng trong quá trình tương tác của kim loại với axit. Paracelsus, Lomonosov, Boyle và các nhà khoa học và nhà phát minh khác đã quan sát thấy sự cháy của nó. Nhưng phần chính của họ trong những năm đó đã cam kết với lý thuyết về phlogiston.

Lomonosov, vào năm 1745, khi viết luận án của mình, đã mô tả quá trình tạo ra khí do tác dụng của axit với kim loại. Giả thuyết khí quyển cũng được đưa ra bởi nhà hóa học Henry Cavendish, người đã nghiên cứu chi tiết hơn các tính chất của hydro, đặt cho nó cái tên "không khí dễ cháy". Chỉ đến cuối thế kỷ 12, sử dụng các thiết bị phòng thí nghiệm hiện đại, Lavoisier cùng với Meunier đã tiến hành tổng hợp nước. Họ đã phân tích hơi nước bị phân hủy bằng sắt nóng. Nhờ kinh nghiệm này, rõ ràng là hydro có trong thành phần của nước, ngoài ra, nó có thể được lấy từ nó.

Bước sang thế kỷ XIII-XIX được đánh dấu bằng một khám phá - người ta thấy rằng nguyên tử hydro khá nhẹ, cùng với các nguyên tố khác, người ta thường coi trọng lượng của nguyên tố này là đơn vị so sánh. Khối lượng nguyên tử của nó được gán giá trị là 1. Khi Lavoisier trình bày bảng các chất đơn giản, ông đã quy hydro ở đó cho 5 vật thể đơn giản (hydro, oxy, nitơ, ánh sáng, nhiệt). Người ta thường chấp nhận rằng các chất này đến từ 3 giới tự nhiên và được coi là các thành phần của cơ thể.

Ngoài việc phát hiện ra nguyên tố này, các nhà khoa học sau đó đã phát hiện ra các đồng vị của nó. Nó xảy ra vào thời hiện đại hơn, vào năm 1931. Một nhóm các nhà khoa học đang nghiên cứu cặn, được hình thành trong quá trình bay hơi lâu của hydro ở trạng thái lỏng. Trong quá trình thí nghiệm, hydro đã được phát hiện, số nguyên tử của nó là 2. Nó được đặt tên là Deuterium (thứ hai). Chỉ sau 4 năm, trong quá trình điện phân nước lâu dài, một đồng vị thậm chí còn nặng hơn đã được phát hiện, được gọi là Tritium (thứ ba).

là một loại khí, tầm quan trọng của nó đối với sự tồn tại của sự sống trên hành tinh đã bắt đầu từ hàng tỷ năm trước. Theo phỏng đoán hiện đại, hydro (H2) xuất hiện khoảng 14 tỷ năm trước. Nó không có màu hay mùi, và là nguyên tố nhẹ nhất trong Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, với khối lượng nguyên tử là 1,00794. Hydro có cấu trúc tinh thể lục giác và ở 0°C mật độ của nó là 0,09099 g/l.

Nó có thể được coi là một loại khí "quý tộc", vì nó được phát hiện vào năm 1766 bởi nhà triết học, nhà vật lý và nhà hóa học người Anh có nguồn gốc quý tộc Henry Cavendish, và nó được đặt tên vào năm 1783 nhờ nhà vật lý người Pháp, cũng có nguồn gốc quý tộc, Antoine Lavoisier . Lord Cavendish thích gọi khám phá của mình là "không khí dễ cháy". Lord Cavedish giàu có đến mức nhút nhát và thu mình đến nỗi một trong những điền trang của anh ta thậm chí còn có một cầu thang riêng dẫn đến lối vào do anh ta không thể giao tiếp với những người hầu, đặc biệt là phụ nữ, những người mà anh ta đặc biệt nhút nhát và chỉ giao tiếp qua các ghi chú. Theo các giả định hiện đại, Henry Cavendish mắc hội chứng Asperger.

Đối với Antoine Lavoisier, kết cục của ông thật đáng buồn: sau tất cả các công trình khoa học quan trọng, ông đã bị nông dân Pháp chặt đầu bằng máy chém trong Cách mạng Pháp. Vài tuần sau vụ việc, họ đã thừa nhận sai lầm của mình và xin lỗi gia đình Antoine Lavoisier, thậm chí sau đó còn dựng một bức tượng để vinh danh ông. Nhưng vì thiếu kinh phí, đầu của một quý ông khác đã được gắn vào bức tượng của Lavoisier. Nó có vẻ khá mỉa mai, phải không?

Khả năng thích ứng chỉ đơn giản là tuyệt vời. Hydro có khả năng sản xuất điện, đó là lý do tại sao nó được sử dụng trong pin nhiên liệu và là lựa chọn sạch nhất trong động cơ đốt trong.

Hydrogen bắt nguồn từ vụ nổ lớn và kể từ đó, đã hoạt động ở nhiều lĩnh vực khác nhau trên Trái đất. Trong ba tỷ rưỡi năm qua, nó đã tham gia tích cực vào việc sản xuất nước, cũng như sự ra đời và duy trì sự sống của tế bào.

Ngày nay, hydro (H2) đang được nghiên cứu kỹ lưỡng trong nghiên cứu y học. Hàng trăm nghiên cứu khoa học đã chứng minh tiềm năng điều trị của nước giàu hydro đối với hơn 140 mô hình bệnh tật khác nhau.

Dưới đây là tổng quan ngắn gọn về một số khả năng trị liệu của hydro và nước hydro:

làm giảm sức căng bề mặt của tế bào, cho phép chúng hấp thụ chất dinh dưỡng tốt hơn.
Đây là loại nhỏ nhất có sinh khả dụng cao.
Hydrogen chỉ loại bỏ những thứ có sức tàn phá lớn nhất, biến chúng thành nước an toàn mà không có bất kỳ chất thải độc hại nào.
tăng cường hoạt động của các chất chống oxy hóa như glutathione và superoxide dismutase.
giúp thực hiện hydrat hóa thích hợp của các tế bào.
Nước hydro làm giảm axit lactic và do đó làm giảm đau cơ trong và sau khi tập thể dục.
thúc đẩy sản xuất ATP trong ty thể.
Nước hydro giúp tăng cường chức năng của các ti thể trong não, từ đó cải thiện hoạt động của não bộ. Nó cũng duy trì sự cân bằng của đường và cholesterol.
Nước hydro có tác dụng chống viêm và bảo vệ chống lại tác hại của bức xạ. Vì vậy, việc sử dụng

Hydro trong tự nhiên

Có rất nhiều hydro trong tự nhiên? Đang xem ở đâu. Trong không gian, hydro là nguyên tố chính. Nó chiếm khoảng một nửa khối lượng của Mặt trời và hầu hết các ngôi sao khác. Nó được chứa trong các tinh vân khí, trong khí giữa các vì sao và là một phần của các ngôi sao. Trong phần bên trong của các ngôi sao, hạt nhân của các nguyên tử hydro được chuyển đổi thành hạt nhân của các nguyên tử helium. Quá trình này tiến hành với việc giải phóng năng lượng; đối với nhiều ngôi sao, bao gồm cả Mặt trời, nó đóng vai trò là nguồn năng lượng chính.

Ví dụ, ngôi sao gần chúng ta nhất trong Thiên hà, mà chúng ta gọi là "Mặt trời", có 70% khối lượng là hydro. Có vài chục nghìn lần các nguyên tử hydro trong vũ trụ so với tất cả các nguyên tử của tất cả các kim loại cộng lại.

Hydro phân bố rộng rãi trong tự nhiên, hàm lượng của nó trong vỏ trái đất (thạch quyển và thủy quyển) là 1% trọng lượng. Hydro là một phần của chất phổ biến nhất trên Trái đất - nước (11,19% hydro theo khối lượng), trong các hợp chất tạo nên than, dầu, khí tự nhiên, đất sét, cũng như các sinh vật động vật và thực vật (nghĩa là trong thành phần của protein, axit nucleic, chất béo, carbohydrate, v.v.). Hydrogen cực kỳ hiếm ở trạng thái tự do; nó được tìm thấy với một lượng nhỏ trong núi lửa và các loại khí tự nhiên khác. Lượng Hydrogen tự do không đáng kể (0,0001% theo số lượng nguyên tử) có trong khí quyển.

Nhiệm vụ số 1. Điền vào bảng "Tìm hydro trong tự nhiên."

Ở trạng thái tự do	Ở trạng thái ràng buộc
	thủy quyển -
	thạch quyển -
	sinh quyển -

Phát hiện ra hydro.

Hydro được phát hiện vào nửa đầu thế kỷ 16 bởi bác sĩ và nhà tự nhiên học người Đức Paracelsus. Trong các tác phẩm của các nhà hóa học thế kỷ XVI-XVIII. "khí dễ cháy" hoặc "không khí dễ cháy" đã được đề cập, khi kết hợp với loại thông thường sẽ tạo ra hỗn hợp nổ. Nó thu được bằng cách tác dụng với một số kim loại (sắt, kẽm, thiếc) với dung dịch axit loãng - sunfuric và clohydric.

Nhà khoa học đầu tiên mô tả các tính chất của loại khí này là nhà khoa học người Anh Henry Cavendish. Ông đã xác định mật độ của nó và nghiên cứu quá trình đốt cháy trong không khí, tuy nhiên, việc tuân thủ lý thuyết nhiên tố đã ngăn cản nhà nghiên cứu hiểu được bản chất của các quá trình đang diễn ra.

Năm 1779, Antoine Lavoisier thu được hydro bằng cách phân hủy nước bằng cách cho hơi của nó đi qua một ống sắt nung đỏ. Lavoisier cũng chứng minh rằng khi "không khí dễ cháy" tương tác với oxy, nước được hình thành và các khí phản ứng theo tỷ lệ thể tích là 2: 1. Điều này cho phép nhà khoa học xác định thành phần của nước - H 2 O. Tên của nguyên tố là hydroi- Lavoisier và các đồng nghiệp của ông đã hình thành từ tiếng Hy Lạp " thủy điện" - nước và " thiên tài“Tôi sắp sinh. Tên tiếng Nga "hydro" được đề xuất bởi nhà hóa học M.F. Solovyov vào năm 1824 - bằng cách tương tự với "oxy" của Lomonosov.

Nhiệm vụ số 2. Viết phản ứng thu được hiđro từ kẽm và axit clohiđric ở dạng phân tử và ion, tạo OVR.