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广州市谱源气体有限公司
全面解析氢气的用途
2017-6-28 9:14:30
了解氢气用途之前，小编想给大家普及氢气性质。
氢在所有元素中是量轻的。在元素周期表中位于第一位。氧原子核外只有一个电子。氢有三种同位素，氢主要以化
合状态存在于水、石油、煤、天然气以及各种生物的组织中。它在地壳内的含量以原子百分比表示约为17.o%．水含有11%
重量的氢，泥土中含有约15%，100千米的高空主要成份也是氢气，但在大气层中的含量却很低．邻近地面的空气只有极少
量的氢。光谱分析的结果表明，大阳和星球的大气中含有大量的氢，以原子百分比表示大约81.75%，从整个宇宙来看，氢是含量最多的一种元素。
(一)氢气的物理性质
在通常状况下，氢气是一种无色，无味和无嗅的气体。它比空气轻．据测定，在标准状况下(温度为0℃，压强为101，
325千帕)，1升氢气的质量是0.089克。氢气跟同体积的空气相比，质量约是空气的1／14，比空气轻重4．38倍。在101.
325千帕下，氢气在一252．8℃(20.2K)时，能变成无色的液体，在一259．2℃(13．8K)时，能变为雪状的固体。它难溶于
水，也难液化。这样轻的气体，自然具有最大的扩散速度和很高的导热性，它的导热率比空气大7倍。氢在水中的溶解度
很小，而在镍、钯和钼中的溶解度都很大，一体积的钯能溶解几百体积的氢。氢的渗透性很强，常温下可透过橡皮和乳胶
管，在高温下可透过钯、镍、钢等金属薄膜。由于氢气具有很强的渗透性，所以当钢暴露于一定温度和压力的氢气中时，
渗透于钢的晶格中的原子氢在缓慢的变形中引起脆化作用。它在钢的微观孔隙中与碳反应生成甲烷。随着甲烷生成量的增
加，使孔隙扩张成裂纹，加速了碳在微观组织中的迁移，降低了钢的机械性能，甚至引起材质的损坏。
(二)氢气的化学性质
氢气在常温下性质稳定，但在点燃或加热等条件下，能够跟许多物质发生化学反应。 1 氢气的可燃性
氢气在空气里的燃烧，实际上是与空气里的氧气发生反应，生成水。这一反应过程中有大量热放出，是相同条件下汽
油的三倍。因此可用作高能燃料，在火箭上使用。我国长征3号火箭就用液氢燃料。
不纯的氢气点燃时会发生爆炸。但有一个极限，当空气中所含氢气的体积占混合体积的４％－７４.2%时，点燃都会产
生爆炸，这个体积分数范围叫爆炸极限。当氢气的纯度达到７４.2%以上时点燃只会燃烧不会产生爆炸。所以，在点燃使
用氢气时必须十分注意安全。只有确保氢气已经纯净后，方可点燃或加热由氢气。 2 氢气的还原性
氢气与氧化铜生成红色的金属铜与水，以上反应的实质是氢气夺取氧化铜中的氧生成水，使氧化铜变为红色的金属铜。
氧化铜失去氧变成铜，氧化铜被还原了，即氧化铜发生了还原反应。这种含氧化合物失去氧的反应，叫做还原反应。能夺取
含氧化物里的氧，使它发生还原反应是的物质，叫做还原剂。氢气是还原剂具有还原性
(三）氢气的用途
氢气的用途是由氢气的性质决定的。例如，氢气密度是所有气体中最小的，可将氢气充入气球中气球就可以飞起来，如
放飞氢气球、太空氢气球、空飘氢气球。氢气也可充氢气飞艇。
氢气跟氧气反应时放出大量的热，氢氧焰可达3000℃的高温，用于焊接或切割金属；做高能燃料。利用氢气的还原性，
可以冶炼有色金属和高纯锗、硅，合成氨、盐酸，石油加氢，制硬化油，高效能燃料，液氢还有希望成为动力火箭的推进剂。
其实氢气是重要的化工原料。如：氢气和氮气在高温、高压、催化剂存在下可直接合成氨气，目前，全世界生产的氢气
约有2/3用于合成氨工业。在石油工业上许多工艺过程需用氢气，如加氢裂化，加氢精制、加氢脱硫、催化加氢等。氢气在
氯气中燃烧生成氯化氢，用水吸收得到重要的化工原料枣盐酸。氢气和一氧化碳的合成气，净化后经加压和催化可以合成甲
醇。在食品工业上，氢气用于动植物油脂的硬化，制人造奶油和脆化奶油等。随着新技术的发展，氢气的应用将更为广泛和 重要。
