氢气(Hydrogen)是氢元素形成的一种单质,化学式H2,分子量为2.01588。氢气的密度为0.089g/L(101.325kpa,0°C),只有空气的1/14,是世界上已知的密度最小的气体。所以氢气可作为飞艇、氢气球的填充气体(由于氢气具有可燃性,安全性不高,飞艇现多用氦气填充)。氢气与电负性大的非金属反应显示还原性,与活泼金属反应显示氧化性。
氢气是无色并且密度比空气小的气体在各种气体中氢气的密度最小。标准状况下1升氢气的质量是0.0899克相同体积比空气轻得多。因为氢气难溶于水所以可以用排水集气法收集氢气。另外在101千帕压强下温度-252.87 ℃时氢气可转变成无色的液体-259.1 ℃时变成雪状固体。常温下氢气的性质很稳定不容易跟其它物质发生化学反应。
物理性质:
1、氢气是无色并且密度比空气小的气体(在各种气体中,氢气的密度最小。标准状况下,1升氢气的质量是0.0899克,相同体积比空气轻得多)。
2、因为氢气难溶于水,所以可以用排水集气法收集氢气。
3、在101千帕压强下,温度-252.87 ℃时,氢气可转变成淡蓝色的液体;-259.1 ℃时,变成雪状固体。
4、如氢气被钯或铂等金属吸附后具有较强的活性(特别是被钯吸附)。金属钯对氢气的吸附作用最强。
5、当空气中的体积分数为4%-75%时,遇到火源,可引起爆炸。
化学性质:
可燃性
纯净的氢气在空气里能够安静地燃烧,生成水。反应方程式为:2H2 + O2 = 2H2O。
不纯的氢气(即氢气中混有其他可燃性气体或空气)在点燃时可能发生爆炸,其爆炸极限为氢气体积占混合气总体积的4.0%~74.2%。
还原性
氢气能够夺取某些金属氧化物中的氧,使金属还原。例如,氢气与氧化铜反应可以生成铜和水:H2 + CuO = Cu + H2O。
稳定性
在常温常压下,氢气的化学性质相对稳定,不容易与其他物质发生化学反应。
然而,在特定条件下(如点燃、加热、使用催化剂等),氢气的化学性质会变得较为活泼。
氢气是一种理想的健康促进剂。其对人体的高安全性得到了充分的研究证据支持,无毒性使其成为用于健康的工具。更重要的是,氢气具有显著的抗炎症和抗氧化特性,这可能对多种疾病具有预防作用。因此,可以说氢气是一种健康圣品。
氢气常用于充填气球。这是因为氢气的密度非常低,使其成为填充气球的理想选择。当氢气被填充到气球中时,它能够使气球轻盈地漂浮在空中。此外,由于氢气在氧气中燃烧能放出大量的热,其火焰温度高达3000℃,因此,氢气不仅用于气球填充,还有其他的多种用途。
氢气在抗凋亡方面具有显著作用。在研究氢气对蛛网膜下腔出血导致的急性肾损伤的保护作用时,发现氢气能有效保护肾脏,起到抗凋亡的效果。此外,氢气还能提高免疫力,这可能是其抗癌效果的保证。这种机制可能涉及到氢气活化免疫力的过程。