Hidrogen adalah unsur pertama dalam Tabel Periodik unsur kimia, memiliki nomor atom 1 dan massa atom relatif 1,0079. Apa yang properti fisik hidrogen?

Sifat fisik hidrogen

Diterjemahkan dari bahasa Latin, hidrogen berarti “melahirkan air.” Pada tahun 1766, ilmuwan Inggris G. Cavendish mengumpulkan “udara yang mudah terbakar” yang dilepaskan ketika asam bekerja pada logam dan mulai mempelajari sifat-sifatnya. Pada tahun 1787, A. Lavoisier mengidentifikasi “udara yang mudah terbakar” ini sebagai unsur kimia baru yang merupakan bagian dari air.

Beras. 1.A.Lavoisier.

Hidrogen memiliki 2 isotop stabil - protium dan deuterium, serta satu isotop radioaktif - tritium, yang jumlahnya sangat kecil di planet kita.

Hidrogen adalah unsur paling melimpah di ruang angkasa. Matahari dan sebagian besar bintang memiliki hidrogen sebagai unsur utamanya. Gas ini juga ditemukan dalam air, minyak, dan gas alam. Total kandungan hidrogen di Bumi adalah 1%.

Beras. 2. Rumus hidrogen.

Sebuah atom zat ini mengandung inti dan satu elektron. Ketika hidrogen kehilangan elektron, ia membentuk ion bermuatan positif, yaitu ion bermuatan positif sifat logam. Tetapi atom hidrogen juga tidak hanya mampu kehilangan, tetapi juga memperoleh elektron. Dalam hal ini sangat mirip dengan halogen. Oleh karena itu, hidrogen dalam Tabel Periodik termasuk dalam golongan I dan VII. Sifat non-logam hidrogen lebih menonjol.

Molekul hidrogen terdiri dari dua atom yang dihubungkan oleh ikatan kovalen

Dalam kondisi normal, hidrogen adalah unsur gas tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Ini 14 kali lebih ringan dari udara, dan titik didihnya -252,8 derajat Celcius.

Tabel “Sifat fisik hidrogen”

Selain sifat fisik, hidrogen juga memiliki sejumlah sifat kimia. Hidrogen, ketika dipanaskan atau di bawah pengaruh katalis, bereaksi dengan logam dan non-logam, belerang, selenium, telurium, dan juga dapat mereduksi oksida dari banyak logam.

Produksi hidrogen

Dari metode industri produksi hidrogen (kecuali elektrolisis larutan berair garam) hal-hal berikut perlu diperhatikan:

  • melewatkan uap air melalui batubara panas pada suhu 1000 derajat:
  • konversi metana dengan uap air pada suhu 900 derajat:

CH 4 +2H 2 O=CO 2 +4H 2

Hidrogen adalah gas; ia menempati urutan pertama dalam Tabel Periodik. Nama unsur ini, yang tersebar luas di alam, diterjemahkan dari bahasa Latin sebagai “penghasil air”. Jadi apa fisik dan Sifat kimia hidrogen yang kita ketahui?

Hidrogen: informasi umum

Dalam kondisi normal, hidrogen tidak memiliki rasa, bau, dan warna.

Beras. 1. Rumus hidrogen.

Karena sebuah atom mempunyai satu tingkat energi elektronik, yang dapat menampung maksimal dua elektron, maka untuk keadaan stabil atom dapat menerima satu elektron (bilangan oksidasi -1) atau melepaskan satu elektron (bilangan oksidasi +1), menunjukkan a valensi konstan I Oleh karena itu lambang unsur hidrogen ditempatkan tidak hanya pada golongan IA (subgrup utama golongan I) bersama dengan logam alkali, tetapi juga pada golongan VIIA (subgrup utama golongan VII) bersama dengan halogen . Atom halogen juga kekurangan satu elektron sebelum terisi tingkat eksternal, dan mereka, seperti hidrogen, adalah non-logam. Pameran hidrogen derajat positif oksidasi pada senyawa yang berasosiasi dengan unsur nonlogam yang lebih elektronegatif, dan bilangan oksidasi negatif pada senyawa dengan logam.

Beras. 2. Letak hidrogen di tabel periodik.

Hidrogen memiliki tiga isotop, yang masing-masing memiliki namanya sendiri: protium, deuterium, tritium. Jumlah yang terakhir di Bumi dapat diabaikan.

Sifat kimia hidrogen

Pada zat sederhana H2, ikatan antar atomnya kuat (energi ikatan 436 kJ/mol), sehingga aktivitas molekul hidrogen rendah. Dalam kondisi normal, ia hanya bereaksi dengan logam yang sangat reaktif, dan satu-satunya non-logam yang bereaksi dengan hidrogen adalah fluor:

F 2 +H 2 =2HF (hidrogen fluorida)

Hidrogen bereaksi dengan zat sederhana (logam dan non-logam) dan kompleks (oksida, senyawa organik tidak spesifik) lainnya baik melalui iradiasi dan peningkatan suhu, atau dengan adanya katalis.

Hidrogen terbakar dalam oksigen, melepaskan sejumlah besar panas:

2H 2 +O 2 =2H 2 O

Campuran hidrogen dan oksigen (2 volume hidrogen dan 1 volume oksigen) meledak hebat ketika dinyalakan dan oleh karena itu disebut gas peledak. Saat bekerja dengan hidrogen, peraturan keselamatan harus dipatuhi.

Beras. 3. Gas yang mudah meledak.

Dengan adanya katalis, gas dapat bereaksi dengan nitrogen:

3H 2 +N 2 =2NH 3

– reaksi ini pada suhu dan tekanan tinggi menghasilkan amonia dalam industri.

Pada suhu tinggi, hidrogen mampu bereaksi dengan belerang, selenium, dan telurium. dan ketika berinteraksi dengan basa dan logam alkali tanah hidrida terbentuk: 4.3. Total peringkat yang diterima: 186.

Hidrogen ditemukan pada paruh kedua abad ke-18 oleh ilmuwan Inggris di bidang fisika dan kimia G. Cavendish. Dia berhasil mengisolasi zat tersebut dalam keadaan murni, mulai mempelajarinya dan menjelaskan sifat-sifatnya.

Inilah kisah penemuan hidrogen. Selama percobaan, peneliti menentukan bahwa itu adalah gas yang mudah terbakar, yang pembakarannya di udara menghasilkan air. Hal ini menyebabkan penentuan komposisi kualitatif air.

Apa itu hidrogen

Ahli kimia Perancis A. Lavoisier pertama kali mengumumkan hidrogen sebagai zat sederhana pada tahun 1784, karena ia menetapkan bahwa molekulnya mengandung atom dengan jenis yang sama.

Nama unsur kimia dalam bahasa latin berbunyi seperti hidrogenium (dibaca “hidrogenium”) yang artinya “pemberi air”. Nama tersebut mengacu pada reaksi pembakaran yang menghasilkan air.

Karakteristik hidrogen

Penunjukan hidrogen diberikan untuk unsur kimia ini oleh N. Mendeleev. nomor seri, menempatkannya dalam subkelompok utama dari kelompok pertama dan periode pertama dan secara kondisional dalam subkelompok utama dari kelompok ketujuh.

Berat atom (massa atom) hidrogen adalah 1,00797. Berat molekul H2 adalah 2 a. e. Masa molar secara numerik sama dengannya.

Ini diwakili oleh tiga isotop yang memiliki nama khusus: protium (H) yang paling umum, deuterium berat (D), tritium radioaktif (T).

Ini adalah unsur pertama yang dapat dipisahkan sepenuhnya menjadi isotop dengan cara yang sederhana. Hal ini didasarkan pada perbedaan massa isotop yang tinggi. Prosesnya pertama kali dilakukan pada tahun 1933. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa baru pada tahun 1932 ditemukan isotop bermassa 2.

Properti fisik

DI DALAM kondisi normal Zat sederhana hidrogen yang berbentuk molekul diatomik berbentuk gas, tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau. Sedikit larut dalam air dan pelarut lainnya.

Suhu kristalisasi - 259,2 o C, titik didih - 252,8 o C. Diameter molekul hidrogen sangat kecil sehingga memiliki kemampuan berdifusi perlahan melalui sejumlah bahan (karet, kaca, logam). Properti ini digunakan ketika diperlukan untuk memurnikan hidrogen dari pengotor gas. Ketika n. kamu. hidrogen memiliki massa jenis 0,09 kg/m3.

Mungkinkah mengubah hidrogen menjadi logam dengan analogi dengan unsur-unsur yang terletak pada golongan pertama? Para ilmuwan telah menemukan bahwa hidrogen, dalam kondisi ketika tekanan mendekati 2 juta atmosfer, mulai menyerap sinar infra merah, yang menunjukkan polarisasi molekul suatu zat. Mungkin, pada tekanan yang lebih tinggi lagi, hidrogen akan menjadi logam.

Ini menarik: Ada anggapan bahwa di planet raksasa Yupiter dan Saturnus, hidrogen terdapat dalam bentuk logam. Diasumsikan bahwa hidrogen padat metalik juga terdapat di inti bumi, karena tekanan sangat tinggi yang diciptakan oleh mantel bumi.

Sifat kimia

Baik sederhana maupun zat kompleks. Tetapi rendahnya aktivitas hidrogen perlu ditingkatkan dengan menciptakan kondisi yang sesuai - meningkatkan suhu, menggunakan katalis, dll.

Ketika dipanaskan, zat sederhana seperti oksigen (O 2), klorin (Cl 2), nitrogen (N 2), sulfur (S) bereaksi dengan hidrogen.

Jika Anda menyalakan hidrogen murni di ujung tabung saluran keluar gas di udara, ia akan terbakar secara merata, namun hampir tidak terasa. Jika tabung saluran keluar gas ditempatkan pada atmosfer oksigen murni, maka pembakaran akan dilanjutkan dengan terbentuknya tetesan air pada dinding bejana, sebagai akibat dari reaksi:

Pembakaran air disertai dengan pelepasan sejumlah besar panas. Ini adalah reaksi senyawa eksotermik di mana hidrogen dioksidasi oleh oksigen untuk membentuk oksida H 2 O. Ini juga merupakan reaksi redoks di mana hidrogen dioksidasi dan oksigen direduksi.

Reaksi dengan Cl 2 terjadi serupa dengan pembentukan hidrogen klorida.

Interaksi nitrogen dengan hidrogen memerlukan suhu dan tekanan tinggi, serta adanya katalis. Hasilnya adalah amonia.

Sebagai hasil reaksi dengan belerang, hidrogen sulfida terbentuk, yang pengenalannya difasilitasi oleh bau khas telur busuk.

Bilangan oksidasi hidrogen dalam reaksi ini adalah +1, dan dalam hidrida yang dijelaskan di bawah - 1.

Ketika bereaksi dengan beberapa logam, hidrida terbentuk, misalnya natrium hidrida - NaH. Beberapa senyawa kompleks ini digunakan sebagai bahan bakar roket, serta tenaga termonuklir.

Hidrogen juga bereaksi dengan zat dari kategori kompleks. Misalnya dengan tembaga (II) oksida, rumus CuO. Untuk melakukan reaksi, hidrogen tembaga dilewatkan di atas bubuk tembaga (II) oksida yang dipanaskan. Selama interaksi, reagen berubah warna menjadi merah kecoklatan, dan tetesan air mengendap di dinding dingin tabung reaksi.

Hidrogen teroksidasi selama reaksi, membentuk air, dan tembaga direduksi dari oksida menjadi zat sederhana (Cu).

Area penggunaan

Hidrogen punya sangat penting untuk manusia dan digunakan di berbagai bidang:

  1. DI DALAM produksi kimia– ini adalah bahan mentah, di industri lain – bahan bakar. Perusahaan petrokimia dan penyulingan minyak tidak dapat hidup tanpa hidrogen.
  2. Dalam industri tenaga listrik, zat sederhana ini berperan sebagai zat pendingin.
  3. Dalam metalurgi besi dan non-besi, hidrogen berperan sebagai zat pereduksi.
  4. Ini membantu menciptakan lingkungan yang lembam saat mengemas produk.
  5. Industri farmasi - menggunakan hidrogen sebagai reagen dalam produksi hidrogen peroksida.
  6. Balon cuaca diisi dengan gas ringan ini.
  7. Elemen ini juga dikenal sebagai peredam bahan bakar untuk mesin roket.

Para ilmuwan dengan suara bulat memperkirakan bahwa bahan bakar hidrogen akan memimpin sektor energi.

Penerimaan di industri

Dalam industri, hidrogen diproduksi melalui elektrolisis, yang dilakukan dengan klorida atau hidroksida logam alkali yang dilarutkan dalam air. Hidrogen juga dapat diperoleh langsung dari air dengan menggunakan metode ini.

Konversi kokas atau metana dengan uap air digunakan untuk tujuan ini. Penguraian metana pada suhu tinggi juga menghasilkan hidrogen. Pencairan gas oven kokas dengan metode fraksional juga digunakan untuk produksi industri hidrogen.

Diperoleh di laboratorium

Di laboratorium, peralatan Kipp digunakan untuk menghasilkan hidrogen.

Reagennya adalah asam klorida atau asam sulfat dan seng. Reaksi tersebut menghasilkan hidrogen.

Menemukan hidrogen di alam

Hidrogen lebih umum dibandingkan unsur lain di alam semesta. Sebagian besar bintang, termasuk Matahari, dan benda kosmik lainnya adalah hidrogen.

DI DALAM kerak bumi itu hanya 0,15%. Itu hadir dalam banyak mineral, semuanya bahan organik oh, dan juga di air yang menutupi 3/4 permukaan planet kita.

Jejak hidrogen murni dapat ditemukan di bagian atas atmosfer. Hal ini juga ditemukan di sejumlah gas alam yang mudah terbakar.

Hidrogen berbentuk gas adalah yang paling tidak padat, dan hidrogen cair adalah zat terpadat di planet kita. Dengan bantuan hidrogen, Anda dapat mengubah timbre suara Anda jika Anda menghirupnya dan berbicara saat Anda mengeluarkan napas.

Inti dari tindakan yang paling kuat bom hidrogen terletak pembelahan atom yang paling ringan.

Dalam tabel periodik ia memiliki posisi spesifiknya sendiri, yang mencerminkan sifat-sifat yang ditunjukkannya dan menjelaskannya struktur elektronik. Namun di antara semuanya ada satu atom khusus yang menempati dua sel sekaligus. Ia berada dalam dua kelompok unsur yang sifat-sifatnya sangat berlawanan. Ini adalah hidrogen. Fitur-fitur tersebut menjadikannya unik.

Hidrogen bukan hanya suatu unsur, tetapi juga zat sederhana komponen banyak senyawa kompleks, unsur biogenik dan organogenik. Oleh karena itu, mari kita perhatikan ciri-ciri dan sifat-sifatnya lebih detail.

Hidrogen sebagai unsur kimia

Hidrogen merupakan unsur golongan pertama subkelompok utama, serta unsur golongan ketujuh dari subkelompok utama pada periode minor pertama. Periode ini hanya terdiri dari dua atom: helium dan unsur yang sedang kita pertimbangkan. Mari kita uraikan ciri-ciri utama posisi hidrogen dalam tabel periodik.

  1. Nomor atom hidrogen adalah 1, jumlah elektronnya sama, dan jumlah protonnya sama. Massa atom - 1,00795. Ada tiga isotop unsur ini dengan nomor massa 1, 2, 3. Namun, sifat masing-masing isotop sangat berbeda, karena peningkatan massa bahkan sebesar satu untuk hidrogen akan langsung berlipat ganda.
  2. Fakta bahwa ia hanya mengandung satu elektron pada permukaan luarnya memungkinkannya berhasil menunjukkan sifat pengoksidasi dan pereduksi. Selain itu, setelah mendonorkan elektron, ia tetap berada pada orbital bebas, yang berperan dalam pembentukan ikatan kimia sesuai dengan mekanisme donor-akseptor.
  3. Hidrogen adalah zat pereduksi kuat. Oleh karena itu, tempat utamanya dianggap sebagai kelompok pertama dari subkelompok utama, yang paling banyak dia pimpin logam aktif- basa.
  4. Namun, ketika berinteraksi dengan zat pereduksi kuat, seperti logam, ia juga dapat menjadi zat pengoksidasi, menerima elektron. Senyawa ini disebut hidrida. Menurut fitur ini, ia mengepalai subkelompok halogen yang serupa.
  5. Berkat yang sangat kecil massa atom, hidrogen dianggap sebagai unsur paling ringan. Selain itu, kepadatannya juga sangat rendah sehingga juga menjadi patokan ringan.

Jadi, jelaslah bahwa atom hidrogen adalah unsur yang sepenuhnya unik, tidak seperti semua unsur lainnya. Oleh karena itu, sifat-sifatnya juga istimewa, dan zat sederhana dan kompleks yang terbentuk sangatlah penting. Mari kita pertimbangkan lebih lanjut.

Substansi sederhana

Jika kita berbicara tentang unsur ini sebagai molekul, maka kita harus mengatakan bahwa unsur ini bersifat diatomik. Artinya, hidrogen (zat sederhana) adalah gas. Rumus empirisnya akan dituliskan sebagai H 2, dan rumus grafiknya akan dituliskan dengan menggunakan tunggal ikatan sigma H-H. Mekanisme pembentukan ikatan antar atom bersifat kovalen nonpolar.

  1. Reformasi uap metana.
  2. Gasifikasi batubara - prosesnya melibatkan pemanasan batubara hingga 1000 0 C, menghasilkan pembentukan hidrogen dan batubara karbon tinggi.
  3. Elektrolisa. Metode ini hanya dapat digunakan untuk larutan berbagai garam dalam air, karena lelehannya tidak menyebabkan keluarnya air di katoda.

Metode laboratorium untuk memproduksi hidrogen:

  1. Hidrolisis hidrida logam.
  2. Pengaruh asam encer terhadap logam aktif dan aktivitas sedang.
  3. Interaksi logam alkali dan alkali tanah dengan air.

Untuk mengumpulkan hidrogen yang dihasilkan, Anda harus memegang tabung reaksi dalam posisi terbalik. Bagaimanapun, gas ini tidak dapat dikumpulkan dengan cara yang sama seperti karbon dioksida, misalnya. Ini hidrogen, jauh lebih ringan dari udara. Ia menguap dengan cepat, dan meledak dalam jumlah besar bila bercampur dengan udara. Oleh karena itu, tabung reaksi harus dibalik. Setelah diisi harus ditutup dengan sumbat karet.

Untuk memeriksa kemurnian hidrogen yang dikumpulkan, Anda harus membawa korek api yang menyala ke leher. Jika tepukannya tumpul dan pelan, berarti gasnya bersih, dengan sedikit pengotor udara. Jika keras dan bersiul, berarti kotor, banyak mengandung komponen asing.

Area penggunaan

Ketika hidrogen dibakar, banyak sekali hidrogen yang dilepaskan sejumlah besar energi (panas), bahwa gas ini dianggap sebagai bahan bakar yang paling menguntungkan. Selain itu, ramah lingkungan. Namun, hingga saat ini penerapannya di bidang ini masih terbatas. Hal ini disebabkan oleh masalah sintesis hidrogen murni yang kurang dipahami dan belum terpecahkan, yang cocok untuk digunakan sebagai bahan bakar dalam reaktor, mesin dan perangkat portabel, serta boiler pemanas perumahan.

Memang cara memproduksi gas ini cukup mahal, sehingga perlu dikembangkan metode sintesis khusus terlebih dahulu. Salah satu yang memungkinkan Anda mendapatkan produk dalam volume besar dan biaya minimal.

Ada beberapa area utama di mana gas yang kami pertimbangkan digunakan.

  1. Sintesis kimia. Hidrogenasi digunakan untuk memproduksi sabun, margarin, dan plastik. Dengan partisipasi hidrogen, metanol dan amonia, serta senyawa lainnya, disintesis.
  2. DI DALAM Industri makanan- sebagai aditif E949.
  3. Industri penerbangan (ilmu roket, manufaktur pesawat terbang).
  4. Industri tenaga listrik.
  5. Meteorologi.
  6. Bahan bakar ramah lingkungan.

Tentu saja, hidrogen sama pentingnya dengan ketersediaannya yang melimpah di alam. Berbagai senyawa yang dibentuknya memainkan peran yang lebih besar.

Senyawa hidrogen

Ini adalah zat kompleks yang mengandung atom hidrogen. Ada beberapa jenis utama zat tersebut.

  1. Hidrogen halida. Rumus umumnya adalah HHal. Yang paling penting di antaranya adalah hidrogen klorida. Ini adalah gas yang larut dalam air untuk membentuk larutan dari asam klorida. Asam ini banyak digunakan di hampir semua sintesis kimia. Apalagi baik organik maupun anorganik. Hidrogen klorida adalah senyawa dengan rumus empiris HCL dan merupakan salah satu produksi terbesar di negara kita setiap tahunnya. Hidrogen halida juga termasuk hidrogen iodida, hidrogen fluorida, dan hidrogen bromida. Semuanya membentuk asam yang sesuai.
  2. Mudah menguap Hampir semuanya merupakan gas yang cukup beracun. Misalnya hidrogen sulfida, metana, silan, fosfin dan lain-lain. Pada saat yang sama, mereka sangat mudah terbakar.
  3. Hidrida adalah senyawa dengan logam. Mereka termasuk dalam kelas garam.
  4. Hidroksida: basa, asam dan senyawa amfoter. Mereka tentu mengandung atom hidrogen, satu atau lebih. Contoh : NaOH, K 2, H 2 SO 4 dan lain-lain.
  5. Hidrogen hidroksida. Senyawa ini lebih dikenal dengan sebutan air. Nama lainnya adalah hidrogen oksida. Rumus empirisnya seperti ini - H 2 O.
  6. Hidrogen peroksida. Ini adalah zat pengoksidasi kuat, rumusnya adalah H 2 O 2.
  7. Banyak sekali senyawa organik: hidrokarbon, protein, lemak, lipid, vitamin, hormon, minyak esensial dan lain-lain.

Jelaslah bahwa variasi senyawa dari unsur yang kita pertimbangkan sangatlah besar. Hal ini sekali lagi menegaskan pentingnya hal ini bagi alam dan manusia, serta bagi semua makhluk hidup.

- ini adalah pelarut terbaik

Seperti disebutkan di atas, nama umum zat ini adalah air. Terdiri dari dua atom hidrogen dan satu oksigen, disatukan melalui ikatan kovalen ikatan polar. Molekul air adalah dipol, hal ini menjelaskan banyak sifat yang ditunjukkannya. Secara khusus, ini adalah pelarut universal.

Di lingkungan perairan hampir semua proses kimia terjadi. Reaksi internal plastik dan metabolisme energi pada organisme hidup juga dilakukan dengan menggunakan hidrogen oksida.

Air dianggap sebagai zat terpenting di planet ini. Diketahui bahwa tidak ada organisme hidup yang dapat hidup tanpanya. Di Bumi, ia dapat berada dalam tiga keadaan agregasi:

  • cairan;
  • gas (uap);
  • padat (es).

Tergantung pada isotop hidrogen yang membentuk molekul, ada tiga jenis air.

  1. Ringan atau protium. Isotop dengan nomor massa 1. Rumusnya adalah H 2 O. Ini adalah bentuk yang biasa digunakan semua organisme.
  2. Deuterium atau berat, rumusnya D 2 O. Mengandung isotop 2 H.
  3. Super berat atau tritium. Rumusnya seperti T 3 O, isotopnya adalah 3 H.

Cadangan air protium segar di planet ini sangatlah penting. Saat ini sudah terjadi kekurangan pasokan di banyak negara. Metode sedang dikembangkan untuk mengolah air asin untuk menghasilkan air minum.

Hidrogen peroksida adalah obat universal

Senyawa ini, sebagaimana disebutkan di atas, merupakan zat pengoksidasi yang sangat baik. Namun, dengan perwakilan yang kuat dia juga bisa berperilaku sebagai pemulih. Selain itu, ia memiliki efek bakterisidal yang nyata.

Nama lain dari hubungan ini- peroksida. Dalam bentuk inilah ia digunakan dalam pengobatan. Larutan 3% kristal hidrat dari senyawa yang dimaksud adalah obat medis yang digunakan untuk mengobati luka kecil dengan tujuan untuk mendisinfeksi luka tersebut. Namun, hal ini terbukti meningkatkan waktu penyembuhan luka.

Hidrogen peroksida juga digunakan dalam bahan bakar roket, dalam industri untuk desinfeksi dan pemutihan, dan sebagai bahan pembusa untuk produksi bahan yang sesuai (busa, misalnya). Selain itu, peroksida membantu membersihkan akuarium, memutihkan rambut, dan memutihkan gigi. Namun, hal ini menyebabkan kerusakan pada jaringan, sehingga tidak direkomendasikan oleh spesialis untuk tujuan ini.

  • Sejarah penemuan hidrogen

    Jika hidrogen merupakan unsur kimia paling umum di Bumi, maka hidrogen adalah unsur paling umum di seluruh alam semesta. Bintang kita (dan bintang lainnya) terdiri dari sekitar setengah hidrogen, dan gas antarbintang terdiri dari 90% atom hidrogen. Unsur kimia ini juga menempati tempat penting di Bumi, karena bersama dengan oksigen ia merupakan bagian dari air, dan namanya “hidrogen” berasal dari dua kata Yunani kuno: “air” dan “melahirkan”. Selain air, hidrogen terdapat di sebagian besar zat organik dan sel; tanpanya, seperti halnya tanpa oksigen, Kehidupan itu sendiri tidak akan terpikirkan.

    Sejarah penemuan hidrogen

    Ilmuwan pertama yang memperhatikan hidrogen adalah alkemis dan dokter besar Abad Pertengahan, Theophrastus Paracelsus. Dalam eksperimen alkimianya, dengan harapan menemukan " Batu Bertuah“Dengan mencampurkannya dengan asam, Paracelsus memperoleh gas mudah terbakar yang sebelumnya tidak diketahui. Benar, gas ini tidak pernah bisa dipisahkan dari udara.

    Hanya satu setengah abad setelah Paracelsus, ahli kimia Perancis Lemery berhasil memisahkan hidrogen dari udara dan membuktikan sifat mudah terbakarnya. Benar, Lemery tidak pernah menyadari bahwa gas yang diperolehnya adalah hidrogen murni. Secara paralel, ilmuwan Rusia Lomonosov juga terlibat dalam eksperimen kimia serupa, tetapi terobosan nyata dalam studi hidrogen dibuat oleh ahli kimia Inggris Henry Cavendish, yang dianggap sebagai penemu hidrogen.

    Pada tahun 1766, Cavendish berhasil memperoleh hidrogen murni, yang disebutnya “udara yang mudah terbakar”. 20 tahun kemudian, ahli kimia Perancis berbakat Antoine Lavoisier mampu mensintesis air dan mengisolasi “udara yang sangat mudah terbakar” ini - hidrogen. Dan omong-omong, Lavoisier-lah yang menyarankan nama hidrogen - "Hidrogenium", juga dikenal sebagai "hidrogen".

    Antoine Lavoisier bersama istrinya, yang membantunya melakukan eksperimen kimia, termasuk sintesis hidrogen.

    Susunan unsur-unsur kimia dalam tabel periodik Mendeleev didasarkan pada berat atomnya, dihitung relatif terhadap berat atom hidrogen. Artinya, dengan kata lain, hidrogen dan berat atomnya adalah landasan tabel periodik, titik tumpu yang menjadi dasar ahli kimia hebat menciptakan sistemnya. Oleh karena itu, tidak mengherankan jika hidrogen menempati tabel periodik kehormatan dulu tempat.

    Selain itu, hidrogen memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

    • Massa atom hidrogen adalah 1,00795.
    • Hidrogen memiliki tiga isotop, yang masing-masing memiliki sifat tersendiri.
    • Hidrogen merupakan unsur ringan dengan kepadatan rendah.
    • Hidrogen mempunyai sifat pereduksi dan pengoksidasi.
    • Ketika bersentuhan dengan logam, hidrogen menerima elektronnya dan menjadi zat pengoksidasi. Senyawa seperti ini disebut hidrat.

    Hidrogen adalah gas; molekulnya terdiri dari dua atom.

    Seperti inilah penampakan molekul hidrogen secara skematis.

    Hidrogen molekuler, yang terbentuk dari molekul diatomik tersebut, akan meledak ketika dibawa ke korek api. Selama ledakan, molekul hidrogen terurai menjadi atom, yang berubah menjadi inti helium. Inilah yang terjadi pada Matahari dan bintang-bintang lainnya - karena disintegrasi molekul hidrogen yang terus-menerus, bintang kita membakar dan menghangatkan kita dengan panasnya.

    Sifat fisik hidrogen

    Hidrogen memiliki sifat fisik sebagai berikut:

    • Titik didih hidrogen adalah 252,76 °C;
    • Dan pada suhu 259.14 °C sudah mulai mencair.
    • Hidrogen sedikit larut dalam air.
    • Hidrogen murni adalah bahan peledak dan mudah terbakar yang sangat berbahaya.
    • Hidrogen 14,5 kali lebih ringan dari udara.

    Sifat kimia hidrogen

    Karena hidrogen bisa masuk situasi yang berbeda Baik sebagai zat pengoksidasi maupun zat pereduksi, ia digunakan untuk melakukan reaksi dan sintesis.

    Sifat pengoksidasi hidrogen berinteraksi dengan logam aktif (biasanya alkali dan alkali tanah), hasil interaksi ini adalah pembentukan hidrida - senyawa mirip garam. Namun, hidrida juga terbentuk selama reaksi hidrogen dengan logam dengan aktivitas rendah.

    Sifat pereduksi hidrogen mempunyai kemampuan mereduksi logam menjadi zat sederhana dari oksidanya, dalam industri ini disebut hidrogenotermi.

    Bagaimana cara mendapatkan hidrogen?

    Di antara alat industri untuk memproduksi hidrogen adalah:

    • gasifikasi batubara,
    • reformasi uap metana,
    • elektrolisa.

    Di laboratorium, hidrogen dapat diperoleh:

    • selama hidrolisis hidrida logam,
    • ketika logam alkali dan alkali tanah bereaksi dengan air,
    • ketika asam encer berinteraksi dengan logam aktif.

    Penerapan hidrogen

    Karena hidrogen 14 kali lebih ringan dari udara, di masa lalu mereka mengisinya balon dan kapal udara. Namun setelah serangkaian bencana yang terjadi pada kapal udara, para perancang harus mencari pengganti hidrogen (ingat, hidrogen murni adalah bahan peledak, dan percikan sekecil apa pun sudah cukup untuk menyebabkan ledakan).

    Ledakan kapal udara Hindenburg pada tahun 1937, penyebab ledakan tersebut justru karena terbakarnya hidrogen (akibat korsleting) yang ditumpangi pesawat besar ini.

    Oleh karena itu, untuk pesawat semacam itu, alih-alih menggunakan hidrogen, mereka mulai menggunakan helium, yang juga lebih ringan dari udara; memperoleh helium lebih memakan waktu, tetapi tidak sekuat hidrogen.

    Hidrogen juga digunakan untuk memurnikan berbagai jenis bahan bakar, terutama yang berbahan dasar minyak bumi dan produk minyak bumi.

    Hidrogen, video

    Dan terakhir, video edukasi tentang topik artikel kami.