Водород обнаружил ученый. Открытие элементов и происхождение их названий. Физические исследования Генри Кавендиша

Водород в природе

Много ли в природе водорода? Смотря где. В космосе водород – главный элемент. На его долю приходится около половины массы Солнца и большинства других звезд. Он содержится в газовых туманностях, в межзвездном газе, входит в состав звезд. В недрах звезд происходит превращение ядер атомов водорода в ядра атомов гелия. Этот процесс протекает с выделением энергии; для многих звезд, в том числе для Солнца, он служит главным источником энергии.

Например, ближайшая к нам звезда Галактики, которую мы знаем под именем «Солнце», на 70 % своей массы состоит из водорода. Атомов водорода во вселенной в несколько десятков тысяч раз больше, чем всех атомов всех металлов, вместе взятых.

Водород широко распространен в природе, его содержание в земной коре (литосфера и гидросфера) составляет по массе 1%. Водород входит в состав самого распространенного вещества на Земле - воды (11,19% водорода по массе), в состав соединений, слагающих угли, нефть, природные газы, глины, а также организмы животных и растений (то есть в состав белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов и других). В свободном состоянии Водород встречается крайне редко, в небольших количествах он содержится в вулканических и других природных газах. Ничтожные количества свободного Водорода (0,0001% по числу атомов) присутствуют в атмосфере.

Задание № 1. Заполните таблицу «Нахождение водорода в природе».

Открытие водорода.

Водород был открыт в первой половине XVI века немецким врачом и естествоиспытателем Парацельсом. В трудах химиков XVI–XVIII вв. упоминался «горючий газ» или «воспламеняемый воздух», который в сочетании с обычным, давал взрывчатые смеси. Получали его, действуя на некоторые металлы (железо, цинк, олово) разбавленными растворами кислот - серной и соляной.

Первым ученым, описавшим свойства этого газа, был английский ученый Генри Кавендиш. Он определил его плотность и изучил горение на воздухе, однако приверженность теории флогистона помешала исследователю разобраться в сути происходящих процессов.

В 1779 г. Антуан Лавуазье получил водород при разложении воды, пропуская ее пары через раскаленную докрасна железную трубку. Лавуазье также доказал, что при взаимодействии «горючего воздуха» с кислородом образуется вода, причем газы реагируют в объемном соотношении 2:1. Это позволило ученому определить состав воды - Н 2 О. Название элемента – Hydrogenium – Лавуазье и его коллеги образовали от греческих слов «гидро » - вода и «геннио » – рождаю. Русское наименование «водород» предложил химик М. Ф. Соловьев в 1824 году - по аналогии с ломоносовским «кислородом».

Задание №2. Напишите реакцию получения водорода из цинка и соляной кислоты в молекулярном и ионном виде, составьте ОВР.

– это газ, важное значение которого в существовании жизни на планете началось еще миллиарды лет назад. По современным догадкам, водород (H2) появился около 14 миллиардов лет назад. Он не обладает цветом или запахом, а также является самым легким элементом периодической системы химических элементов, имея атомную массу 1.00794. Водород имеет гексагональную кристаллическую структуру и при 0° по Цельсию его плотность составляет 0.09099 г/л.

Можно считать «аристократическим» газом, так как он был открыт в 1766 году британским философом, физиком и химиком дворянского происхождения Генри Кавендишем, а свое название он получил в 1783 году благодаря французскому физику, также дворянского происхождения, Антуану Лавуазье. Лорд Кавендиш предпочитал называть свое открытие –«горючий воздух». Фантастически богатый Лорд Каведиш был настолько застенчивым и замкнутым, что в одном из его имений даже была установлена отдельная лестница на вход по причине того, что он не мог общаться со слугами, особенно женского пола, с которыми он был особенно стеснителен и общался только с помощью записок. По современным предположениям Генри Кавендиш страдал синдромом Аспергера.

Что касается Антуана Лавуазье, то его конец был печален: после всех важных научных трудов он был лишен французскими крестьянами головы с помощью гильотины во время Французской революции. Спустя несколько недель после случившегося, они признали свою ошибку и принесли извинения семье Антуана Лавуазье, а позже даже воздвигли статую в его честь. Но из-за недостатка средств, к статуи Лавуазье приделали голову другого господина. Это кажется весьма ироничным, не правда ли?

Адаптивность просто поражает. Водород способен производить электричество, поэтому он используется в топливных элементах и, будучи наиболее чистым вариантом, в двигателях внутреннего сгорания.

Водород возник в результате большого взрыва и, с тех пор, действует в самых различных сферах на Земле. За последние три с половиной миллиарда лет он активно участвует в производстве воды, а также рождении и поддержании клеточной жизни.

На сегодняшний день водород (Н2) находится под пристальным вниманием в медицинских исследованиях. Сотни научных исследований доказали терапевтический потенциал воды, обогащенной водородом, для более, чем 140 моделей различных болезней.

Вот краткий обзор некоторых терапевтических возможностей водорода и водородной воды:

1. снижает поверхностное натяжение клеток, позволяя им лучше поглощать питательные вещества.
2. Это самый маленький , обладающий высокой биодоступностью.
3. Водород ликвидирует только самые разрушительные , превращая их в безопасную воду без каких-либо токсичных отходов.
4. усиливает действие таких антиоксидантов, как глутатион и супероксиддисмутаза.
5. помогает в осуществлении правильной гидратации клеток.
6. Водородная вода способствует уменьшению молочной кислоты и, таким образом, избавляет от боли в мышцах во время и после физических тренировок.
7. способствует производству АТФ в митохондриях.
8. Водородная вода усиливает функцию митохондрий в головном мозге, улучшая тем самым мозговую активность. Также поддерживает баланс сахара и холестерина.
9. Водородная вода обладает противовоспалительным действием и защищает от вредного воздействия радиации. Поэтому употребление

Имеет форму шара, а представляли себе ее в виде диска и даже плавающего прямоугольника, огонь, воздух, землю и воду считали четырьмя основными элементами мироздания . Кто перестал называть воду элементом? Кто лишил ее этого высокого звания? ? Целый ряд смелых химиков, работавших независимо друг от друга, почти одновременно сделали это открытие.

Первооткрыватели кислорода и водорода

1. Французский химик Антуан Лоран Лавуазье . Он был управляющим селитровым и пороховым заводом, а позднее, после победы французской буржуазной революции, комиссаром национальной казны, одним из влиятельнейших людей Франции.
2. Английский химик Генри Кавендиш , родом из старой герцогской семьи, пожертвовавший значительную долю своего состояния науке.
3. Соотечественник Кавендиша, Джозеф Пристли . Он был священником. Как ярый сторонник французской революции, Пристли был изгнан из Англии и бежал в Америку.
4. Известный шведский химик Карл Вильгельм Шееле, фармацевт.

Кислород - в воде и воздухе

Без воды нет жизни,

Открытие водорода

Почему вода не горит?

Вода мокрая, поэтому она и не горит.

Ответ от Невролог [гуру]
Газ водород был обнаружен Т. Парацельсом в XVI в. , когда он погрузил железо в серную кислоту. Но тогда еще и такого понятия не было – газ.
Одна из самых важных заслуг химика XVII в.
Я. Б. ван Гельмонта перед наукой состоит в том, что именно он обогатил человеческий словарь новым словом – «газ» , назвав так невидимые вещества, «которые не могут быть ни сохранены в сосудах, ни превращены в видимое тело» .
Но вскоре физик Р. Бойль придумал способ собирать и сохранять газы в сосудах. Это очень важный шаг вперед в познании газов, и опыт Бойля заслуживает подробного описания. Он опрокинул бутыль, наполненную разбавленной серной кислотой и железными гвоздями, горлышком в чашку с серной кислотой.
Но здесь Бойль допустил серьезную ошибку. Вместо того чтобы исследовать природу полученного газа, он отождествил этот газ с воздухом.
Удивительные свойства газа, впервые собранного Бойлем и столь недопустимо спутанного с воздухом, открыл Н. Лемери, современник Бойля. «Горючий воздух» – отныне это название надолго закрепится за удивительным газом, выделяемым железом из серной кислоты. Надолго, но не навсегда, т. к. это название неправильное, вернее, неточное: горючи и некоторые другие газы. Но если еще долго газ «серной кислоты и железа» исследователи будут путать с другими горючими газами, то никто уже не спутает его, подобно Бойлю, с обыкновенным воздухом.
Нашелся человек, который взялся за раскрытие тайны происхождения этого газаЗнатность происхождения обеспечивала ему блестящую карьеру государственного деятеля, а случайно доставшееся богатство открывало все возможности для беспечной жизни. Но лорд Г. Кавендиш пренебрег и тем и другим ради того удовлетворения, которое доставляет проникновение в тайны природы.
Первая опубликованная в 1766 г. работа Кавендиша посвящена «горючему воздуху» . Прежде всего он увеличивает количество способов получения «горючего воздуха» . Оказывается, что этот газ получается с одинаковым успехом, если железо заменить цинком или оловом, а серную кислоту соляной. «Горючий воздух» , однако, не поддерживает горения, точно так же, как и дыхание животных, которые быстро погибают в его атмосфере
Десять лет спустя после опубликования работы Кавендиша, в 1766 г. , исследователь по фамилии Маке, сжигая «горючий воздух» , сделал интересное наблюдение
Он к своему удивлению, обнаружил, что это пламя не оставляет никакой копоти.
При этом он заметил и нечто другое: блюдечко покрылось капельками жидкости, бесцветной, как вода. Полученную жидкость он и его помощник тщательно исследовали и нашли, что это действительно чистая вода.
А. Лавуазье усомнился в том, что при горении «горючего воздуха» получалась вода знаменательный опыт проводился 24 июня 1783 г. в присутствии нескольких лиц. Результат не вызвал никаких сомнений.
Итак, – заключил Лавуазье, – вода представляет собой не что иное, как окисленный “горючий воздух” или, иначе говоря, непосредственный продукт сгорания “горючего воздуха” – в кислороде, лишенный света и тепла, выделяющихся при сгорании» .
Медлительный Кавендиш обнародовал свой отчет в Лондонском королевском обществе лишь в 1784 г. , тогда как Лавуазье изложил свои результаты перед Парижской академией наук 25 июня 1783 г. , на целый год опередив своего соперника. В открытии сложного состава воды участвовали кроме Лавуазье и другие лица, в том числе знаменитый английский изобретатель Джеймс Уатт, которому за рубежом неправильно приписывается честь изобретения паровой машины.
Таким образом, теоретические соображения блестяще подтвердились, а попутно открылся новый способ получения «горючего воздуха».

Цель сегодняшней публикации – представить неподготовленному читателю исчерпывающие сведения о том, что такое водород , каковы его физические и химические свойства, сфера применения, значение и способы получения.

Водород присутствует в подавляющем большинстве органических веществ и клеток, в которых на его долю приходится почти две трети атомов.

Фото 1. Водород считается одним из самых распространенных элементов в природе

В периодической системе элементов Менделеева водород занимает почетную первую позицию с атомным весом, равным единице.

Название «водород» (в латинском варианте – Hydrogenium ) ведет происхождение от двух древнегреческих слов: ὕδωρ - « » и γεννάω - «рождаю» (буквально – «рождающий ) и впервые было предложено в 1824 г. русским химиком Михаилом Соловьевым.

Водород является одним из водообразующих (наряду с кислородом) элементов (химическая формула воды H 2 O).

По физическим свойствам водород характеризуется как бесцветный газ (легче воздуха). При смешении с кислородом или воздухом крайне и горюч.

Способен растворяться в некоторых металлах (титане, железе, платине, палладии, никеле) и в этаноле, однако очень плохо растворим в серебре.

Молекула водорода состоит из двух атомов и обозначается H 2 . Водород имеет несколько изотопов: протий (H), дейтерий (D) и тритий (T).

История открытия водорода

Еще в первой половине XVI века при проведении алхимических опытов, смешивая металлы с кислотами, Парацельс заметил доселе неизвестный горючий газ, который отделить от воздуха он так и не смог.

Спустя почти полтора столетия – в конце XVII века – французскому ученому Лемери удалось-таки отделить водород (еще не зная, что это именно водород) от воздуха и доказать его горючесть.

Фото 2. Генри Кавендиш — первооткрыватель водорода

Химические опыты в середине XVIII века позволили Михаилу Ломоносову выявить процесс выделения некоего газа в результате некоторых химических реакций, не являющегося, однако, флогистоном.

Настоящий прорыв в исследовании горючего газа удалось совершить английскому химику Генри Кавендишу , которому и приписывается открытие водорода (1766).

Этот газ Кавендиш называл «горючим воздухом». Им же проведена реакция сжигания этого вещества, в результате которой получалась вода.

В 1783 г. французским химикам во главе с Антуаном Лавуазье был осуществлен синтез воды, а впоследствии – разложение воды с выделением «горючего воздуха».

Эти исследования окончательно доказали присутствие водорода в составе воды. Именно Лавуазье предложил именовать новый газ Hydrogenium (1801).

Полезные свойства водорода

Водород легче воздуха в четырнадцать с половиной раз.

Его же отличает и самая высокая теплопроводность среди прочих газов (белее чем в семь раз превышает теплопроводность воздуха).

В былые воздушные шары и дирижабли заполняли водородом. После серии катастроф в середине 1930-х, закончившихся взрывами дирижаблей, конструкторам пришлось искать водороду замену.

Теперь для подобных летательных аппаратов используется гелий, который намного дороже водорода, зато не так взрывоопасен.

Фото 3. Водород применяется для изготовления ракетного топлива

Во многих странах ведутся исследования по созданию экономичных двигателей для легковых и грузовых автомобилей на основе водорода.

Автомобили на водородном топливе значительно экологичнее своих бензиновых и дизельных собратьев.

При обычных условиях (комнатная температура и естественное давление) водород неохотно вступает в реакции.

При нагревании смеси водорода и кислорода до 600 °C начинается реакция, завершающаяся образованием молекул воды.

Эту же реакцию можно спровоцировать с помощью электрической искры.

Реакции при участи водорода завершаются, лишь когда участвующие в реакции компоненты будут израсходованы целиком.

Температура горящего водорода достигает 2500-2800 °C.

С помощью водорода производят очистку различных типов топлива на основе нефти и нефтепродуктов.

В живой природе водород заменить нечем, так как он присутствует в любой органике (включая нефть) и во всех белковых соединениях.

Без участия водорода была бы невозможна.

Агрегатные состояния водорода

Водород способен пребывать в трех основных агрегатных состояниях:

• газообразном;
• жидком;
• твердом.

Обычное состояние водорода – газ. Понижая его температуру до -252,8 °C, водород превращается в жидкость, а после температурного порога -262 °C водород становится твердым.

Фото 4. Уже несколько десятилетий вместо дешевого водорода для наполнения воздушных шаров используют дорогой гелий

Ученые предполагают, что водород способен находиться в дополнительном (четвертом) агрегатном состоянии – металлическом.

Для этого нужно всего лишь создать давление в два с половиной миллиона атмосфер.

Пока, увы, это всего лишь научная гипотеза, так как получить «металлический водород» еще никому не удавалось.

Жидкий водород – из-за своей температуры — при попадании на кожу человека способен вызвать сильное обморожение.

Водород в таблице Менделеева

В основе распределения химических элементов в периодической таблице Менделеева лежит их атомный вес, рассчитанный относительно атомного веса водорода.

Фото 5. В таблице Менделеева водороду отведена ячейка с порядковым номером 1

Такого подхода долгие годы никто не мог ни опровергнуть, ни подтвердить.

С возникновением в начале XX века и, в частности, появлением знаменитых постулатов Нильса Бора, объясняющих с позиций квантовой механики строение атома, удалось доказать справедливость гипотезы Менделеева.

Верно и обратное: именно соответствие постулатов Нильса Бора периодическому закону, лежащему в основе таблицы Менделеева, и стало самым веским доводом в пользу признания их истинности.

Участие водорода в термоядерной реакции

Изотопы водорода дейтерий и тритий являются источниками невероятно мощной энергии, высвобождающейся в процессе термоядерной реакции.

Фото 6. Термоядерный взрыв без водорода был бы невозможен

Такая реакция возможна при температуре не ниже 1060 °C и протекают очень быстро – в течение нескольких секунд.

На Солнце термоядерные реакции протекают медленно.

Задача ученых – понять, почему так происходит, чтобы использовать полученные знания для создания новых – практически неисчерпаемых – источников энергии.

Что такое водород (видео):

>