03.10.2015

เราทุกคนรู้ดีว่าธาตุที่มีมากที่สุดในจักรวาลของเราคือไฮโดรเจน เป็นองค์ประกอบหลักของดวงดาว ของอะตอมทั้งหมด ส่วนแบ่งของมันคือ 88.6% กระบวนการที่เกิดขึ้นบนโลกนั้นไม่สามารถทำได้โดยปราศจากการกระทำของไฮโดรเจน ซึ่งแตกต่างจากองค์ประกอบอื่น ๆ มากมายที่อยู่ในรูปของสารประกอบต่างๆ เศษส่วนมวลของสารธรรมดาในอากาศมีน้อยมาก

ชื่อองค์ประกอบบน ละติน ไฮโดรเจนประกอบด้วยคำภาษากรีกสองคำ แปลความหมาย น้ำและ ให้กำเนิด- กล่าวคือให้กำเนิดน้ำ เรียกว่า Lavoisier แต่ในศตวรรษที่ XVII นักวิชาการ V.M. Severgin ตัดสินใจที่จะระลึกถึงองค์ประกอบนี้ว่าเป็น "สารก่อตัวเป็นน้ำ" ชื่อไฮโดรเจนในรัสเซียถูกเสนอในปี 1824 โดยนักเคมี Solovyov โดยมีความคล้ายคลึงกันกับ "ออกซิเจน" ในวรรณคดีเคมีของรัสเซียจนถึงศตวรรษที่ 19 เราสามารถเห็นชื่อขององค์ประกอบดังกล่าว - ก๊าซที่ติดไฟได้, อากาศที่ติดไฟได้หรือ อ่างน้ำวน, ก๊าซไฮโดรเจน, สิ่งมีชีวิตที่สร้างขึ้น.

เป็นเวลานาน การทดลองในการศึกษาและการค้นพบก๊าซหลายชนิดถูกละเลย เนื่องจากผู้ทดลองไม่ได้สังเกตเห็นสารที่มองไม่เห็นเหล่านี้ เมื่อเวลาผ่านไปความเชื่อมั่นก็รวมเข้าด้วยกันว่าก๊าซเป็นวัสดุชนิดเดียวกันโดยปราศจากการศึกษาซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าใจพื้นฐานทางเคมีของโลกอย่างเต็มที่ การค้นพบไฮโดรเจนเกิดขึ้นในการพัฒนาทางเคมีในฐานะที่เป็นวิทยาศาสตร์ ในศตวรรษที่ XI-XII ก๊าซถูกปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยาของโลหะกับกรด Paracelsus, Lomonosov, Boyle และนักวิทยาศาสตร์และนักประดิษฐ์คนอื่นๆ สังเกตเห็นการเผาไหม้ของมัน แต่ส่วนหลักของพวกเขาในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีความมุ่งมั่นต่อทฤษฎีของโฟลจิสตัน

Lomonosov ในปี ค.ศ. 1745 เมื่อเขียนวิทยานิพนธ์ของเขาได้อธิบายการผลิตก๊าซโดยการกระทำของกรดบนโลหะ สมมติฐานของ phlogiston ยังเสนอโดยนักเคมี Henry Cavendish ซึ่งศึกษาคุณสมบัติของไฮโดรเจนอย่างละเอียดยิ่งขึ้น ทำให้ได้ชื่อว่า "อากาศที่ติดไฟได้" เฉพาะเมื่อสิ้นสุดศตวรรษที่ 12 โดยใช้อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการที่ทันสมัย ​​Lavoisier ร่วมกับ Meunier ได้ทำการสังเคราะห์น้ำ พวกเขาทำการวิเคราะห์ไอน้ำซึ่งถูกย่อยสลายโดยใช้เหล็กร้อน จากประสบการณ์นี้ เห็นได้ชัดว่าไฮโดรเจนมีอยู่ในองค์ประกอบของน้ำ นอกจากนี้ยังสามารถหาได้จากไฮโดรเจนอีกด้วย

จุดเปลี่ยนของศตวรรษที่ XIII-XIX ถูกค้นพบโดยการค้นพบครั้งเดียว - พบว่าอะตอมไฮโดรเจนค่อนข้างเบาร่วมกับองค์ประกอบอื่น ๆ เป็นเรื่องปกติที่จะต้องพิจารณาน้ำหนักขององค์ประกอบนี้เป็นหน่วยเปรียบเทียบ มวลอะตอมของมันถูกกำหนดค่าเป็น 1 เมื่อ Lavoisier นำเสนอตารางของสารอย่างง่าย เขากำหนดให้ไฮโดรเจนเป็น5 ร่างกายที่เรียบง่าย(ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน แสง ความร้อน) เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าสารเหล่านี้มาจาก 3 อาณาจักรธรรมชาติและถือเป็นองค์ประกอบของร่างกาย

นอกเหนือจากการค้นพบองค์ประกอบเองแล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบไอโซโทปของมันในเวลาต่อมา มันเกิดขึ้นในยุคปัจจุบันมากขึ้นใน พ.ศ. 2474 นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งกำลังศึกษาสารตกค้างซึ่งก่อตัวขึ้นในระหว่างการระเหยของไฮโดรเจนเป็นเวลานานในสถานะของเหลว ในระหว่างการทดลอง มีการค้นพบไฮโดรเจนซึ่งมีเลขอะตอม 2 เรียกว่าดิวเทอเรียม (ที่สอง) หลังจากนั้นเพียง 4 ปี ในระหว่างการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำในระยะยาว ก็พบว่าไอโซโทปที่หนักกว่านั้นถูกค้นพบ ซึ่งเรียกว่าทริเทียม (ที่สาม)

ตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนรู้จักสารที่สามารถละลายโลหะบางชนิดได้ สารละลายที่อ่อนแอของสารเหล่านี้มีรสเปรี้ยวจึงเรียกว่า "กรด" ตัวอย่างเช่น กรดซิตริกพบได้ในมะนาว กรดมาลิกในแอปเปิ้ล สารที่มีสูตรทางเคมี H 2 SO 4 เรียกว่า กรดซัลฟิวริก

นักวิจัยหลายคนได้ทดลองกับกรด สังเกตได้ว่าเมื่อกรดทำปฏิกิริยากับโลหะบางชนิด จะเกิดฟองแก๊สออกมา ก๊าซที่ได้นั้นติดไฟได้สูงและถูกเรียกว่า "อากาศที่ติดไฟได้"

คุณสมบัติของก๊าซนี้ได้รับการศึกษาโดยละเอียดโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ G. Cavendish ในปี ค.ศ. 1766 เขาวางโลหะในสารละลายของกรดซัลฟิวริกและกรดไฮโดรคลอริก และในทุกกรณีได้รับสารก๊าซชนิดเดียวกันซึ่งต่อมาเรียกว่าไฮโดรเจน

ให้เรายกตัวอย่างสมการของปฏิกิริยาของปฏิกิริยาของโลหะกับกรดในระหว่างที่เกิดไฮโดรเจน เมื่อเหล็กทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก จะเกิดเหล็ก (II) คลอไรด์และไฮโดรเจนขึ้น เมื่อเหล็กทำปฏิกิริยากับสารละลายของกรดซัลฟิวริก จะเกิดเหล็กซัลเฟต (II) FeSO 4 และไฮโดรเจนขึ้น โปรดทราบว่าในปฏิกิริยาทั้งสอง ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกจากสารละลายตามที่ระบุโดยลูกศร

ข้าว. 1. ปฏิกิริยาของเหล็กกับกรดไฮโดรคลอริก

ข้าว. 2. ปฏิกิริยาของเหล็กกับสารละลายกรดซัลฟิวริก

ปฏิกิริยาข้างต้นเป็นของประเภทการทดแทน ในแต่ละปฏิกิริยาเหล่านี้ สารธรรมดาหนึ่งชนิดและสารเชิงซ้อนหนึ่งชนิดจะป้อน และเกิดสารเชิงซ้อนและสารเชิงซ้อนใหม่ขึ้น ปฏิกิริยาดังกล่าวเรียกว่าปฏิกิริยาการแทนที่

โลหะบางชนิดสามารถแทนที่ไฮโดรเจนในกรดได้

ดังนั้นกรดจึงเป็นสารที่มีไฮโดรเจนซึ่งสามารถแทนที่ด้วยโลหะได้

ชื่อ "ไฮโดรเจน" มาจากภาษากรีก คำว่า "gidor" - น้ำและ "genao" - ฉันให้กำเนิดเช่น "ให้กำเนิดน้ำ" แท้จริงแล้ว เมื่อไฮโดรเจนถูกเผาไหม้ น้ำก็ก่อตัวขึ้น ชื่อนี้ได้รับการแนะนำโดย A. Lavoisier ในปี ค.ศ. 1779

ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีมากที่สุดในจักรวาลและเป็นองค์ประกอบหลักของดาวฤกษ์ ไฮโดรเจนองค์ประกอบทางเคมีเป็นส่วนหนึ่งของพืชและสัตว์ทั้งหมด รวมทั้งองค์ประกอบของสารที่พบบ่อยที่สุดบนโลก - น้ำ

ไฮโดรเจนสารอย่างง่ายมีสูตร H2 . เป็นสารที่เป็นก๊าซ ไม่มีรส ไม่มีกลิ่น ละลายได้เล็กน้อยในน้ำ จุดเดือดของไฮโดรเจนคือ -253°C ไฮโดรเจนเป็นก๊าซที่เบาที่สุดในบรรดาสารที่เป็นก๊าซ โดยเบากว่าอากาศ 14.5 เท่า

2. รับไฮโดรเจนและตรวจสอบความบริสุทธิ์ ()

การบ้าน

1) กับ. 76-78 №№ 2,3,5,6,9จากหนังสือวิชาเคมี ป.8 สู่ตำรา ป.อ. Orzhekovsky และอื่น ๆ “ เคมี เกรด 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. ออร์เจคอฟสกี; ภายใต้. เอ็ด ศ. ป. Orzhekovsky - M .: AST: Astrel: Profizdat, 2006

2) หน้า 140-141 หมายเลข 2,6จากตำราป. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova "เคมี: เกรด 8", 2013

เป็นก๊าซซึ่งมีความสำคัญในการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนโลกเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ตามการคาดเดาในปัจจุบัน ไฮโดรเจน (H2) ปรากฏขึ้นเมื่อประมาณ 14 พันล้านปีก่อน ไม่มีสีหรือกลิ่น และเป็นธาตุที่เบาที่สุดในตารางธาตุเคมี โดยมีมวลอะตอมอยู่ที่ 1.00794 ไฮโดรเจนมีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยมและที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสมีความหนาแน่น 0.09099 กรัม/ลิตร

ถือได้ว่าเป็นก๊าซ "ชนชั้นสูง" เนื่องจากมันถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2309 โดยนักปรัชญาชาวอังกฤษ นักฟิสิกส์ และนักเคมีที่มีเกียรติอย่าง Henry Cavendish และได้รับชื่อในปี พ.ศ. 2326 ต้องขอบคุณนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส อองตวน ลาวัวซิเยร์ . ลอร์ดคาเวนดิชชอบเรียกการค้นพบของเขาว่า "อากาศที่ติดไฟได้" ลอร์ดคาเวดิชผู้มั่งคั่งอย่างน่าอัศจรรย์ขี้อายและถอนตัวออกไปจนหนึ่งในที่ดินของเขามีบันไดแยกไปที่ทางเข้าเนื่องจากเขาไม่สามารถสื่อสารกับคนรับใช้โดยเฉพาะผู้หญิงซึ่งเขาขี้อายเป็นพิเศษและสื่อสารผ่านโน้ตเท่านั้น ตามสมมติฐานสมัยใหม่ Henry Cavendish ได้รับความทุกข์ทรมานจากโรค Asperger's

สำหรับ Antoine Lavoisier จุดจบของเขาน่าเศร้า: หลังจากงานทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญทั้งหมดเขาถูกชาวนาฝรั่งเศสกีดกันศีรษะของเขาด้วยความช่วยเหลือของกิโยตินระหว่างการปฏิวัติฝรั่งเศส ไม่กี่สัปดาห์หลังจากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น พวกเขายอมรับความผิดพลาดและขอโทษครอบครัวของ Antoine Lavoisier และต่อมาก็สร้างรูปปั้นเพื่อเป็นเกียรติแก่เขา แต่เนื่องจากขาดเงินทุน หัวหน้าของสุภาพบุรุษอีกคนหนึ่งจึงติดอยู่กับรูปปั้นลาวัวซิเยร์ มันดูค่อนข้างแดกดันใช่มั้ย?

การปรับตัวนั้นยอดเยี่ยมมาก ไฮโดรเจนสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงและเป็นตัวเลือกที่สะอาดที่สุดในเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ไฮโดรเจนเกิดขึ้นจากการระเบิดของบิ๊กแบง และตั้งแต่นั้นมา ก็มีการดำเนินงานในทรงกลมต่างๆ บนโลก ในช่วงสามและครึ่งพันล้านปีที่ผ่านมา บริษัทได้มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการผลิตน้ำ ตลอดจนการกำเนิดและการบำรุงรักษาชีวิตเซลล์

ทุกวันนี้ ไฮโดรเจน (H2) อยู่ภายใต้การพิจารณาอย่างถี่ถ้วนในการวิจัยทางการแพทย์ การศึกษาทางวิทยาศาสตร์หลายร้อยชิ้นได้พิสูจน์ศักยภาพการรักษาของน้ำที่อุดมด้วยไฮโดรเจนสำหรับแบบจำลองโรคต่างๆ มากกว่า 140 แบบ

ต่อไปนี้คือภาพรวมโดยย่อของความเป็นไปได้ในการรักษาบางอย่างของไฮโดรเจนและน้ำไฮโดรเจน:

1. ลดแรงตึงผิวของเซลล์ ทำให้เซลล์ดูดซับสารอาหารได้ดีขึ้น
2. นี่เป็นตัวที่เล็กที่สุดที่มีการดูดซึมสูง
3. ไฮโดรเจนจะกำจัดเฉพาะสารที่ทำลายล้างมากที่สุดเท่านั้น และเปลี่ยนเป็นน้ำที่ปลอดภัยโดยไม่มีของเสียที่เป็นพิษ
4. เสริมการทำงานของสารต้านอนุมูลอิสระ เช่น กลูตาไธโอน และซูเปอร์ออกไซด์ ดิสมิวเตส
5. ช่วยในการใช้ความชุ่มชื้นที่เหมาะสมของเซลล์
6. น้ำไฮโดรเจนช่วยลดกรดแลคติกและบรรเทาอาการปวดกล้ามเนื้อระหว่างและหลังการออกกำลังกาย
7. ส่งเสริมการผลิต ATP ในไมโตคอนเดรีย
8. น้ำไฮโดรเจนช่วยเพิ่มการทำงานของไมโตคอนเดรียในสมอง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงการทำงานของสมอง ยังรักษาสมดุลของน้ำตาลและคอเลสเตอรอล
9. น้ำไฮโดรเจนมีฤทธิ์ต้านการอักเสบและป้องกันอันตรายจากรังสี ดังนั้นการใช้งานจึงถูกกำหนดโดยนักบินอวกาศในระหว่างเที่ยวบิน
10. มีฤทธิ์ต้านการแพ้

อ่านบทความ

ที่เป็นเวลาหลายศตวรรษ การมีอยู่ของก๊าซ สารที่มองไม่เห็นเหล่านี้ ได้หลบเลี่ยงความสนใจของผู้คน ความเชื่อมั่นเพิ่มขึ้นทีละน้อยและด้วยความยากลำบากเท่านั้นที่เสริมความแข็งแกร่งว่าก๊าซเป็นวัสดุเช่นเดียวกับทุกสิ่งที่มองเห็นและสัมผัสได้และโดยปราศจากความรู้เกี่ยวกับก๊าซโดยไม่คำนึงถึงการมีส่วนร่วมในปรากฏการณ์ต่าง ๆ มันเป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าใจชีวิตทางเคมีของ โลก.
ก๊าซไฮโดรเจนถูกค้นพบโดย T. Paracelsus ในศตวรรษที่ 16 เมื่อเขาแช่เหล็กในกรดซัลฟิวริก แต่ถึงอย่างนั้นก็ไม่มีก๊าซอะไร
หนึ่งในข้อดีที่สำคัญที่สุดของนักเคมีแห่งศตวรรษที่ XVII
ฉันจะ. van Helmont ก่อนที่วิทยาศาสตร์จะโกหกในข้อเท็จจริงที่ว่าเขาเป็นผู้เติมคำศัพท์ของมนุษย์ด้วยคำใหม่ - "แก๊ส" ซึ่งตั้งชื่อสารที่มองไม่เห็นว่า "ซึ่งไม่สามารถเก็บไว้ในภาชนะหรือเปลี่ยนเป็นร่างกายที่มองเห็นได้"
แต่ในไม่ช้านักฟิสิกส์ R. Boyle ก็ค้นพบวิธีรวบรวมและเก็บก๊าซในภาชนะ นี่เป็นก้าวที่สำคัญมากในความรู้เกี่ยวกับก๊าซ และประสบการณ์ของบอยล์สมควรได้รับ คำอธิบายโดยละเอียด. เขาพลิกขวดที่บรรจุกรดซัลฟิวริกเจือจางและตะปูเหล็กคว่ำลงในถ้วยกรดซัลฟิวริก
นี่คือวิธีที่ Boyle อธิบายข้อสังเกตของเขา: “ในทันที ฉันเห็นฟองอากาศเพิ่มขึ้น ซึ่งเชื่อมต่อกัน ทำให้ระดับน้ำลดลงและเข้ามาแทนที่ ในไม่ช้าน้ำทั้งหมดก็ถูกผลักออกจากภาชนะด้านบนและแทนที่ด้วยร่างกายที่มีลักษณะเหมือนอากาศ แต่ที่นี่บอยล์ทำผิดพลาดอย่างร้ายแรง แทนที่จะตรวจสอบธรรมชาติของก๊าซที่เกิดขึ้น เขาระบุก๊าซนี้กับอากาศ
อย่างไรก็ตาม การแก้ไขข้อผิดพลาดของ Boyle นั้นใช้เวลาไม่นาน คุณสมบัติอันน่าทึ่งของก๊าซ ซึ่งบอยล์เก็บรวบรวมครั้งแรกและสับสนกับอากาศจนไม่อาจยอมรับได้ ถูกค้นพบโดยเอ็น. เลเมอรี ผู้ร่วมสมัยของบอยล์ นี่คือวิธีที่เขาบรรยายถึงประสบการณ์อันยอดเยี่ยมของเขา: “เมื่อน้ำมันกรดกำมะถัน (กรดซัลฟิวริก) สามออนซ์ใส่ในขวดขนาดกลางที่มีน้ำ 12 ออนซ์ และตะไบเหล็กหนึ่งออนซ์ถูกโยนทิ้ง การเดือดและการละลายของเหล็กเริ่มขึ้น ซึ่งผลิตไอระเหยไร้สีขึ้นมาที่ด้านบนของภาชนะ เมื่อนำเสี้ยนจุดไฟมาที่คอของภาชนะ ไอน้ำจะถูกดูดกลืนเข้าไปในเปลวไฟทันทีและได้ยินเสียงระเบิดอย่างรุนแรง แล้วไฟก็ดับ อย่างไรก็ตาม หากเราโยนเศษเหล็กทิ้งไป ภาชนะก็จะเต็มไปด้วยเปลวไฟเสมอ ซึ่งจะทะลุทะลวงและไหลเวียนไปที่ก้นภาชนะและเผาไหม้เหมือนคบไฟเหนือคอของมัน
“สำหรับฉัน ดูเหมือนว่า” เลเมรีตกใจ “ว่าแสงวาบเหล่านี้เป็นตัวแทนของวัตถุที่ติดไฟได้ขนาดเล็กที่ไหลและจุดไฟในเมฆ ทำให้เกิดฟ้าร้องและฟ้าแลบ”
"อากาศที่ติดไฟได้" - จากนี้ไปชื่อนี้จะได้รับการแก้ไขเป็นเวลานานสำหรับก๊าซมหัศจรรย์ที่ปล่อยออกมาจากเหล็กจากกรดซัลฟิวริก เป็นเวลานาน แต่ไม่ตลอดไปเพราะชื่อนี้ไม่ถูกต้องหรือไม่ถูกต้อง: ติดไฟได้และก๊าซอื่น ๆ แต่ถ้าเป็นเวลานานนักวิจัยจะสร้างความสับสนให้ก๊าซ "กรดซัลฟิวริกและเหล็ก" กับก๊าซที่ติดไฟได้อื่น ๆ ก็จะไม่มีใครสับสนเช่น Boyle กับอากาศธรรมดา

มีชายคนหนึ่งที่รับหน้าที่เปิดเผยความลับของที่มาของก๊าซนี้ เขาไม่ได้เป็นสมาชิกของนักเคมีมืออาชีพจำนวนหนึ่ง เช่นเดียวกับที่นักวิจัยหลายคนในสมัยของเขาไม่มี ผู้ซึ่งยังคงยกย่องตัวเองด้วยการค้นพบทางเคมีครั้งยิ่งใหญ่ ต้นกำเนิดอันสูงส่งทำให้เขามีอาชีพที่ยอดเยี่ยมในฐานะรัฐบุรุษ และความมั่งคั่งที่สืบทอดมาโดยไม่ได้ตั้งใจเปิดโอกาสทั้งหมดให้กับชีวิตที่ไร้กังวล แต่ลอร์ดจี. คาเวนดิชละเลยทั้งสองเพราะเห็นแก่ความพึงพอใจที่เจาะลึกความลับของธรรมชาตินำมา ไม่มีแม้แต่รูปเหมือนของปราชญ์ฤาษีผู้นี้เลยแม้แต่น้อย ยกเว้นภาพล้อเลียนที่ไม่ค่อยชำนาญซึ่งไม่เต็มใจอ้างถึงซึ่งถูกอ้างถึงโดยไม่ได้ตั้งใจทุกที่ แต่บันทึกความทรงจำของคนรุ่นเดียวกันของเขาได้รับการเก็บรักษาไว้ซึ่งแทนที่ภาพเหมือนที่เก่งที่สุดได้อย่างสมบูรณ์แบบ อย่างน้อยก็จากมุมมองของลักษณะทางจิตวิทยาของบุคลิกภาพที่โดดเด่นนี้ นี่เป็นหนึ่งในเรื่องราวเหล่านี้: “เมื่อคาเวนดิชได้รับการแนะนำให้รู้จักกับขุนนางออสเตรียคนหนึ่งซึ่งตามธรรมเนียมของคนสุภาพเริ่มมั่นใจว่าเหตุผลหลักที่เขามาถึงลอนดอนนั้นเป็นความหวังอย่างแม่นยำในการทำความรู้จักกับหนึ่งใน การตกแต่งที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในศตวรรษของเขา - นักธรรมชาติวิทยาสมัยใหม่ที่ยิ่งใหญ่ที่สุด คาเวนดิชไม่ตอบคำพูดโอ้อวดนี้ เขายืนขึ้นด้วยสายตาที่ตกต่ำ สับสนและอับอาย ทันใดนั้นเขาสังเกตเห็นช่องว่างในวงแหวนรอบ ๆ ของผู้คนและด้วยความรวดเร็วทั้งหมดที่เขาสามารถทำได้ รีบวิ่งไปและไม่สงบลงจนกว่าเขาจะรู้สึกปลอดภัยในรถม้าซึ่งเขากลับบ้าน
และชายผู้นี้ที่ปลุกเร้าเพียงความสับสน เสียงหัวเราะ และความเสียใจที่น่ารังเกียจในสังคม ถูกเปลี่ยนแปลงอย่างสมบูรณ์ในห้องทดลองของเขา: เขาแสดงให้เห็นถึงความเฉลียวฉลาดและความเฉลียวฉลาดที่ไม่ธรรมดาในการทดลอง ความอดทน และความอดทนในการบรรลุเป้าหมาย - พูดได้คำเดียว คุณสมบัติทั้งหมดเหล่านั้นที่ เขาขาดการติดต่อสื่อสารกับผู้คน
ความสุภาพเรียบร้อยของคาเวนดิชนั้นยอดเยี่ยมมากจนเปลี่ยนจากคุณธรรมเป็นข้อเสีย เขาตัดสินใจเผยแพร่ผลงานที่เป็นแบบอย่างของเขาด้วยความลังเลและยาวนาน และงานบางชิ้นก็ไม่เห็นแสงสว่างของวันจนกว่าเขาจะเสียชีวิต
ผลงานตีพิมพ์ครั้งแรกของคาเวนดิชในปี พ.ศ. 2309 อุทิศให้กับ "อากาศที่ติดไฟได้" ประการแรก จะเพิ่มจำนวนวิธีในการรับ "อากาศที่ติดไฟได้" ปรากฎว่าก๊าซนี้ได้รับความสำเร็จเท่าเทียมกันหากเหล็กถูกแทนที่ด้วยสังกะสีหรือดีบุกและกรดซัลฟิวริกด้วยกรดไฮโดรคลอริก อย่างไรก็ตาม "อากาศที่ติดไฟได้" ไม่สนับสนุนการเผาไหม้ เช่นเดียวกับลมหายใจของสัตว์ที่พินาศอย่างรวดเร็วในชั้นบรรยากาศ จะพูดอะไรเกี่ยวกับการระเบิดของ "อากาศที่ติดไฟได้"? คุณสมบัตินี้ปรากฏเฉพาะเมื่อผสมกับอากาศล่วงหน้าเท่านั้น
การสังเกตเชิงคุณภาพอย่างหมดจดเหล่านี้เพียงอย่างเดียวก็เพียงพอแล้วที่จะยอมรับว่า "อากาศที่ติดไฟได้" ไม่มีอะไรเหมือนกับอากาศธรรมดา ยกเว้นลักษณะที่เหมือนกัน หรือค่อนข้าง ยกเว้นการไม่มี "ประเภท" ใดๆ เลยในทั้งคู่เลย แต่สโลแกนของผู้วิจัยของเราคือ "ทุกอย่างถูกกำหนดโดยการวัด จำนวน และน้ำหนัก" ตามสโลแกนนี้ คาเวนดิชได้กำหนดปริมาตรของ "อากาศที่ติดไฟได้" ที่ปล่อยออกมาเมื่อโลหะที่แตกต่างกันจำนวนเท่ากันถูกละลายในกรด ในสัดส่วนของการผสม "อากาศที่ติดไฟได้" กับอากาศธรรมดาทำให้เกิดการระเบิด พลังที่ยิ่งใหญ่และสุดท้ายความถ่วงจำเพาะของ "อากาศที่ติดไฟได้" คืออะไร งานสุดท้ายนี้เขาทำสำเร็จด้วยการทดลองที่แยบยลในการออกแบบจนไม่สามารถส่งต่ออย่างเงียบๆ ได้

คาเวนดิชชั่งน้ำหนักขวดด้วยกรดและสังกะสีอย่างระมัดระวัง ก่อนปฏิกิริยาระหว่างสารเหล่านี้ และหลังจากสังกะสีละลายจนหมด มีการสูญเสียน้ำหนักซึ่งตามคาเวนดิชเพียงสอดคล้องกับน้ำหนักของ "อากาศที่ติดไฟได้" ที่หลบหนี ในทางกลับกัน คาเวนดิชรู้จากการทดลองว่าควรปล่อย "อากาศที่ติดไฟได้" ออกมาในปริมาตรเท่าใดเมื่อสังกะสีที่มีน้ำหนักหนึ่งชิ้นถูกละลายจนหมด หารน้ำหนักที่ลดลงของขวดด้วยปริมาตรนี้ เขาได้สิ่งที่ต้องการ นั่นคือแรงโน้มถ่วงเฉพาะของ "อากาศที่ติดไฟได้" ซึ่งกลับกลายเป็นว่ามีขนาดเล็กผิดปกติ "ก๊าซที่ติดไฟได้" นั้นเบามาก แต่เบากว่าอากาศในบรรยากาศมาก ใหม่มาก คุณสมบัติที่สำคัญ"อากาศที่ติดไฟได้" ซึ่งในไม่ช้าก็อยู่ในมือของคนที่ยืนใกล้ชิดกับการปฏิบัติ ได้รับการใช้งานที่โดดเด่น
คาเวนดิชศึกษาคุณสมบัติอื่นๆ ของ "อากาศที่ติดไฟได้" อย่างขยันหมั่นเพียรและสม่ำเสมอ เช่นเดียวกับการวัดความแรงของเสียงระหว่างการระเบิดของส่วนผสมกับอากาศ ดูเหมือนว่านักสำรวจที่ไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อยนี้ไม่ต้องการทิ้งอะไรไว้ให้คนอื่น อย่างไรก็ตาม คำถามที่ยากที่สุดที่เกี่ยวข้องกับ "อากาศที่ติดไฟได้" ยังคงไม่ได้รับคำตอบ "อากาศที่ติดไฟได้" มาจากไหน - โลหะหรือกรด? มันไปที่ไหนหรือดีกว่าที่จะบอกว่ามันจะเปลี่ยนเป็นอะไรระหว่างการเผาไหม้และการระเบิด?
ชมในที่สุด เวลาไขปริศนานี้ก็มาถึง
สิบปีหลังจากการตีพิมพ์ผลงานของคาเวนดิช ในปี ค.ศ. 1766 นักวิจัยชื่อ Macke กำลังเผา "อากาศที่ติดไฟได้" ได้ตั้งข้อสังเกตที่น่าสนใจ เขาแนะนำจานรองจีนใน "อากาศที่ติดไฟได้" ที่เผาไหม้อย่างเงียบๆ ที่คอขวด และที่เขาประหลาดใจก็คือพบว่าเปลวไฟนี้ไม่มีเขม่าบนจานรอง ในเวลาเดียวกัน เขาสังเกตเห็นอย่างอื่น: จานรองถูกปกคลุมด้วยของเหลวไม่มีสีเหมือนน้ำ เขาและผู้ช่วยตรวจสอบของเหลวที่เป็นผลอย่างระมัดระวังและพบว่าเป็นน้ำบริสุทธิ์จริงๆ
เปลวไฟที่ปราศจากควันและเขม่าเป็นปรากฏการณ์ที่น่าอัศจรรย์เกินกว่าที่จะไม่ก่อให้เกิดการโต้เถียง A. Lavoisier สงสัยว่าการเผาไหม้ของ "อากาศที่ติดไฟได้" ทำให้เกิดน้ำ เพื่อแก้ไขข้อสงสัยของเขา เขาได้เตรียมเรือขนาดใหญ่สองลำ โดยในจำนวนนั้นควรจะให้ "อากาศที่ติดไฟได้" และอีกลำหนึ่งคือออกซิเจน ก๊าซทั้งสองถูกส่งด้วยความช่วยเหลือของท่อที่มีก๊อกลงในฝาแก้วซึ่งควรจะเผา การทดลองที่สำคัญนี้ดำเนินการเมื่อวันที่ 24 มิถุนายน พ.ศ. 2326 ต่อหน้าบุคคลหลายคน ผลลัพธ์ก็ไม่น่าสงสัย
"น้ำที่ได้นั้นเชื่อฟังการทดสอบยืนยันทั้งหมดที่สามารถประดิษฐ์ได้" ตามที่ Lavoisier กล่าว "กลายเป็นน้ำบริสุทธิ์เหมือนกลั่น เธอไม่ได้ให้สีสกัดจากดอกทานตะวัน ไม่มีสารทำปฏิกิริยาที่รู้จักสามารถตรวจจับแม้กระทั่งร่องรอยของสิ่งเจือปนในนั้น ... ดังนั้น - Lavoisier สรุป - น้ำไม่มีอะไรมากไปกว่า "อากาศที่ติดไฟได้" ที่ถูกออกซิไดซ์ หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง , ผลิตภัณฑ์โดยตรงของการเผาไหม้ของ "อากาศที่ติดไฟได้" - ในออกซิเจนปราศจากแสงและความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้
ในระหว่างการทดลอง ได้บรรยายถึงเลขานุการของ Royal Society of London ซึ่งบังเอิญอยู่ในปารีส เขารายงานว่าในอีกฟากหนึ่งของช่องแคบอังกฤษ ย้อนกลับไปในปี 1782 พวกเขาเผา "อากาศที่ติดไฟได้" ในพื้นที่ปิด และพบว่าสิ่งนี้ผลิตน้ำบริสุทธิ์จริงๆ ใครอยู่ข้างหน้านักเคมีชาวฝรั่งเศสที่โดดเด่น? ไม่มีใครอื่นนอกจากคาเวนดิช ผู้ซึ่งหลังจากผ่านไปเกือบยี่สิบปี กลับไปใช้ธีมเดิมของเขา วิธีการของเขาแตกต่างไปจากวิธีการของ Lavoisier เพียงอย่างเดียวตรงที่เขาไม่ได้เผาไฮโดรเจน แต่ระเบิดด้วยประกายไฟที่มีส่วนผสมของมันซึ่งมีปริมาตรมากกว่าอากาศ 2.5 เท่า เมื่อเป่าด้วยวิธีนี้ 500,000 เม็ด (1 เม็ด - ประมาณ 0.06 กรัม) ของ "อากาศที่ติดไฟได้" เขาสามารถรวบรวมน้ำได้มากถึง 135 เม็ดซึ่งไม่มีรสหรือกลิ่นและเมื่อระเหยจนแห้งก็ไม่ทิ้ง ตะกอนที่เห็นได้ชัดเจนน้อยที่สุด
โปรดทราบว่าไฮโดรเจนโดยทั่วไปติดไฟได้สูง หากเศษส่วนมวลของไฮโดรเจนในอากาศเท่ากับ 18–68% การระเบิดก็สามารถเกิดขึ้นได้ นี่เป็นสาเหตุของอุบัติเหตุร้ายแรงหลายครั้ง ตัวอย่างเช่น ในปี 1937 เรือเหาะที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือ Hindenburg ได้ระเบิดและถูกไฟไหม้
คาเวนดิชที่เฉื่อยชาได้ตีพิมพ์รายงานของเขาในราชสมาคมแห่งลอนดอนในปี ค.ศ. 1784 ในขณะที่ลาวัวซิเยร์นำเสนอผลงานของเขาต่อหน้าสถาบัน Paris Academy of Sciences เมื่อวันที่ 25 มิถุนายน ค.ศ. 1783 ซึ่งนำหน้าคู่แข่งของเขาทั้งปี นอกจาก Lavoisier แล้ว บุคคลอื่นๆ ยังมีส่วนร่วมในการค้นพบองค์ประกอบที่ซับซ้อนของน้ำ รวมถึง James Watt นักประดิษฐ์ชาวอังกฤษผู้โด่งดัง ซึ่งได้รับการยกย่องอย่างไม่ถูกต้องในต่างประเทศด้วยเกียรติในการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำ แต่ Lavoisier ได้แสดงความจริงที่ยิ่งใหญ่อย่างชัดเจนที่สุด: ต่อจากนี้ไป น้ำไม่ควรถูกมองว่าเป็นสารธรรมดา เพราะได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเกิดจากการรวมกันของ "อากาศที่ติดไฟได้" กับ "อากาศที่สำคัญ"
อย่างไรก็ตาม Lavoisier ไม่ได้พิจารณาเรื่องนี้ ได้รับน้ำจากการสังเคราะห์ กล่าวคือ โดยการรวมองค์ประกอบที่ก่อตัวขึ้น เขาต้องการทำสิ่งที่ตรงกันข้าม - การวิเคราะห์ นั่นคือ การสลายตัวของน้ำให้เป็นธาตุ
เหล็กร้อนในโรงตีเหล็กถูกออกซิไดซ์ในอากาศ กล่าวคือ เพิ่มออกซิเจน ดูดออกซิเจนจากน้ำไม่ได้หรือ? ประสบการณ์พิสูจน์ความหวังนี้ เมื่อไอน้ำถูกส่งผ่านขี้เลื่อยเหล็กร้อนแดงที่วางอยู่ในกระบอกปืน ออกซิเจนจะรวมตัวกับเหล็กจริงๆ แล้ว "อากาศที่ติดไฟได้" จะถูกปล่อยออกมา
ดังนั้นการพิจารณาทางทฤษฎีจึงได้รับการยืนยันอย่างยอดเยี่ยมและระหว่างทางได้มีการค้นพบวิธีการใหม่ในการรับ "อากาศที่ติดไฟได้" แต่เรื่องไม่ได้จบเพียงแค่นั้น “เป็นไปไม่ได้หรือ” ลาวัวซิเยร์ถามตัวเอง “ตอนนี้จะดึงน้ำกลับมาโดยส่งผ่าน “อากาศที่ติดไฟได้” เหนือเหล็กออกไซด์ที่ร้อนจัด กล่าวคือ ทำให้ดึงออกซิเจนจากไอรอนออกไซด์แทนการรวมกับออกซิเจนอิสระ? และอีกครั้งที่ความคาดหวังของเขาได้รับการสวมมงกุฎด้วยความสำเร็จอย่างสมบูรณ์: เขาได้รับน้ำและเหล็กที่เป็นโลหะในรูปของผงที่ดีที่สุดอีกครั้ง
เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่ามวลของอะตอมไฮโดรเจนนั้นน้อยกว่ามวลของเม็ดหลายเท่าของมวลของบุคคลซึ่งน้อยกว่ามวลของโลก และถ้าวางอะตอมไฮโดรเจน 100 ล้านอะตอมไว้ติดกัน จะเกิดเป็นสายโซ่ยาวเพียง 1 ซม.
หลักฐานขององค์ประกอบที่ซับซ้อนของน้ำสิ้นสุดวงเวียนใหญ่ การค้นพบทางเคมีทำขึ้นในศตวรรษที่ 18
เป็นผลให้ขอบเขตของวิทยาศาสตร์เคมีได้กว้างขึ้นและชี้แจงว่าจำเป็นต้องแทนที่ชื่อเก่าสุ่มและไม่สอดคล้องกันของสารต่าง ๆ ด้วยชื่อใหม่ที่จะบ่งบอกถึงความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันของสารเหล่านี้ความสัมพันธ์ทางเคมีของพวกมัน

* ออนซ์เป็นหน่วยมวลที่ไม่ใช่เมตริกในประเทศที่พูดภาษาอังกฤษ ประมาณ 0.03 ก. ( บันทึก. เอ็ด)

ไฮโดรเจนในธรรมชาติ

มีไฮโดรเจนอยู่มากในธรรมชาติหรือไม่? ดูที่ไหน. ในอวกาศ ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลัก มีมวลประมาณครึ่งหนึ่งของดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์อื่นๆ ส่วนใหญ่ มีอยู่ในเนบิวลาก๊าซ ในก๊าซระหว่างดาว และเป็นส่วนหนึ่งของดาวฤกษ์ ภายในดวงดาว นิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนจะถูกแปลงเป็นนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม กระบวนการนี้ดำเนินการด้วยการปล่อยพลังงาน สำหรับดาวฤกษ์หลายดวง รวมถึงดวงอาทิตย์ มันทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานหลัก

ตัวอย่างเช่น ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้เราที่สุดในกาแลคซี่ ซึ่งเรารู้จักในชื่อ "ดวงอาทิตย์" คือ 70% ของมวลไฮโดรเจน มีอะตอมไฮโดรเจนในจักรวาลมากกว่าอะตอมของโลหะทั้งหมดหลายหมื่นเท่า

ไฮโดรเจนมีการกระจายอย่างกว้างขวางในธรรมชาติ ปริมาณไฮโดรเจนในเปลือกโลก (ธรณีภาคและไฮโดรสเฟียร์) คือ 1% โดยน้ำหนัก ไฮโดรเจนเป็นส่วนหนึ่งของสารที่พบมากที่สุดบนโลก - น้ำ (ไฮโดรเจน 11.19% โดยมวล) ในสารประกอบที่ประกอบเป็นถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ ดินเหนียว เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตในสัตว์และพืช (กล่าวคือ ในองค์ประกอบของ โปรตีน กรดนิวคลีอิก ไขมัน คาร์โบไฮเดรต ฯลฯ) ไฮโดรเจนมีน้อยมากในสภาวะอิสระ พบได้ในปริมาณเล็กน้อยในภูเขาไฟและก๊าซธรรมชาติอื่นๆ ปริมาณไฮโดรเจนอิสระจำนวนเล็กน้อย (0.0001% โดยจำนวนอะตอม) มีอยู่ในบรรยากาศ

งานหมายเลข 1 กรอกข้อมูลในตาราง "ค้นหาไฮโดรเจนในธรรมชาติ"

การค้นพบไฮโดรเจน

ไฮโดรเจนถูกค้นพบในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 16 โดยแพทย์ชาวเยอรมันและนักธรรมชาติวิทยา Paracelsus ในผลงานของนักเคมีแห่งศตวรรษที่ XVI-XVIII มีการกล่าวถึง "ก๊าซที่ติดไฟได้" หรือ "อากาศที่ติดไฟได้" ซึ่งเมื่อรวมกับก๊าซปกติแล้วให้สารผสมที่ระเบิดได้ ได้มาจากการกระทำกับโลหะบางชนิด (เหล็ก, สังกะสี, ดีบุก) ด้วยสารละลายเจือจางของกรด - ซัลฟิวริกและไฮโดรคลอริก

นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่อธิบายคุณสมบัติของก๊าซนี้คือ Henry Cavendish นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เขากำหนดความหนาแน่นของมันและศึกษาการเผาไหม้ในอากาศ อย่างไรก็ตาม การยึดมั่นในทฤษฎีของโฟลจิสตันทำให้ผู้วิจัยไม่สามารถเข้าใจสาระสำคัญของกระบวนการที่กำลังดำเนินอยู่

ในปี ค.ศ. 1779 Antoine Lavoisier ได้รับไฮโดรเจนจากการสลายตัวของน้ำโดยส่งไอระเหยของมันผ่านท่อเหล็กร้อนแดง Lavoisier ยังพิสูจน์ด้วยว่าเมื่อ "อากาศที่ติดไฟได้" ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน น้ำจะก่อตัวขึ้น และก๊าซจะทำปฏิกิริยาในอัตราส่วนปริมาตร 2: 1 สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดองค์ประกอบของน้ำได้ - H 2 O ชื่อของธาตุคือ ไฮโดรเจน- Lavoisier และเพื่อนร่วมงานของเขาเกิดขึ้นจากคำภาษากรีก " พลังน้ำ" - น้ำและ " gennio“ฉันกำลังคลอดลูก ชื่อรัสเซีย "ไฮโดรเจน" ถูกเสนอโดยนักเคมี M.F. Solovyov ในปี 1824 โดยเปรียบเทียบกับ "ออกซิเจน" ของ Lomonosov

งานหมายเลข 2 เขียนปฏิกิริยาเพื่อให้ได้ไฮโดรเจนจากสังกะสีและ ของกรดไฮโดรคลอริกในรูปแบบโมเลกุลและอิออน ให้สร้าง OVR