Kết quả tìm kiếm chất hóa học H2 - Trang 1

H₂

hidro

hydrogen

Tính chất vật lý

Nguyên tử / Phân tử khối (g/mol) 2.01588 ± 0.00014

Khối lượng riêng (kg/m3) 70

Màu sắc không màu, sẽ phát sáng với ánh sáng tím khi chuyển sang thể plasma

Trạng thái thông thường Khí

Nhiệt độ sôi (°C) -252

Nhiệt độ nóng chảy (°C) -259

Tính chất hóa học

Độ âm diện 2

Năng lượng ion hoá thứ nhất 1312

Ứng dụng

Một số người coi khí hydro là nhiên liệu sạch của tương lai - được tạo ra từ nước và trở lại nước khi nó bị oxy hóa. Pin nhiên liệu chạy bằng hydro ngày càng được coi là nguồn năng lượng 'không gây ô nhiễm' và hiện đang được sử dụng trong một số xe buýt và ô tô.

Hydro còn có nhiều công dụng khác. Trong công nghiệp hóa chất, nó được sử dụng để sản xuất amoniac cho phân bón nông nghiệp (quy trình Haber) và xyclohexan và metanol, là những chất trung gian trong sản xuất nhựa và dược phẩm. Nó cũng được sử dụng để loại bỏ lưu huỳnh khỏi nhiên liệu trong quá trình lọc dầu. Một lượng lớn hydro được sử dụng để hydro hóa dầu để tạo thành chất béo, ví dụ như để sản xuất bơ thực vật.

Trong công nghiệp thủy tinh, hydro được sử dụng làm khí bảo vệ để chế tạo các tấm thủy tinh phẳng. Trong ngành công nghiệp điện tử, nó được sử dụng làm khí xả trong quá trình sản xuất chip silicon.

Mật độ hydro thấp khiến nó trở thành sự lựa chọn tự nhiên cho một trong những ứng dụng thực tế đầu tiên của nó - làm đầy khí cầu và khí cầu. Tuy nhiên, nó phản ứng mạnh mẽ với oxy (để tạo thành nước) và tương lai của nó trong việc lấp đầy khí cầu đã kết thúc khi khí cầu Hindenburg bốc cháy.

Vai trò sinh học

Hydro là một nguyên tố cần thiết cho sự sống. Nó có trong nước và trong hầu hết các phân tử của sinh vật. Tuy nhiên, bản thân hydro không đóng một vai trò đặc biệt tích cực. Nó vẫn liên kết với các nguyên tử carbon và oxy, trong khi hóa học của sự sống diễn ra ở các vị trí hoạt động hơn liên quan đến, ví dụ, oxy, nitơ và phốt pho.

Sự phong phú tự nhiên

Hydro dễ dàng là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ. Nó được tìm thấy trong mặt trời và hầu hết các ngôi sao, và hành tinh sao Mộc có thành phần chủ yếu là hydro.

Trên Trái đất, hydro được tìm thấy với số lượng lớn nhất là nước. Nó chỉ tồn tại dưới dạng khí trong khí quyển với một lượng rất nhỏ - dưới 1 phần triệu thể tích. Bất kỳ hydro nào đi vào bầu khí quyển đều nhanh chóng thoát khỏi lực hấp dẫn của Trái đất ra ngoài không gian.

Hầu hết hydro được sản xuất bằng cách đốt nóng khí tự nhiên với hơi nước để tạo thành khí tổng hợp (hỗn hợp hydro và carbon monoxide). Khí tổng hợp được tách ra để tạo ra hydro. Hydro cũng có thể được sản xuất bằng cách điện phân nước.

Trong y học

Hydro có tác dụng hữu ích trong các mô hình động vật bị bệnh về chấn thương do thiếu máu cục bộ tái tưới máu cũng như bệnh viêm và bệnh thần kinh. Ngoài ra, hydro phân tử rất hữu ích cho các ứng dụng y tế và điều trị mới khác nhau trong môi trường lâm sàng. Trong nghiên cứu này, nồng độ hydro trong máu và mô của chuột đã được ước tính. Chuột Wistar được cho uống nước siêu giàu hydro (HSRW), tiêm vào màng bụng và tĩnh mạch nước muối siêu giàu hydro (HSRS), và hít khí hydro . Một phương pháp mới để xác định hydronồng độ sau đó được áp dụng bằng cách sử dụng ... sắc ký khí cảm biến, sau đó mẫu được chuẩn bị thông qua đồng nhất mô trong các ống kín khí.

Phương pháp này cho phép xác định nồng độ hydro nhạy và ổn định . Các hydro tập trung đạt đến một đỉnh cao tại 5 phút sau khi uống và màng bụng, so với 1 phút sau khi tiêm tĩnh mạch. Sau khi hít phải khí hydro , nồng độ hydro được tìm thấy đã tăng lên đáng kể ở phút thứ 30 và duy trì mức tương tự sau đó. Những kết quả này chứng minh rằng việc xác định chính xác hydronồng độ trong máu chuột và mô cơ quan rất hữu ích và quan trọng cho việc áp dụng các liệu pháp điều trị và y tế mới khác nhau bằng cách sử dụng hydro phân tử. Nước hoặc nước muối siêu giàu hydro .

Khả năng oxy hóa hydro của các mô động vật có vú trong các điều kiện tương tự như điều kiện gặp phải của hỗn hợp thở của thợ lặn sâu có chứa hydro đã được nghiên cứu. Thận, gan, lá lách, tim, phổi và cơ tứ đầu đùi đã được lấy ra khỏi chuột lang và chuột cống. Sau khi xay nhỏ hoặc đồng nhất, các mô, cùng với các tế bào bào chế từ tim chuột và tế bào nội mô mao mạch vỏ não của lợn được đặt trong đĩa petri và tiếp xúc với hydro được gắn thẻ triti ở áp suất 1 hoặc 5 megapascal (MPa) trong 1 giờ đặc biệt hệ thống phơi phóng được thiết kế. Heli ở áp suất 1 MPa được sử dụng làm chất mang. Đĩa petri chứa đầy nước cất hoặc nước muối dùng để kiểm soát âm tính. Sau khi giải nén, mức độ hydro bị oxy hóa bởi các mô và tế bào của động vật có vú được xác định bằng cách đo lượng triti được kết hợp bằng cách đếm chất lỏng. Các mô và tế bào kết hợp tritium chỉ với tốc độ từ 10 đến 50 nanomol trên gam mỗi phút (nmol / g / phút), tốc độ tương tự như tốc độ của các đối chứng âm tính. Các tác giả kết luận rằng các mô của động vật có vú không oxy hóa hydro trong điều kiện khắc nghiệt. Một lượng nhỏ sự kết hợp nhãn triti được quan sát thấy trong các mô có thể là do hiện tượng đồng vị phóng xạ, điều này đặt ra giới hạn phát hiện để xác định hydro oxy hóa ở 100 nmol / g / phút.

Sản xuất hóa chất

Trong ống thổi oxy-hydro (hàn) và ánh đèn sân khấu; hàn tự động của thép và các kim loại khác; sản xuất amoniac , metanol tổng hợp, HCl, NH₃; hydro hóa dầu, mỡ, naphtalen , phenol ; trong bóng bay và khí cầu; trong luyện kim để khử oxit thành kim loại; trong lọc dầu; trong phản ứng nhiệt hạch (ion hóa để tạo thành proton, deuteron (D) hoặc triton (T).

Sản xuất amoniac , etanol và anilin ; hydrocracking, hydroforming và hydro hóa dầu mỏ; hydro hóa dầu thực vật; thủy phân than đá; chất khử tổng hợp hữu cơ và quặng kim loại; khử khí quyển để ngăn chặn quá trình oxy hóa; như ngọn lửa oxyhdrogen cho nhiệt độ cao; nguyên tử- hàn hydro ; bóng bay mang nhạc cụ; tạo ra hiđro clorua và hiđro bromua ; sản xuất kim loại có độ tinh khiết cao; nhiên liệu cho động cơ tên lửa hạt nhân để vận chuyển siêu thanh; nhiên liệu tên lửa; nghiên cứu đông lạnh.

Năng lượng

Hydro là chất mang năng lượng đa năng có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho hầu hết mọi nhu cầu năng lượng cuối cùng. Pin nhiên liệu - một thiết bị chuyển đổi năng lượng có thể thu nhận và sử dụng hiệu quả năng lượng của hydro - là chìa khóa để biến điều đó thành hiện thực. Pin nhiên liệu tĩnh có thể được sử dụng để cung cấp điện dự phòng, cấp điện cho các địa điểm ở xa, phát điện phân tán và đồng phát (trong đó nhiệt lượng dư thừa thải ra trong quá trình phát điện được sử dụng cho các ứng dụng khác). Pin nhiên liệu có thể cung cấp năng lượng cho hầu hết mọi ứng dụng di động thường sử dụng pin, từ thiết bị cầm tay đến máy phát điện di động. Pin nhiên liệu cũng có thể cung cấp năng lượng cho giao thông vận tải của chúng ta, bao gồm xe cá nhân, xe tải, xe buýt và tàu biển, cũng như cung cấp năng lượng phụ trợ cho các công nghệ giao thông truyền thống.

NH₂^-

công thức rút gọn H₂N

amin

amine

Tính chất vật lý

Nguyên tử / Phân tử khối (g/mol) 16.02258 ± 0.00034

Tính chất hóa học

Ứng dụng

H₂F⁺

công thức rút gọn FH₂

Fluoronium ion

Fluoronium ion

Tính chất vật lý

Nguyên tử / Phân tử khối (g/mol) 21.01428 ± 0.00014

Tính chất hóa học

Ứng dụng

H₂O

nước

water

Tính chất vật lý

Nguyên tử / Phân tử khối (g/mol) 18.01528 ± 0.00044

Khối lượng riêng (kg/m3) 1

Màu sắc Không màu

Trạng thái thông thường Lỏng

Nhiệt độ sôi (°C) 100

Nhiệt độ nóng chảy (°C) 4

Tính chất hóa học

Ứng dụng

Nước là một hợp chất liên quan trực tiếp và rộng rãi đến sự sống trên Trái Đất, là cơ sở của sự sống đối với mọi sinh vật. Đối với thế giới vô sinh, nước là một thành phần tham gia rộng rãi vào các phản ứng hóa học, nước là dung môi và là môi trường tàng trữ các điều kiện để thúc đẩy hay kìm hãm các quá trình hóa học. Đối với con người nước là thành phần chiếm tỷ trọng lớn nhất.

Nước là một hợp chất liên quan trực tiếp và rộng rãi đến sự sống trên Trái Đất, là cơ sở của sự sống đối với mọi sinh vật

1. Tài nguyên nước và chu trình nước toàn cầu

Trái Đất có khoảng 361 triệu km² diện tích các đại dương (71% diện tích bề mặt Trái Đất). Trữ lượng tài nguyên nước có khoảng 1,5 tỉ km³, trong đó nước nội địa chỉ chiếm 91 triệu km³ (6,1%), còn 93,9% nước biển và đại dương. Tài nguyên nước ngọt chiếm 28,25 triệu km³ (1,88 % thủy quyển), nhưng phần lớn lại ở dạng đóng băng ở hai cực Trái Đất. Lượng nước thực tế con người có thể sử dụng được 4,2 triệu km³ (0,28%) thủy quyển.

Các nguồn nước trong tự nhiên không ngừng vận động và chuyển trạng thái (lỏng, khí, rắn) tạo nên vòng tuần hoàn nước trong sinh quyển: Nước bốc hơi, ngưng tụ và mưa. Nước vận chuyển trong các quyển, hòa tan và mang theo nhiều chất dinh dưỡng, chất khoáng và một số chất cần thiết cho đời sống của động và thực vật.

Chu trình tuần hoàn của nước

Nước ao, hồ, sông và đại dương... nhờ năng lượng Mặt Trời bốc hơi vào khí quyển, hơi nước ngưng tụ lại rồi mưa rơi xuống bề mặt Trái Đất. Nước chu chuyển trong phạm vi toàn cầu, tạo nên các cân bằng nước và tham gia vào quá trình điều hòa khí hậu Trái Đất. Hơi nước thoát từ các loài thực vật làm tăng độ ẩm của không khí. Một phần nước mưa thấm qua đất thành nước ngầm, nước ngầm và nước bề mặt đều hướng ra biển để tuần hoàn trở lại, đó là chu trình nước. Tuy nhiên, lượng nước ngọt và nước mưa trên hành tinh phân bố không đều. Hiện nay, hàng trăm trên toàn thế giới mới sử dụng khoảng 4.000 km³ nước ngọt, chiếm khoảng 40% lượng nước ngọt có thể khai thác được.

2.  Vai trò của nước

Nước ngọt là tài nguyên có thể tái tạo được, nhưng sử dụng phải cân bằng giữa nguồn nước dự trữ và tái tạo. Sử dụng cần phải hợp lý nếu muốn cho sự sống tiếp diễn lâu dài, vì hết nước thì cuộc sống của động - thực vật sẽ không tồn tại.

Trong Vũ trụ bao la chỉ có Trái Đất là có nước ở dạng lỏng, vì vậy giá trị của nước sau nhiều thập kỷ xem xét đã được đánh giá "Như dòng máu nuôi cơ thể con người dưới một danh từ là máu sinh học của Trái Đất, do vậy nước quý hơn vàng" 

Điều kiện hình thành đời sống thực vật phải có nước, nước chính là biểu hiện nơi muôn loài có thể sống được, đó là giá trị đích thực của nước.

Môi trường nước không tồn tại cô lập với các môi trường khác, nó luôn tiếp xúc trực tiếp với không khí, đất và sinh quyển. Phản ứng hóa học trong môi trường nước có rất nhiều nét đặc thù khi so sánh với cùng phản ứng đó trong phòng thí nghiệm hay trong sản xuất công nghiệp. Nguyên nhân của sự khác biệt đó là tính không cân bằng nhiệt động của hệ do tính "mở" tiếp xúc trực tiếp với khí quyển, thạch quyển, sinh quyển và số tạp chất trong nước cực kỳ đa dạng. giữa chúng luôn có quá trình trao đổi chất, năng lượng (nhiệt, quang, cơ năng), xảy ra sôi động giữa bề mặt phân cách pha. Ngay trong lòng nước cũng xảy ra các quá trình xa lạ với quy luật cân bằng hóa học - quá trình giảm entropi, sự hình thành và phát triển của các vi sinh vật.

a. Đời sống con người

Nước rất cần thiết cho hoạt động sống của con người cũng như các sinh vật. Con người có thể không ăn trong nhiều ngày mà vẫn sống, nhưng sẽ bị chết chỉ sau ít ngày (khoảng 3 ngày) nhịn khát, vì cơ thể người có khoảng 65 - 86% nước, nếu mất 12% nước cơ thể sẽ bị hôn mê và có thể chết.

Để hoạt động bình thường, cơ thể cần từ một đến bảy lít nước mỗi ngày để tránh mất nước; số lượng chính xác phụ thuộc vào mức độ hoạt động, nhiệt độ, độ ẩm và các yếu tố khác. Hầu hết lượng này được tiêu hóa qua các loại thực phẩm hoặc đồ uống khác ngoài việc uống nước lọc. Theo Hiệp hội Dinh dưỡng Anh khuyên rằng, đối với một người khỏe mạnh thì cần khoảng 2,5 lít tổng lượng nước mỗi ngày là mức tối thiểu để duy trì lượng nước thích hợp. 

Mỗi ngày trung bình mỗi người cần khoảng 2,5 đến 4 lít nước để cung cấp cho cơ thể. Khi cơ thể mất từ 10 đến 20 % lượng nước có thể trong cơ thể, động vật có thể chết.

Thận khỏe mạnh có thể bài tiết từ 0,8 lít đến 1 lít nước mỗi giờ, nhưng căng thẳng như tập thể dục có thể làm giảm lượng nước này. Mọi người có thể uống nhiều nước hơn mức cần thiết trong khi tập thể dục, khiến họ có nguy cơ bị nhiễm độcnước có thể gây tử vong. 

Cụ thể, lượng nước cần thiết dành cho từng loại đối tượng như sau:

- Đàn ông tiêu thụ khoảng 3 lít, phụ nữ là 2,2 lít

- Phụ nữ mang thai cần 2,4 lít và phụ nữ đang cho con bú cần uống khoảng 3 lít bởi vì một lượng lớn chất lỏng bị mất trong quá trình cho con bú. 

Khoảng 20 % lượng nước nạp vào là từ thức ăn, trong khi phần còn lại đến hơi thở. Khi gắng sức và tiếp xúc với nhiệt, lượng nước mất đi sẽ tăng lên và nhu cầu chất lỏng hàng ngày cũng có thể tăng lên. 

b. Công nghiệp và nông nghiệp

Nhu cầu nước cho sản xuất công nghiệp và nhất là nông nghiệp rất lớn. Để khai thác một tấn dầu mỏ cần phải có 10m³ nước, muốn chế tạo một tấn sợi tổng hợp cần có 5600 m³ nước, một trung tâm nhiệt điện hiện đại với công suất 1 triệu kW cần đến 1,2 - 1,6 tỉ m³ nước trong một năm.

Tóm lại, nước có một vai trò quan trọng không thể thiếu được cho sự sống tồn tại trên Trái Đất, là máu sinh học của Trái Đất nhưng nước cũng là nguồn gây tử vong cho một người, cho nhiều người và cả một cộng đồng rộng lớn. Vì vậy, nói đến nước là nói tới việc bảo vệ rừng, trồng rừng, phát triển rừng để tái tạo lại nguồn nước, hạn chế cường độ dòng lũ lụt, để sử dụng nguồn nước làm thủy điện, để cung cấp nước sạch. Phải sử dụng hợp lý nước sinh hoạt và sản xuất đi đôi với việc chống ô nhiễm nguồn nước đã khai thác sử dụng, phải xử lý nước thải sản xuất và sinh hoạt.

3. Sự thật thú vị 

- Khoảng 97% nước của Trái Đất là nước mặn (biển, đại dương), có hàm lượng muối cao, không thích hợp cho nhu cầu sinh hoạt của con người. Khoảng 2% nước thuộc dạng băng đá nằm ở hai cực Trái Đất. Chỉ có 1% nước của Trái Đất kể trên được con người sử dụng, trong đó: khoảng 30% dùng cho mục đích tưới tiêu, 50% dùng cho các nhà máy sản xuất năng lượng, 7% dùng cho sinh hoạt và 12% dùng cho sản xuất công nghiệp.

Khoảng 97% nước của Trái Đất là nước mặn (biển, đại dương), có hàm lượng muối cao, không thích hợp cho nhu cầu sinh hoạt của con người.

- Nước bề mặt dễ bị ô nhiễm bởi hóa chất bảo vệ thực vật, phân bón, chất thải của con người và động vật có trong nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp.

- Bên cạnh đó, nước còn là một trong những chỉ tiêu xác định mức độ phát triển của nền kinh tế xã hội. Thí dụ, để có được 1 tấn sản phẩm thì lượng nước cần tiêu thụ như sau: than thì cần từ 3 đến 5 tấn nước; dầu mỏ từ 30 đến 50 tấn nước; giấy từ 200 - 300 tấn nước; gạo từ 5000 - 10000 tấn nước; thịt từ 20000 - 30000 tấn nước.

- Bạn có biết nước tinh khiết nhất ở trong thiên nhiên là nước mưa và tuyết không? Nhưng chúng cũng chứa một số khí tan được và những chất khác có ở trong khí quyển như O₂, N₂, CO₂, các muối amoni nitrat, nitrit và cacbonat, những dấu vết của các chất hữu cơ, bụi. 

- Nước ngầm là nước mưa rơi xuống mặt đất, thấm qua những lớp thấm nước như đất, cát đi đến lớp không thấm nước như đất sét sẽ tạo nên hồ nước ngầm. Thành phần của nước ngầm phụ thuộc vào những lớp đất mà nó đi qua và vào thời gian nó tiếp xúc với các lớp đó.

- Nước sông chứa nhiều tạp chất và với lượng nhiều hơn so với nước ngầm. Ngoài các khí tan được của khí quyển như O₂, N₂, CO₂ trong nước sông còn có các muối carbonat, sulfat, chloride, của một số kim loại như calci, magie và natri, các chất hữu cơ, một ít chất vô cơ ở dạng lơ lửng. 

H₂S

hidro sulfua

hydrogen sulfide

Tính chất vật lý

Nguyên tử / Phân tử khối (g/mol) 34.0809

Khối lượng riêng (kg/m3) 1363

Màu sắc không màu

Trạng thái thông thường khí

Nhiệt độ sôi (°C) -60

Nhiệt độ nóng chảy (°C) -82

Tính chất hóa học

Ứng dụng

Hydro sunfua được sử dụng chủ yếu để sản xuất axit sunfuric và lưu huỳnh. Nó cũng được sử dụng để tạo ra nhiều loại sulfua vô cơ được sử dụng để tạo ra thuốc trừ sâu, da, thuốc nhuộm và dược phẩm. Hydrogen sulfide được sử dụng để sản xuất nước nặng cho các nhà máy điện hạt nhân (cụ thể là các lò phản ứng CANDU ). Hydrogen sulfide cũng có thể được sử dụng trong nông nghiệp như một chất khử trùng. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong phân tích hóa học. Lò luyện sắt, bãi chôn lấp, nhà máy chế biến thực phẩm và nhà máy bia là một số ví dụ về các nguồn công nghiệp sản xuất hoặc sử dụng hydro sunfua. Khí phải được xử lý đúng cách vì khí hydro sunfua phát thải có thể gây nguy hiểm.

Trong xây dựng

Quá trình sunfua hóa bề mặt của kim loại bằng hydro sunfua cho phép thay đổi các tính chất vật lý hoặc hóa học của chúng. Hydro sunfua được sử dụng để thụ động hóa các bức tường của lò phản ứng hoạt động ở nhiệt độ cao trong các hoạt động hóa dầu như crackinh hơi nước và hydrodealkyl hóa. Điều trị này ngăn ngừa các phản ứng thứ cấp mong muốn. Một công dụng khác của hydro sunfua là tạo ra một lớp sunfua trên bề mặt của dây hoặc tấm thép được phủ bằng sơn hoặc nhựa. Xử lý này bảo vệ lớp phủ hoặc cải thiện hoạt động của sơn lót kết dính.

Trong sản xuất các hóa chất khác

Việc sử dụng chính của hydrogen sulfide là trong sản xuất axit sulfuric và lưu huỳnh nguyên tố. Các nhà sản xuất sử dụng natri hydrosunfua, natri sulfua và các sulfua vô cơ tương tự để tạo ra các sản phẩm như thuốc trừ sâu, da, thuốc nhuộm và dược phẩm. H₂S được sử dụng để điều chế các sunfua vô cơ mà bạn cần để tạo ra các sản phẩm đó. Là một thuốc thử và chất trung gian, hydro sunfua có lợi vì nó có thể điều chế các loại hợp chất lưu huỳnh bị khử khác. Thuốc thử là chất bắt đầu tham gia phản ứng hóa học. Trong một quá trình hóa học, chất trung gian là một chất mà quá trình đó tạo ra. Chất này, không phải là sản phẩm cuối cùng, có thể dùng làm nguyên liệu cho bước tiếp theo của quy trình.

Trong các ứng dụng khác

Một số nhà máy điện hạt nhân sử dụng hydrogen sulfide để sản xuất nước nặng, một giải pháp thay thế cho nước thông thường cho phép các lò phản ứng hạt nhân sử dụng nhiên liệu uranium thông thường thay vì uranium đã được làm giàu. Nông dân sử dụng H₂S như một chất khử trùng nông nghiệp và bạn sẽ tìm thấy nó trong một số loại dầu cắt gọt, là chất làm mát và chất bôi trơn được thiết kế đặc biệt cho các quy trình gia công và chế tạo kim loại cũng như các chất bôi trơn khác. Hydrogen sulfide cũng được sử dụng trong chiến tranh hóa học. Nhiều cơ sở công nghiệp, chẳng hạn như lò luyện sắt, bãi chôn lấp, nhà máy chế biến thực phẩm và nhà máy bia, sản xuất hoặc sử dụng hydrogen sulfide. Nếu một trong số họ xử lý khí này không đúng cách hoặc vô tình thải ra, khí thải không mong muốn có thể thoát ra ngoài không khí.