A hidrogén (hydrogenium, hydrogen, vodonik, водород) Vegyészeti-élelmiszeripari Középiskola CSÓKA Készítette: Varga István

Az elemek periódusos rendszerében az első periódusban és az első csoportban helyezkedik el. Cavendish angol tudós 1766-ban mutatta ki, hogy a hidrogén valójában egy elem, amely elégve vízgőzt ad. Henry Cavendish (1731 –1810) A hidrogén neve görögül „vízalkotót” jelent, a hydro = víz és gennao = nemzek, görög szavakból ered. A hidrogén színtelen, szagtalan gáz, az eddig megismert anyagok közül a legkönnyebb. Sűrűsége 14,5-szer kisebb, mint a levegőé.

A hidrogén izotópjai Prócium (a magot 1 proton alkotja) Deutérium (a magban 1 proton és 1 neutron van) Ttrícium (a magot 1 proton és 2 neutron alkotja) 99,986% 0,014% 10-10%

A hidrogén fontosabb adatai Atomsugár 21 pm Kristályszerkezet hexagonális Kovalens sugár 37 pm Olvadáshő 0,06 kJ/mol Olvadáspont −259,2°C Forráshő 0,45 kJ/mol Forráspont −252,7°C Sűrűség (normál állapotban) 0,0899 kg/m3 Emissziós színképe a látható tartományban

A hidrogénmolekula kialakulása és felépítése Keletkezése pillanatában a hidrogén mindig atomos állapotú. Ez az állapot kb. fél másodpercig tart, mert az atomos hidrogén nagyon labilis volta miatt, egy másik hidrogénatommal kovalens kötést igyekszik kialakítani, aminek eredményeként hidrogénmolekula keletkezik.

A hidrogén előállítása Laboratóriumban Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2   Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2 2K + 2H2O → 2KOH + H2

A víz elektrolízisével Az elektrolízis elektromos egyenáram hatására lejátszódó kémiai változás. Katód (−): 4H3O+ + 4e‾ → 2H2 + 4H2O   Anód (+): 4OH‾ → O2 + 2H2O + 4e‾ H2 O2 Hoffmann-féle vízbontó készülék

Ipari előállítása Izzó (kb. 1400-1500°C-os) kokszrétegen vízgőzt fúvatnak keresztül, a szén redukálja a vízben levő hidrogént és termékként vízgáz: szén(II)-oxid és elemi hidrogén keveréke keletkezik. C + H2O → H2 + CO H = +122 kJ/mol

A metán oxidációja során hidrogén és szén-monoxid keletkezik A metán oxidációja során hidrogén és szén-monoxid keletkezik.   2CH4 + O2 → 4H2 + 2CO

A hidrogén felhasználása ammóniaszintézishez, hidrogén-klorid (HCl-gáz) szintéziséhez, metanol szintéziséhez, hidrogénezési folyamatokhoz (főleg az olajiparban), magas hőmérsékletű láng előállítására (autogén hegesztés, vágás) rakétaüzemanyagként, energiaforrásként a tüzelőanyag-cellákban.