Na początku studiowania takiego przedmiotu, jak chemia, najciekawsze jest przeprowadzanie eksperymentów, a jeśli tym eksperymentom towarzyszy również mała spektakularna eksplozja, to na ogół trudno powstrzymać zachwyt. Na słowo „wybuch” rodzą się różne skojarzenia, a jednym z nich jest wybuchowy gaz. Jaka jest jego formuła, gdzie jest używana i oczywiście zasady bezpieczeństwa podczas pracy z nią - główne pytania artykułu.
Skład
W rzeczywistości zawiera wodór zmieszany z tlenem. W pewnej proporcji 1: 2 tworzą gaz wybuchowy. Jego formuła będzie wyglądać tak: 2H2+O2.
Najmniejsza iskra o energii 14 mJ lub podgrzanie do 510°C (temperatura palenia zapałki to ponad 700°C) wystarczy, aby wywołać między nimi reakcję, której towarzyszy wyzwolenie duża ilość energii i eksplozja.
Wynikiem tej reakcji jest zwykła woda. Nie bez powodu gaz nazywa się wodorem, to znaczy rodzi wodę. Alewarto wprowadzić do mieszanki np. gąbczastą platynę i nie będzie wybuchu, ale zwykły proces spalania będzie trwał.
Inna nazwa mieszanki gazowej - gaz Browna, otrzymał swoją nazwę na cześć wynalazcy, który opracował samochód, który działa na produktach rozkładu wody przez elektrolizę. A formuła gazu w chemii wygląda tak: HHO.
Historia odkryć
O tym, że podczas reakcji chemicznej między kwasami a niektórymi metalami powstaje gaz, który jest bardzo łatwopalny, wspominają XVI-wieczne traktaty. Nazywano to „palnym powietrzem”. Ale udało się go zebrać w czystej postaci, zbadać właściwości i opisać je dopiero w drugiej połowie XVIII wieku. Tak więc chemik A. Lavoisier, przeprowadzając eksperymenty w 1784 r., doszedł do wniosku, że gaz jest prostą substancją składającą się tylko z jednego rodzaju atomów.
A słynny chemik i fizyk G. Cavendish eksperymentalnie zdołał ustalić, że tlen + wodór w wyniku natychmiastowego spalania daje wodę. Nawiasem mówiąc, jedno z laboratoriów w Cambridge nosi jego imię właśnie dlatego, że był w stanie określić skład jakościowy wody. Łacińska nazwa wodoru Hydrogenium pochodzi od dwóch słów „hydro” - woda i „gennao” - narodziny, to znaczy (jak w rosyjskiej wersji nazwy pierwiastka) opisuje jego główną właściwość - rodzić wodę.
Aplikacja
Gdzie jest używany?
Zainteresowanie takim paliwem alternatywnym jak wodór jest coraz większe. Ale pierwszy deweloper, który wprowadził na rynek samochód z takim napędempaliwo, była koncern Toyota. Jednak jego SUV FCHV pozostał kopią wystawową, nie produkowano go masowo. Zainteresowanie silnikami wodorowymi nie zniknęło, więc wielu producentów nadal intensywnie inwestuje we wprowadzenie takiego silnika.
Gaz wybuchowy, a dokładniej wodór z doprowadzeniem tlenu, jest używany do spawania i lutowania metali w trudnych warunkach, takich jak tunele i kopalnie, kanały ściekowe i studnie instalacyjne, kiedy po prostu nie ma miejsca na butle z węglowodorami. Temperatura spalania mieszanki wynosi około 2235 ° C, a produkty spalania są całkowicie bezpieczne dla zdrowia ludzkiego. Palnik wodorowy znalazł zastosowanie w jubilerstwie i protetyce, służy do obróbki wyrobów szklanych, płyt z drogich metali o różnej grubości i nie tylko.
Wróg górników
Czasami termin „gaz wybuchowy” jest błędnie używany w odniesieniu do metanu. Zdolność tego węglowodoru do gromadzenia się w pustkach skalnych, a po zmieszaniu z powietrzem staje się wybuchowa, jest podobna do mieszaniny prawdziwego gazu, ale na tym kończy się ich podobieństwo. Wzór na gaz w chemii wygląda tak: CH4.
Najbardziej niebezpieczne stężenie metanu w atmosferze wynosi 9,5%, ale w różnych warunkach może wahać się od 5 do 16%. Przy wyższym stężeniu gaz po prostu się spali. Zarówno iskra, jak i otwarty ogień mogą wywołać eksplozję. Aby kontrolować stężenie metanu w powietrzu, górnicy zabrali ze sobą kanarka i wiedzieli, że choć słychać pieśń małego przyjaciela, mogą spokojnie pracować. Alegdy tylko ptak zamilkł, oznaczało to, że kłopoty są bliskie.
Na początku XIX wieku ptaki śpiewające zostały zastąpione lampą górniczą Davy, a dziś sterowanie odbywa się za pomocą automatycznego systemu, ale nawet to nie czyni pracy górników całkowicie bezpieczną. Eksplozje czasami zdarzają się nawet teraz. Tutaj jest taki okropny - "firedamp".
Zysk dla nieuczciwych
Ile szczęścia dają balony wypełnione helem. Niewiele jest dzieci, które potrafią oprzeć się wielobarwnemu cudowi. Tak, a święta nie są teraz kompletne bez balonów z helem, które od razu wznoszą się w górę, warto na chwilę odpuścić nić.
Dzisiaj balon z helem kosztuje przyzwoite pieniądze, a niektórzy niedbali sprzedawcy postanawiają zaoszczędzić pieniądze. W końcu nie tylko hel, wodór mogą sprawić, że piłka będzie latać. Acetylen jest również lżejszy od powietrza. Ale czy takie oszczędności są naprawdę bezpieczne dla samych klientów?
Ostatnio pojawia się coraz więcej informacji o wybuchach balonów:
- Maj, 2012 - Erewan;
- Październik, 2017 - Kuzbass;
- Październik, 2017 - Kemerowo.
To tylko trzy znane przypadki, w jednym z nich, a mianowicie na wiecu w Erewaniu, balony zostały wypełnione wodorem, który mógł wydostać się na zewnątrz i gromadzić w powietrzu mieszając się z tlenem. A wiemy, że taka mieszanka w określonej proporcji nazywana jest gazem wybuchowym. Ludzie ucierpieli w tej tragedii.
