Vodík | |||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
← Neutronium | Helium → | |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
Vzhled jednoduché látky | |||||||||||||||||||||
Záře vodíku v plynové výbojce | |||||||||||||||||||||
Vlastnosti atomu | |||||||||||||||||||||
Jméno, symbol, číslo | Vodík/vodík (H), 1 | ||||||||||||||||||||
Skupina , období , blok |
1, 1, s-prvek |
||||||||||||||||||||
atomová hmotnost ( molární hmotnost ) |
[1,00784; 1.00811] [comm 1] [1] a. e. m. ( g / mol ) | ||||||||||||||||||||
Elektronická konfigurace | 1s 1 | ||||||||||||||||||||
Poloměr atomu | 53 hodin | ||||||||||||||||||||
Chemické vlastnosti | |||||||||||||||||||||
kovalentní poloměr | 32 hodin | ||||||||||||||||||||
Poloměr iontů | 54 (-1 e) pm | ||||||||||||||||||||
Elektronegativita | 2,20 [2] (Paulingova stupnice) | ||||||||||||||||||||
Oxidační stavy | -1, 0, +1 | ||||||||||||||||||||
Ionizační energie (první elektron) |
1311,3 (13,595) kJ / mol ( eV ) | ||||||||||||||||||||
Termodynamické vlastnosti jednoduché látky | |||||||||||||||||||||
Hustota (v n.a. ) | 0,0000899 (při 273 K (0 °C)) g/cm³ | ||||||||||||||||||||
Teplota tání | 14,01 tis . ; _ -259,14 °C | ||||||||||||||||||||
Teplota varu | 20,28 tis . ; _ -252,87 °C | ||||||||||||||||||||
trojitý bod | 13,96 K (-259,19 ° C ), 7,205 [4] kPa | ||||||||||||||||||||
Kritický bod | 32,24 K , 1,30 [5] MPa | ||||||||||||||||||||
Oud. teplo tání | 0,117 kJ/mol | ||||||||||||||||||||
Oud. výparné teplo | 0,904 kJ/mol | ||||||||||||||||||||
Molární tepelná kapacita | 28,47 [3] J/(K mol) | ||||||||||||||||||||
Molární objem | 22,4⋅10 3 cm³ / mol | ||||||||||||||||||||
Krystalová mřížka jednoduché látky | |||||||||||||||||||||
Příhradová konstrukce | šestiúhelníkový | ||||||||||||||||||||
Parametry mřížky | a = 3,780 c = 6,167 Á | ||||||||||||||||||||
poměr c / a | 1,631 | ||||||||||||||||||||
Debyeho teplota | 110 tisíc _ | ||||||||||||||||||||
Další vlastnosti | |||||||||||||||||||||
Tepelná vodivost | (300 K) 0,1815 W/(m K) | ||||||||||||||||||||
Číslo CAS | 12385-13-6 | ||||||||||||||||||||
Emisní spektrum | |||||||||||||||||||||
nejdéle žijící izotopy | |||||||||||||||||||||
|
jeden | Vodík |
H1,008 ± 0,0002 [6] | |
1s 1 |
Vodík ( chemická značka - H , z lat. hydrogenium ) je chemický prvek první periody periodické tabulky chemických prvků D. I. Mendělejeva s atomovým číslem 1.
Monatomická forma vodíku je nejběžnější chemickou látkou ve vesmíru a představuje přibližně 75 % celkové baryonové hmoty. Hvězdy, kromě kompaktních , se skládají hlavně z vodíkového plazmatu . Nejlehčí z prvků v periodické tabulce.
Tři izotopy vodíku mají svá vlastní jména : 1H- protium , 2H - deuterium a 3H - tritium ( radioaktivní ) . Jádro nejběžnějšího izotopu, protium, se skládá pouze z jednoho protonu a neobsahuje neutrony .
Při standardní teplotě a tlaku je vodík bezbarvý, bez zápachu a chuti , netoxický dvouatomový plyn (chemický vzorec - H 2 ), který je po smíchání se vzduchem nebo kyslíkem hořlavý a extrémně hořlavý a výbušný [3] . V přítomnosti jiných oxidačních plynů, jako je fluor nebo chlor , je vodík také výbušný. Protože vodík snadno tvoří kovalentní vazby s většinou nekovů , většina vodíku na Zemi existuje v molekulárních sloučeninách, jako je voda nebo organická hmota . Vodík hraje zvláště důležitou roli v acidobazických reakcích .
Rozpustíme v ethanolu a řadě kovů : železo , nikl , palladium , titan , platina , niob .
Uvolňování hořlavého plynu při interakci kyselin a kovů bylo pozorováno v 16. a 17. století na úsvitu vzniku chemie jako vědy. Vodík poprvé získal Paracelsus ponořením železných pilin do kyseliny sírové v 16. století.
V roce 1671 Robert Boyle podrobně popsal reakci mezi železnými pilinami a zředěnými kyselinami, při které se uvolňuje plynný vodík [7] [8] .
V roce 1766 Henry Cavendish jako první rozpoznal plynný vodík jako individuální prvek a nazval plyn uvolněný reakcí kovu s kyselinou „hořlavý vzduch“. Navrhl, že „hořlavý vzduch“ je totožný s hypotetickou látkou zvanou „ phlogiston “ a v roce 1781 zjistil, že když byl spálen, vytvořila se voda [9] [10] .
Michail Lomonosov také přímo poukázal na uvolňování vodíku , ale už pochopil, že se nejedná o flogiston .
Francouzský chemik Antoine Lavoisier spolu s inženýrem Jeanem Meunierem provedli v roce 1783 pomocí speciálních plynoměrů syntézu vody a následně její analýzu, rozkládající vodní páru rozžhaveným železem. Zjistil tedy, že „hořlavý vzduch“ je součástí vody a lze jej z ní získat.
Lavoisier dal vodíku jméno hydrogène (z jiného řeckého ὕδωρ – voda a γεννάω – rodím) – „rodím vodu“. V roce 1801 to Lavoisierův stoupenec, akademik Vasilij Severgin , nazval „vodnou látkou“, napsal [11] :
Vodná látka v kombinaci s kyselou látkou tvoří vodu. To lze prokázat jak usnesením, tak sepisem.
Ruský název "vodík" navrhl chemik Michail Solovjov v roce 1824 - analogicky s Lomonosovovým " kyslíkem " .
Vodík je v současnosti nejrozšířenějším prvkem ve vesmíru [12] . Tvoří asi 88,6 % všech atomů (asi 11,3 % tvoří atomy helia , podíl všech ostatních prvků dohromady je asi 0,1 %) [13] . Vodík je tedy hlavní složkou hvězd a mezihvězdného plynu . Rozšířený výskyt atomového vodíku se poprvé objevil během éry rekombinace .
V podmínkách hvězdných teplot (např. povrchová teplota Slunce je ~6000 °C) existuje vodík ve formě plazmy , v mezihvězdném prostoru tento prvek existuje ve formě jednotlivých molekul , atomů a iontů a může tvořit molekulární mraky, které se výrazně liší velikostí, hustotou a teplotou.
Hmotnostní zlomek vodíku v zemské kůře je 1 % – jedná se o desátý nejčastější prvek. Jeho roli v přírodě však neurčuje hmotnost, ale počet atomů, jejichž podíl mezi ostatními prvky je 17 % (druhé místo po kyslíku , jehož podíl atomů je ~52 %). Proto je význam vodíku v chemických procesech probíhajících na Zemi téměř stejně velký jako význam kyslíku.
Na rozdíl od kyslíku, který na Zemi existuje ve vázaném i volném stavu, je prakticky veškerý vodík na Zemi ve formě sloučenin; v atmosféře je obsaženo jen velmi malé množství vodíku ve formě jednoduché látky (0,00005 % obj. pro suchý vzduch [14] [15] ).
Vodík je součástí téměř všech organických látek a je přítomen ve všech živých buňkách, kde vodík tvoří téměř 63 % z počtu atomů [16] .
Od roku 2019 se na světě spotřebuje 75 milionů tun vodíku, zejména při rafinaci ropy a výrobě čpavku . Z toho více než 3/4 se vyrábí ze zemního plynu , na který se spotřebuje více než 205 miliard m 3 plynu [17] . Téměř vše ostatní se vyrábí z uhlí. Asi 0,1 % (~100 tisíc tun) se vyrábí elektrolýzou. Při výrobě vodíku se do atmosféry dostane ~830 milionů tun CO 2 . Cena vodíku vyrobeného ze zemního plynu se odhaduje na 1,5-3 $ za 1 kg.
V průmyslu bylo implementováno několik metod pro čištění vodíku ze surovin obsahujících vodík (tzv. plyn obsahující vodík - HCG) [19] .
Cena vodíku pro velké velkoobchodní dodávky se pohybuje v rozmezí 2–7 USD /kg [20] . V malém množství se přepravuje v ocelových lahvích zelené nebo tmavě zelené barvy.
Vodík je nejlehčí plyn: je 14,5krát lehčí než vzduch. Proto například mýdlové bubliny naplněné vodíkem mají tendenci ve vzduchu stoupat [21] . Čím menší je hmotnost molekul, tím vyšší je jejich rychlost při stejné teplotě. Jako nejlehčí se molekuly vodíku pohybují rychleji než molekuly jakéhokoli jiného plynu, díky čemuž mohou rychleji přenášet teplo z jednoho tělesa do druhého. Z toho plyne, že vodík má mezi plynnými látkami nejvyšší tepelnou vodivost . Jeho tepelná vodivost je asi 7x vyšší než u vzduchu.
Molekula vodíku je dvouatomová - H 2 . Za normálních podmínek je to bezbarvý plyn bez zápachu a chuti. Hustota 0,08987 g / l ( n.a. ), bod varu −252,76 °C, měrné spalné teplo 120,9⋅10 6 J / kg , mírně rozpustný ve vodě - 18,8 ml / l v n.a. Rozpustnost vodíku ve vodě roste s rostoucím tlakem a klesá s rostoucí teplotou.
Vodík je vysoce rozpustný v mnoha kovech ( Ni , Pt , Pd atd.), zejména v palladiu (850 objemů H 2 na 1 objem Pd). S rozpustností vodíku v kovech souvisí jeho schopnost jimi difundovat; difúze uhlíkatou slitinou (např. ocel) je někdy doprovázena destrukcí slitiny v důsledku interakce vodíku s uhlíkem (tzv. dekarbonizace). Prakticky nerozpustný ve stříbře .
Kapalný vodík existuje ve velmi úzkém teplotním rozmezí od -252,76 do -259,2 °C. Je to bezbarvá kapalina, velmi lehká ( hustota při -253 °C 0,0708 g / cm³ ) a kapalina ( viskozita při -253 °C 13,8 cP ). Kritické parametry vodíku jsou: teplota −240,2 °C, tlak 12,8 atm , kritická hustota 0,0312 g/cm³ a kritický objem 66,95-68,9 cm³/mol ( 0,033 m³/kg ). Uvedené hodnoty kritických parametrů vysvětlují obtíže při zkapalňování vodíku.
V kapalném stavu se rovnovážný vodík skládá z 99,79 % para-H 2 , 0,21 % ortho-H 2 .
Pevný vodík , bod tání -259,2 ° C, hustota 0,0807 g / cm³ (při -262 ° C) - hmota podobná sněhu, šestiúhelníkové krystaly , prostorová skupina P6 / mmc, parametry buňky a \ u003d 0,378 nm a c \ u003d 0 . 6167 nm .
V roce 1935 Winger a Huntington navrhli, že při tlacích nad 250 000 atm by se vodík mohl stát kovovým . Získání této látky ve stabilním stavu otevřelo velmi lákavé vyhlídky pro její využití – vždyť by se jednalo o ultralehký kov, složku lehkého a energeticky náročného raketového paliva. V roce 2014 bylo zjištěno, že při tlaku asi 1,5–2,0 milionů atm začíná vodík absorbovat infračervené záření , což znamená, že elektronové obaly molekul vodíku jsou polarizovány . Možná, že při ještě vyšších tlacích se vodík změní na kov [22] . V roce 2017 se objevila zpráva o možném experimentálním pozorování přechodu vodíku do kovového stavu za vysokého tlaku [23] [24] .
Molekulární vodík existuje ve dvou spinových formách (modifikace): ortohydrogen a parahydrogen . Modifikace se mírně liší ve fyzikálních vlastnostech, optických spektrech a také v charakteristikách rozptylu neutronů. V molekule ortovodíku o -H 2 ( t.t. −259,10 °C, bp. −252,56 °C) jsou spiny jader paralelní a v paravodíku p -H 2 (t.t. −259,32 °C, bp −252,89 °C) jsou vzájemně protilehlé (antiparalelní). Rovnovážná směs o -H 2 a p -H 2 při dané teplotě se nazývá rovnovážný vodík e -H 2 .
Spinové izomery vodíku lze oddělit adsorpcí na aktivním uhlí při teplotě kapalného dusíku . Při velmi nízkých teplotách je rovnováha mezi ortovodíkem a parahydrogenem téměř úplně posunuta směrem k paravodíku, protože energie paramolekuly je o něco nižší než energie orthomolekuly. Při 80 K je modifikační poměr přibližně 1:1. Paravodík desorbovaný z uhlí se zahříváním přeměňuje na ortovodík za vzniku rovnovážné směsi. Při pokojové teplotě existuje rovnovážná směs ortovodíku a paravodíku v poměru asi 75:25 [25] . Bez katalyzátoru dochází k vzájemné přeměně relativně pomalu, což umožňuje studovat vlastnosti obou modifikací. V podmínkách řídkého mezihvězdného prostředí je charakteristická doba přechodu do rovnovážné směsi velmi dlouhá, až kosmologická.
Nejznámější jsou tři izotopy vodíku: protium 1 H (atomové jádro - proton ), deuterium 2 H (jádro se skládá z jednoho protonu a jednoho neutronu ) a tritium 3 H (jádro se skládá z jednoho protonu a dvou neutronů). Tyto izotopy mají své vlastní chemické symboly: protium - H, deuterium - D, tritium - T.
Protium a deuterium jsou stabilní. Obsah těchto izotopů v přírodním vodíku je 99,9885 ± 0,0070 %, respektive 0,0115 ± 0,0070 % [26] . Může se mírně lišit v závislosti na zdroji a způsobu získávání vodíku. Tritium je nestabilní, prochází beta rozpadem s periodou 12,32 let a mění se na stabilní helium-3 [26] . Tritium se v přírodě vyskytuje ve stopovém množství, vzniká zejména interakcí kosmického záření se stabilními jádry, záchytem tepelných neutronů deuteriem a interakcí přirozeného izotopu lithia-6 s neutrony generovanými kosmickým zářením.
Uměle byly získány i těžké radioaktivní izotopy vodíku s hmotnostními čísly 4–7 a poločasy 10–21–10–23 s [ 26 ] .
Přírodní molekulární vodík se skládá z molekul H 2 a HD (deuterohydrogen) v poměru 3200:1. Obsah molekul z čistého deuteria D 2 v něm je ještě menší, poměr koncentrací HD a D 2 je přibližně 6400:1.
Ze všech izotopů chemických prvků se fyzikální vlastnosti izotopů vodíku od sebe nejvíce liší. Je to způsobeno největší relativní změnou hmotností atomů [27] .
Bod tání , K |
Bod varu , K |
trojitý bod |
kritický bod |
Hustota, kg/m³ | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
T , K | P , kPa | T , K | P , MPa | kapalina | plyn | |||
H2 _ | 13,96 | 20:39 | 13,96 | 7.3 | 32,98 | 1.31 | 70,811 | 1,316 |
HD | 16,65 | 22.13 | 16.6 | 12.8 | 35,91 | 1,48 | 114,0 | 1,802 |
HT | 22,92 | 17,63 | 17.7 | 37.13 | 1,57 | 158,62 | 2.31 | |
D2 _ | 18,65 | 23,67 | 18,73 | 17.1 | 38,35 | 1,67 | 162,50 | 2.23 |
DT | 24,38 | 19,71 | 19.4 | 39,42 | 1,77 | 211,54 | 2,694 | |
T2 _ | 20,63 | 25.04 | 20,62 | 21.6 | 40,44 | 1,85 | 260,17 | 3,136 |
Molekuly čistého protia, deuteria a tritia mohou existovat ve dvou alotropních modifikacích (lišících se vzájemnou orientací spinů jader) - ortho- a parahydrogen: o -D 2 , p -D 2 , o -T 2 , p - T2 . _ Molekuly vodíku s jiným izotopovým složením (HD, HT, DT) nemají ortho a para modifikace.
Vlastnosti izotopů vodíku jsou uvedeny v tabulce [26] [28] .
Izotop | Z | N | mše, a. jíst. | Poločas rozpadu | Roztočit | Obsah v přírodě, % | Typ rozpadu a energie | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 h _ | jeden | 0 | 1,007 825 032 07(10) | stabilní | 1⁄2 + _ _ | 99,9885(70) | ||
2 h _ | jeden | jeden | 2 014 101 777 8(4) | stabilní | 1+ _ | 0,0115 (70) | ||
3 h _ | jeden | 2 | 3 016 049 277 7(25) | 12,32 (2) let | 1⁄2 + _ _ | β - | 18,591(1) keV | |
4 h _ | jeden | 3 | 4 027 81 (11) | 1,39(10)⋅10 −22 s | 2 - | -n | 23,48(10) MeV | |
5 h _ | jeden | čtyři | 5,035 31(11) | více než 9,1⋅10 −22 s | ( 1 ⁄ 2 + ) | -nn | 21,51(11) MeV | |
6 h _ | jeden | 5 | 6,044 94(28) | 2,90(70)⋅10 −22 s | 2 - | -3n | 24,27(26) MeV | |
7 h _ | jeden | 6 | 7 052 75 (108) | 2,3(6)⋅10 −23 s | 1⁄2 + _ _ | -nn | 23,03(101) MeV |
V závorce je uvedena směrodatná odchylka hodnoty v jednotkách poslední číslice odpovídajícího čísla.
Vlastnosti 1H jádra umožňují široké využití NMR spektroskopie při analýze organických látek.
Molekuly vodíku jsou dostatečně silné a aby vodík mohl reagovat, musí být vynaloženo hodně energie:
Oxidační schopnost vodíku se proto projevuje při reakcích s aktivními kovy zpravidla za zvýšených teplot a tlaků. Při běžných teplotách vodík reaguje pouze s velmi aktivními kovy, jako je vápník , za vzniku hydridu vápenatého :
a s jediným nekovem - fluorem , tvořící fluorovodík :
Vodík reaguje s většinou kovů a nekovů při zvýšených teplotách nebo pod jinými vlivy, například při osvětlení:
Psaná rovnice odráží redukční vlastnosti vodíku.
Tvoří halogenovodíky s halogeny :
reakce probíhá explozí ve tmě a při jakékoli teplotě, , reakce probíhá explozí, pouze ve světle.Při silném zahřívání interaguje se sazemi:
Při interakci s aktivními kovy tvoří vodík hydridy:
Hydridy jsou pevné látky podobné solím, snadno hydrolyzovatelné:
Oxidy kovů ( typicky d-prvky ) se redukují na kovy:
Molekulární vodík je široce používán v organické syntéze pro redukci organických sloučenin. Tyto procesy se nazývají hydrogenační reakce . Tyto reakce se provádějí v přítomnosti katalyzátoru při zvýšeném tlaku a teplotě. Katalyzátor může být buď homogenní (např. Wilkinson's Catalyst ) nebo heterogenní (např. Raneyův nikl , palladium na aktivním uhlí).
Takže zejména při katalytické hydrogenaci nenasycených sloučenin, jako jsou alkeny a alkyny , vznikají nasycené sloučeniny - alkany .
Na Zemi je obsah vodíku nižší ve srovnání se Sluncem, obřími planetami a primárními meteority, což znamená, že Země byla během formování výrazně odplyněna: většina vodíku, stejně jako jiné těkavé prvky, opustila planetu během akrece nebo krátce po ní. to. Přesný obsah tohoto plynu ve složení geosfér naší planety (vyjma zemské kůry ) - astenosféra , plášť , jádro Země - však není znám.
Volný vodík H 2 je v pozemských plynech poměrně vzácný, ale ve formě vody hraje mimořádně důležitou roli v geochemických procesech. Je znám obsah vodíku ve složení sopečných plynů, odtok určitého množství vodíku podél zlomů v riftových zónách a uvolňování tohoto plynu v některých uhelných ložiscích [29] [30] .
Vodík může být přítomen v minerálech ve formě amonného iontu , hydroxylového iontu a vody .
V atmosféře nepřetržitě vzniká molekulární vodík v důsledku rozkladu formaldehydu, který vzniká v oxidačním řetězci metanu nebo jiných organických látek, slunečním zářením (31–67 gigatun /rok), nedokonalým spalováním různých paliv a biomasy (5–25 gigatun/rok), v procesu fixace dusíku mikroorganismy ze vzduchu (3–22 gigatun/rok) [31] [32] [33] .
S malou hmotností mají molekuly vodíku ve vzduchu vysokou tepelnou rychlost (blíží se druhé kosmické rychlosti) a po pádu do horních vrstev atmosféry mohou navždy létat do vesmíru (viz Disipace planetárních atmosfér ). Ztráty se odhadují na 3 kg za sekundu [34] [35] .
Vodík po smíchání se vzduchem tvoří výbušnou směs - tzv. výbušný plyn . Tento plyn je nejvýbušnější, když je objemový poměr vodíku a kyslíku 2:1 nebo vodíku a vzduchu přibližně 2:5, protože vzduch obsahuje přibližně 21 % kyslíku . Vodík je také hořlavý . Kapalný vodík může při kontaktu s pokožkou způsobit těžké omrzliny .
Předpokládá se, že výbušné koncentrace vodíku s kyslíkem se vyskytují od 4 % do 96 % objemových. Při smíchání se vzduchem od 4 % do 75 (74) % objemových. Takové údaje se nyní objevují ve většině referenčních knih a lze je použít pro orientační odhady. Je však třeba mít na paměti, že pozdější studie (kolem konce 80. let) odhalily, že vodík ve velkých objemech může být výbušný i při nižší koncentraci. Čím větší objem, tím nižší koncentrace vodíku je nebezpečná.
Zdrojem této široce propagované chyby je, že výbušnost byla studována v laboratořích na malých objemech. Vzhledem k tomu, že reakce vodíku s kyslíkem je řetězová chemická reakce, která probíhá podle mechanismu volných radikálů, je „smrt“ volných radikálů na stěnách (nebo řekněme na povrchu prachových částic) kritická pro pokračování řetězce. . V případech, kdy je možné vytvářet "mezní" koncentrace ve velkých objemech (areál, hangáry, dílny), je třeba mít na paměti, že skutečná koncentrace výbušniny se může lišit od 4 % směrem nahoru i dolů .
Vodík se dnes používá v mnoha oblastech. Struktura světové spotřeby vodíku je uvedena v následující tabulce
aplikace | podíl |
---|---|
Výroba amoniaku | 54 % |
Rafinace ropy a chemický průmysl | 35 % |
Výroba elektroniky | 6 % |
Hutnictví a sklářský průmysl | 3 % |
potravinářský průmysl | 2 % |
Chemický průmysl je největším spotřebitelem vodíku. Asi 50 % světové produkce vodíku jde na výrobu čpavku . Dalších 8 % se používá na výrobu metanolu [37] . Amoniak se používá k výrobě plastů, hnojiv, výbušnin a dalších. Metanol je základem pro výrobu některých plastů.
Při rafinaci ropy se vodík používá při hydrokrakování a hydrorafinačních procesech , což pomáhá zvýšit hloubku zpracování ropy a zlepšit kvalitu konečných produktů. K těmto účelům se využívá asi 37 % veškerého vodíku vyrobeného na světě [37] .
Při výrobě sádla (tuhý tuk vyrobený z rostlinných olejů ). Salomas je základem pro výrobu margarínu , kosmetiky, mýdla. Vodík je registrován jako potravinářská přídatná látka pod číslem E949 .
Vodík se používá jako palivo pro komerčně dostupná vozidla s vodíkovými palivovými články : Toyota Mirai , Hyundai Nexo . Americká společnost Nikola Archived 13. února 2020 na Wayback Machine představila řadu užitkových vozidel poháněných vodíkem a také pickup Nikola Badger s dojezdem 960 km [38]
Alstom spustil v Německu v roce 2018 první komerční vlak s palivovými články, Coradia iLint, schopný ujet 1 000 km na jednu nádrž vodíku. Vlaky budou jezdit 100 kilometrů rychlostí až 140 kilometrů za hodinu [39] .
Vodík se používá v chemických laboratořích jako nosný plyn v plynové chromatografii . Takové laboratoře jsou v mnoha podnicích v potravinářském, parfumérském, hutním a chemickém průmyslu. Navzdory hořlavosti vodíku je jeho použití v této roli považováno za zcela bezpečné, protože vodík se používá v malých množstvích. Účinnost vodíku jako nosného plynu je lepší než u helia při výrazně nižší ceně [40] .
V současnosti se vodík v letectví nepoužívá. Kdysi dávno byly vzducholodě a balóny plněny vodíkem. Ale ve 30. letech. 20. století došlo k několika katastrofám , během kterých vzducholodě explodovaly a shořely. V dnešní době se vzducholodě plní heliem, a to i přes jeho výrazně vyšší cenu.
Vodík se používá v meteorologii k plnění plášťů meteorologických balónů . Vodík v této kapacitě má oproti heliu výhodu, protože je levnější. Ještě důležitější je, že vodík se vyrábí přímo na meteorologické stanici pomocí jednoduchého chemického generátoru nebo elektrolýzou vody. Helium se naopak musí do meteostanice dodávat v lahvích, což může být pro odlehlá místa obtížné [41] .
Jako raketové palivo se používá vodík . Vzhledem k extrémně úzkému teplotnímu rozsahu (méně než 7 Kelvinů), ve kterém vodík zůstává kapalný, se v praxi častěji používá směs kapalné a pevné fáze.
Vodíkovo-kyslíkové palivové články využívají vodík k přímé přeměně energie chemické reakce na elektrickou energii.
V elektroenergetice se vodík používá k chlazení výkonných elektrických generátorů [42] .
Atomový vodík se používá pro svařování atomárním vodíkem . Vysoká tepelná vodivost vodíku se využívá k plnění koulí gyrokompasů a skleněných žárovek LED žárovek .
![]() |
| |||
---|---|---|---|---|
|
Periodický systém chemických prvků D. I. Mendělejeva | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|