高純氣體是工業名詞,通常指利用現代提純技術能達到的某個等級純度的氣體,其中高純氫氣是其中應用比較多的一種。
物理性質:
高純氫是一種無色無臭可燃氣體。在空氣中的可燃限4.0%~75.0%(V)。自燃溫度571.2℃。相對密度ds(0℃,空氣=1)0.06960。ρg 0.08342kg/m3(21.1℃,101.3kPa);液體密度70.96kg/m3(-252.8℃,101.3kPa)。沸點-252.8℃。熔點-259.2℃。氫分子由兩種同分異構體組成,常溫下正仲氫比例為75:25。隨著溫度降低,仲氫比例提高,伴隨著放出轉化熱。20.4K時平衡組成為0.2:99.8。氫氣無毒,但不能維持生命。
化學性質:
氫氣常溫下性質穩定,在點燃或加熱的條件下能多跟許多物質發生化學反應。
①可燃性(可在氧氣中或氯氣中燃燒):(化合反應)
(點燃不純的氫氣要發生爆炸,點燃氫氣前必須驗純,相似的,氘(重氫)在氧氣中點燃可以生成重水(D2O))
(化合反應)在此反應中,燃燒火焰為蒼白色,在光照條件下爆炸。
H2+F2=2HF(氫氣與氟氣混合,即使在陰暗的條件下,也會立刻爆炸,生成氟化氫氣體
②還原性(例如使某些金屬氧化物還原)
H2+CuOCu+H2O(置換反應
3H2+WO3W+3H2O(置換反應)
氫氣還可以和雙鍵或三鍵發生加成反應。
氫氣安全性:
安全性編輯 語音
氫氣無毒,有窒息性。
氫氣有易燃易爆性,容易發生爆炸,所以純氫有一定危險性。
若燃燒時有強烈的爆鳴聲,則說明氫氣不純;極易發生爆炸,所以對此須引起足夠的重視。
如果發生氫氣泄露,處理辦法是:迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,并進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿消防防護服。盡可能切斷泄漏源。合理通風,加速擴散。如有可能,將漏出氣用排風機送至空曠地方或裝設適當噴頭燒掉。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗后再用。
滅火方法:切斷氣源。若不能立即切斷氣源,則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑:霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉。
產品應用:
氫是主要的工業原料,也是最重要的工業氣體和特種氣體,在石油化工、電子工業、冶金工業、食品加工、浮法玻璃、精細有機合成、航空航天等方面有著廣泛的應用。
同時,氫也是一種理想的二次能源(二次能源是指必須由一種初級能源如太陽能、煤炭等來制取的能源)。在一般情況下,氫極易與氧結合。這種特性使其成為天然的還原劑使用于防止出現氧化的生產中。在玻璃制造的高溫加工過程及電子微芯片的制造中,在氮氣保護氣中加入氫以去除殘余的氧。
在石化工業中,需加氫通過去硫和氫化裂解來提煉原油。
氫的另一個重要的用途是對人造黃油、食用油、洗發精、潤滑劑、家庭清潔劑及其它產品中的脂肪氫化。 由于氫的高燃料性,航天工業使用液氫作為燃料。