м.
Химический элемент, легкий горючий газ без цвета, запаха и вкуса, в соединении с кислородом образующий воду.

(лат. Hydrogenium), Н, химический элемент VII группы периодической системы, атомный номер 1, атомная масса 1,00794. В природе встречаются два стабильных изотопа (протий и дейтерий) и один радиоактивный (тритий). Молекула двухатомна (Н2). Газ без цвета и запаха; плотность 0,0899 г/л, tкип = 252,76 °С. Соединяется с многими элементами, с кислородом образует воду. Самый распространенный элемент космоса; составляет (в виде плазмы) более 70% массы Солнца и звезд, основная часть газов межзвездной среды и туманностей. На Земле входит в состав воды, живых организмов, каменного угля, нефти. Применяют в производстве аммиака, соляной кислоты, для гидрогенизации жиров и др., при сварке и резке металлов. Входит в состав синтез-газа. Перспективен как горючее (см. Водородная энергетика).

(лат. Hydrogenium)

Водород - бесцветный газ, без вкуса и запаха, по виду не отличающийсяот воздуха. Впервые замечен он был Парацельзом в первой половине XVIвека; но только Лемери, в конце XVII века, отличил В. от обыкновенноговоздуха, показав его горючесть. Более подробно изучил это веществоКавендиш в прошлом столетии. Это самый легкий газ: один литр В., при 0°и 760 мм. давления, весит 0,089538 гр. для широты 45° и при уровне моря.Плотность относительно воздуха - 0,06949, т. е. В. почти в 141/2 разлегче воздуха; благодаря этому он удерживается на некоторое время всосуде, обращенном открытым горлом книзу, и очень быстро улетает приприведении сосуда в нормальное положение. Рассмотрим: 1) физическиесвойства В.; 2) атомный его вес; 3) химические отношения; 4)распространение в природе; 5) происхождение, получение и очищение В.; 6)техническое применения В. 1) Водород, Подобно другим газам, следует законам Бойля-Мариотта иГей-Люссака с отклонениями более или менее значительными. По меревозрастания давления он сжимается все менее и менее, чем следовало бы попервому закону. Коэффициент расширения вследствие нагревания, вместотого, чтобы быть постоянным, как требует закон Гей-Люссака, уменьшаетсяпо мере увеличения давления. Вследствие этих отклонений от обоих законовкоэффициент расширения (при постоянном давлении) не одинаков скоэффициентом (температурного изменения) упругости (при постоянномобъеме); первый равен 0, 003661, для температур от 0° до 100° и давленияв 760 мм., второй 0, 003667. До семидесятых годов водород вместе снекоторыми другими газами относили к числу так называемых совершенныхгазов, т. е. неспособных принимать жидкое состояние, при чем В. называлидаже более чем совершенным газом, так как отклонения его от законаБойля-Maриотта обратны с отклонениями кислорода и других газов. Внастоящее время сжижены все газы, некоторые обращены даже в твердоесостояние, только В. в жидком виде не наблюдали; однако, никто несомневается, что и этот последний может быть сжижен, хотя достигнутьэтого очень трудно, потому что критическая температура В. очень низка итрудно достижима; она вычисляется не выше - 174°. Таким образом водород - газ наиболее трудно сжижаемый. Растворимостьего в воде в связи с этим обстоятельством очень мала: 100 объемов водырастворяют 2 объема газа при 0° и 760 мм. давления. Теплоемкость В. припостоянном объеме относительно воды 2, 411; отношение теплоемкости припостоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме - 1,41; онтеплопроводнее и электропроводнее других газов, что приводят в связь сметаллическими (в химич. смысле) свойствами этого вещества. Спектрнакаленного в гейслеровой трубке В. обладает тремя яркими линиями -красной, синевато-зеленой и фиолетовой, убывающей силы; эти линииотвечают фрауенгоферовым - С, F и G. В. быстрее других газов проникает,диффундирует чрез тонкие отверстия, что совершается по закону обратнойпропорциональности с корнем квадратным из плотности газа. Законсправедлив в случае очень тонкой перегородки, чрез которую совершаетсядиффузия; при пористых перегородках более или менее значительной толщиныдиффузия не подчиняется этому закону. Подобно другим газам, водородспособен проникать чрез каучук. Диффузия этого рода зависит отспособности их поглощаться, растворяться в каучуке (Грагам);растворенный газ собственно и диффундирует. Водород проникает чрезнекоторые металлы при возвышенной температуре и при том гораздо легчемногих других газов, что находится, очевидно, в связи с его способностьюсоединяться с металлами; чрез платину, например, проникает 211 к. с. В.при тех же условиях, при которых других газов проникает 0,2 к. с. 2) Химически знак В. есть Н, от латинского названия Hydrogenium. В.,самый удельно легкий из газов, обладает, и самым малым частичным(молекулярным) и атомным весом. Атомный вес его принимается за единицуатомных весов прочих элементов, Н = 1. Частица его, как и большинствогазообразных простых тел, содержит два атома = Н2. Атомные веса почтивсех элементов определяются в действительности относительно кислорода ипотому находятся в зависимости от точности отношения атомного весакислорода к атомному весу В. Это отношение между тем нельзя до сих порсчитать строго установленным. В виду этого ныне вслед за Браунеромвыражают атомные веса относительно кислорода, принимая О=16. 3) При обыкновенных температуре и давлении В. трудно вступает вреакции. Горение смеси В. с кислородом, при чем образуется вода,начинается только при нагревании (около 600°) или при действииэлектрической искры; раз начавшись, реакция продолжается пока неисчерпан материал. В. в момент выделения из соединений (in statunascenti), а также в присутствии пористых и порошкообразных тел,способных сгущать на своей поверхности газы, какова губчатая платина)делается способным вступать в реакции и при обыкновенной температуре.Водородное пламя бледно, но сильно накалено. Пламя делается ярким, еслиВ. горит под сильным давлением (Франкданд). Температура водородногопламени вычисляется из различных опытных данных в 2500° (Девилль), дажеоколо 2800° (Бунзен). Теплота соединения В. с кислородом, приобразовании молекулярного веса водяного пара, насыщающего пространство,в граммах - около 59000 калорий. Вследствие этого смесь В. с кислородом,состоящая из 2 объемов первого и 1 объема второго (отношение, в которомони соединяются для образования воды), сильно взрывает при воспламенениии потому называется гремучим газом. При образовании воды происходитсобственно сжатие: из 3 объемов смеси образуется 2 объема водяного пара,но вследствие громадного выделения тепла объем пара возрастает весьмазначительно и крайне быстро - происходит взрыв. В. соединяется с хлором при обыкновенной температуре под влияниемсвета; с бромом, йодом, серою, селеном - при более или менее высокойтемпературе (около 400°). Под влиянием ряда электрических искр,проскакивающих через смесь азота и водорода, образуется аммиак, но вочень малых количествах, потому что это вещество под влиянием тех жеискр разлагается; если же образовавшийся аммиак поглотить кислотою, товновь при пропускании искр идет образование аммиака, так что смесь иобъема азота, 3 об. водорода и 2-х об. хлористого водорода припропускании искр вполне превращается в нашатырь NH4 Cl (Генр. С. К.Девилль). Вольтова дуга между угольными электродами, образуясь ватмосфере водорода, дает условия образования ацетилена С2Н2. С прочимиметаллоидами прямого соединения В. пока еще не указано. В. восстановляетметаллы из их соединений с кислородом, серою, хлором и другимигалоидами, при чем образуются водородистые соединения этих последних.реакция в некоторых случаев обратима в направление ее определяетсяприсутствующими массами реагирующих веществ и их способностьюдиссоциировать, а также и величинами сродства. По химическим отношениямВ. более похож на металл, чем на металлоид; в этом смысле водауподобляется с основаниями, а кислоты - с солями, металл которых есть В.Действительно, цинк, например, вытесняет медь из ее солей и В. - изкислот (водородных солей); сам В., но только сжатый, вытесняет металлыиз солей (Н. Бекетов). Твердые кислоты, органически, например, илинекоторые гидраты минеральные при низкой температуре, по виду и помногим другим свойствам, нисколько не отличаются от солей. Будучисоставною частью воды, В. находится во всех гидратах; он соединяется совсеми металлоидами и со многими металлами в двойные соединения; суглеродом образует весьма большое число соединений, встречающихся вприроде (нефть, скипидар, газы угольных копей и пр. ), и гораздо большее- полученных в лаборатории. Формы соединений водорода, на ряду с формамисоединений кислорода, служат для характеристики групп химическихэлементов, образующих, как известно, так называемую периодическуюсистему элементов. Сам В., обладая самым малым атомным весом, относитсяк 1 группе системы. 4) В природе свободный В. встречается крайне редко, именно в газахфумаролл в Исландии, в Тоскане. В виде соединений В. оченьраспространен. Он составляет 1/2 ч. по весу воды; вместе с углеродом,азотом и кислородом он является непременною составною частью всегоорганизованного. 5) В. может быть получен при разложены воды или гальваническим током,или нагреванием пара до температур диссоциации воды, при чем В. можетбыть отделен (Г. С. Клер Девилль) от кислорода при помощи платиновой, атакже глиняной пористой перегородки; или действием веществ, отнимающихот воды кислород. К такого рода веществам относятся: 1) щелочные металлыдействующие на воду при обыкновенной температуре весьма энергично, такчто лучше употреблять их в виде амальгам, - выделение водорода идеттогда очень правильно: 2) железо и цинк, при накаливании в струе пара ипри обыкновенной температуре, если разлагаемая вода содержит в растворекислоту, лучше всего серную; 3) алюминий, цинк и некот. др. при действиина крепкие растворы едких щелочей; 4) уголь при закаливании в струеводяного пара дает так называемый водяной газ, который содержит, кромеводорода (50 - 60%), еще окись углерода и немного углекислоты, а иногдаеще метан, относительные количества меняются в зависимости от условийведения операции. При нагревании до 250° смеси едкого кали имуравьинокислого калия образуется В.; этою реакциею пользовался Пиктедля получения, а также и для сжижения водорода при известных своихопытах сжижения постоянных газов. При пропускании гальванического токачерез воду, подкисленную серной кислотой и помещенную в вольтаметре сплатиновыми электродами, на отрицательном электроде выделяется В., наположительном - кислород. В. получается при этом чистый, еслиупотреблять прокипяченную дистиллированную воду, подкисленную чистойсерной кислотой. В лабораториях чаще пользуются для получения водородадействием цинка на разведенную серную кислоту. Наиболее удобный прибордля этого состоит из двух бутылей, имеющих тубусы у дна, при помощикоторых они соединяются между собою посредством широкой каучуковойтрубки. В одной бутыли, закрывающейся вверху пробкой, через которуюпропущена газоотводная трубка с краном, помещается на дне битый фарфор,а затем - цинк, гранулированный, более чистый, или в виде обрезковлистового цинка, а в другую бутыль наливается кислота (10%-ный растворочень удобен, потому что тогда не происходит сильного разогревания,вызывающего побочные реакции и слишком бурное выделение водорода). Вкислоту вливают незначительное количество раствора медного купороса,который выделяет на цинке медь, образуя таким образом гальваническуюпару; это способствует правильности выделения газа. Поднимая бутыль скислотой выше или ниже, получают давление внутри прибора, нужное длятого, чтобы В. мог выходить через газоотводную трубку; при помощи кранарегулируют быстроту тока газа. В начале операции выделяется В.,смешанный с воздухом, который был в приборе, а потому должноостерегаться зажигать газ в это время, дабы не последовал взрыв гремучейсмеси. Собирают газ в так называемые газометры, предварительнонаполненные водой. В. такого приготовления обладает неприятным запахом,по причине присутствия газообразных веществ, образующихся вследствиенечистоты исходных материалов. Продажный цинк содержит серу, мышьяк,фосфор, кремний. В. в момент выделения дает газообразные соединения сэтими элементами, которые и сообщают упомянутый неприятный запах.Большая часть мышьяковистого водорода происходит однако из кислородныхсоединений мышьяка, присутствующих обыкновенно в продажной сернойкислоте. Свинец, содержащийся также в продажном цинке, выделяется в видечерного порошка. Употребление вместо цинка железа прибавляет к указаннымпримесям еще газообразные углеводороды, очищать от которых В. довольнозатруднительно. В виду этого, где нужен чистый В., предпочитают готовитьего при помощи цинка, пропуская для очищения через растворыазотнокислого свинца, сернокислого серебра, едкого кали и, наконец, длясушения через концентрированную серную кислоту. Первый раствор очищаетот сернистого водорода, второй от мышьяковистого и фосфористого, третийот водородистого кремния. Растворы эти помещают в вульфовы стеклянки илипропитывают ими прокаленную пемзу, которую помеющают затем в U-образныетрубки. 6) Технические применения водорода основываются на его исключительнойлегкости и на способности развивать при горении большое количествотепла. Первым свойством пользуются при употреблении его для наполнениявоздушных шаров, а вторым преимущественно для плавления платины и дляполучения так называемого друммондова света. Для получения водорода вбольших количествах для воздушных шаров пользуются действиемметаллического железа в обрезках на разведенную серную кислоту. Аппарат,употребляющийся при этом, отличается от лабораторных существенно тем,кроме ббльших размеров, что в нем дана возможность прибавления новогожелеза, по мере расходования, и удаления раствора образовавшегосяжелезного купороса без впускания в атмосферу водорода наружного воздуха(Жиффар). Существенную роль в снарядах для нагревания при помощи водородногопламени играет особого устройства приводящая водород и кислород трубка;именно, при помощи ее смешение обоих газов совершается в узкойметаллической трубке с толстыми стенками, особенно утолщающимися кконцу; пламя не распространяется внутрь этой трубки, так как газоваясмесь в ней всегда недостаточно нагрета, чтобы воспламениться,вследствие большой теплопроводности металла; приток водорода и кислородарегулируется особыми кранами; перед зажиганием пускают сначала водород изажигают его, а затем постепенно открывают кран, приводящий кислород.Направляя такое пламя на кусок извести, заставляют этот последнийраскаливаться до яркого свечения (друммондов свет); впуская пламя вотражательный горн из извести же, в котором находится платина, переводятее в расплавленное состояние и потом употребляют для отливок. Вместо водорода для нагревания нередко употребляют при техническихнадобностях уже упомянутый водяной газ. Водород для друммондова света, атакже и для аэростатов получают еще при накаливании гашеной извести суглем; реакция совершается по уравнению 2Ca(OH)2+C=2CaO+CO2+2H2; дляудаления угольного ангидрида полученный газ пропускают над известью илинад углекислыми солями, способными образовать двууглекислые соли.Водородным пламенем пользуются также для спайки металлов без припоя. Дляэтой цели употребляются особые свинцовые или медные, но покрытые внутрисвинцом, переносные приборы, в которых водород получается при действиисерной кислоты на цинк; они устроены таким образом, что, когда закрываюткран, выпускающий водород, серная кислота вытесняется им из той частиприбора, где находится цинк, и образование новых количеств газапрекращается; при открывании крана - наоборот: серная кислота вытесняетводород и, придя в соприкосновение с цинком, начинает снова образовыватьего; таким образом, ток водорода из прибора может быть получендостаточно продолжительный. Спаивание без припоя необходимо дляпостройки свинцовых камер для заводского изготовления серной кислоты, атакже для приготовления вообще свинцовых сосудов, имеющих значительноеприменение в химической заводской деятельности; таковы: кристаллизаторыдля буры, медного купороса, квасцов; сосуды для получения хлора,фтористого водорода и т.п. Во всех этих случаях употребление припоявредило бы прочности приборов. Подобный же прибор незначительного размера носит название водородногоприбора огнива; близ крана, выпускающего водород, помещается губчатаяплатина; придя с нею в соприкосновение в присутствии воздуха, водородвоспламеняется; водородное огниво, следовательно, заменяет спички, как иобыкновенное огниво. С.С. Колотов.

Латинское название водорода, употребляемое в наименованиях его соединений и процессов с его участием (напр., гидросульфат, гидрогенизация).||Ср. ОКСИГЕН.

HI, бесцветный газ, с резким неприятным запахом, дымящий на воздухе; tпл 50,8 °С, tкип 35,36 °С. Хорошо растворим в воде. Восстановитель.