Историята на откриването на водорода - от теория до практика

Историята на откриването на водорода заема важно място в развитието на науката. Според съвременните научни понятия този газ е един от най-големите най-често срещаните елементи във Вселената.

Кратка история на откриването на водорода

Елементът е открит от британски учен Хенри Кавендиш през 1766 г. Произходът на името се връща към гръцките думи "хидро" и "гени", което означава "вода" и "генератор".

Обратно през 1671, Робърт Бойл (1627-1691, английски химик и физик) публикува статия, озаглавена "Нови експерименти върху връзката между огън и въздух", в която той описва реакцията между железни стружки и разредени киселини. По време на експериментите учения отбележи, че тези вещества реакцията води до отделянето на водород газ ( "гориво разтвор Mars").

Въпреки това, само през 1766, ГАЗ е приет като основен елемент на Хенри Кавендиш (1731-1810, английски химик и физик, който също открил азот), използвани за синтеза на живак. Ученият го описва като "запалим въздух от метали". Кавендиш точно описан свойствата на водород но погрешно смята, че газът е получен от метал, а не от киселината. Съвременното наименование на химическия елемент е дадено от френския натуралист AL Lavoisier.

Историята на откриването на водород (Н) не свършва там. През 1931 г. професорът по химия Харолд Урей, ​​който работи в Чикаго (САЩ), открил газ от деутерий. Той е тежък изотоп на водорода и е написан като ²H и D.

Тухли на Вселената

От дълго време хората не могат да разберат свойствата на материята. Въпреки, че дори древните гърци приемат, че "етерът" (околното пространство) се състои от определени елементи, ясното оправдание и всички по-солидни доказателства за този факт не съществуват.

През есента на 1803 г. англичанин Джон Далтън може да обясни резултатите от някои от проучванията си, което предполага, че веществото се състои от атоми. Също така, изследователят установи, че всички проби от всяко дадено съединение се състоят от същата комбинация от тези атоми. Далтона също така отбеляза, че в някои съединения от масовото отношение на втория елемент, който се комбинира с предварително определено тегло на първия елемент може да се намали до малки цели числа ( "Акт множество пропорции"). Така ученият има определена връзка с историята на откриването на водорода.

Представянето на "Теорията на атомите" на Далтон се състоя в третия том на научната публикация "Системи на химия", публикувана от Томас Томсън през 1807 г. Също така материалът се появи в статията за стронциевите оксалати, публикувани във Философските сделки. Следващата година Далтон публикува тези идеи, като направи по-подробен анализ в работата "Новата система на химическата философия". Между другото, в него ученият предложи да се използва като символ на водорода кръг с точка в центъра.

Първата горивна клетка

Историята на откриването на водорода е богата на интересни събития. През 1839 г. британският учен сър Уилям Робърт Гроув провежда експерименти с електролиза. Той използва електроенергия, за да отдели водата във водород и кислород. По-късно изследователят отразява и дали е възможно да се предприемат действия за връщане - да се генерира електричество от реакцията на кислород с водород? Гроув затвори платиновите плочи в отделни затворени контейнери, единият от които съдържаше водород, а в другия - кислород. Когато контейнерите бяха потопени в разредена сярна киселина, течеше потокът между двата електрода, за да образува вода в газовите цилиндри. След това ученият свързва няколко подобни устройства в последователна верига, за да увеличи напрежението, създадено в газовата акумулаторна батерия.

Оттогава водородът има големи очаквания по отношение на получаването на компактни, екологосъобразни енергийни източници. Въпросът за 100% сигурност и висока ефективност на крайните устройства за масова консумация все още не е решен. Между другото, терминът "горивна клетка" беше използван за пръв път от химиците Лудвиг Монд и Чарлз Лангър, които продължиха изследването на WR Grove.

Автономни източници на енергия

През 1932 г. Франсис Томас Бейкън, инженер в университета в Кеймбридж в Обединеното кралство, продължава да работи по проектите на Гроув, Монда и Лангер. Той замени платиновите електроди с по-евтина никелова мрежа и вместо електролита със сярна киселина използва алкален калиев хидроксид (по-малко агресивен към електродите). Това всъщност беше създаването на първата алкална горивна клетка, наречена Bacon клетка. Британците отне още 27 години, за да демонстрират инсталация, способна да произведе 5 кВт мощност, което е достатъчно, за да захване заваръчната машина. Около същото време беше демонстрирано първото превозно средство с горивна клетка.

По-късно горивните клетки бяха използвани от НАСА през 1960 г. за полети в рамките на лунната програма "Аполон". Клетките на Бейкън стояха на стотици космически кораби. Също така "големи батерии" се използват на подводниците.

Полезно, но опасно

Историята на откриването на водорода не само се свързва с радостни моменти. Трагедията на гиганта на дирижабли "Хинденбург" свидетелства за това колко несигурен е този елемент. През 1930 г. Германия построи серия от самолети - Цепелини. Като газ се използва водород. По-лек от сместа азот-кислород, която съставлява основната част от атмосферата, тя позволява транспортирането на големи количества товари.

През 1936 г. германските дизайнери представиха най-голямата дирижабрия "Хинденбург" в света. 245-метровият гигант съдържа 200 000 m3 газ. Неговата товароносимост е невероятна: устройството успя да повдигне до 100 тона товари в небето. Самолетът е използван за трансатлантически превози между Германия и Съединените щати. В пътническия гондола бяха настанени 50 души с багаж. 05.06.1937 При пристигането си в Ню Йорк настъпи изтичане на водород. Лесно възпламененият газ възпламени огъня, възникна експлозия, което доведе до смъртта на 36 души. Оттогава, вместо водород в самолетите, се използва по-безопасен хелий.

заключение

Водородът е един от най-важните елементи във Вселената. Въпреки че неговите свойства са добре проучени, то не престава да се интересува от учени, инженери, дизайнери. Този елемент е темата на хиляди научни статии, дипломи и есета. Историята на откриването на водорода е историята на самата наука - система от знания, която замени невежеството и религиозните догми.