Istoria descoperirii hidrogenului - de la teorie la practică

Istoria descoperirii hidrogenului ocupă un punct important în dezvoltarea științei. Conform conceptelor științifice moderne, acest gaz este unul dintre cele mai importante cele mai comune elemente din univers.

Scurt istoric al descoperirii hidrogenului

Elementul a fost descoperit de un om de știință britanic Henry Cavendish în 1766. Originea numelui se referă la cuvintele grecești "hidro" și "gene", ceea ce înseamnă "apă" și "generator".

Înapoi în 1671, Robert Boyle (1627-1691, un chimist englez și fizician) a publicat un articol intitulat „Noi experimente cu privire la relația dintre foc și aer“, în care a descris reacția dintre pilitură de fier și acizi diluați. În timpul experimentelor, omul de știință a observat că reacția acestor substanțe conduce la evoluția hidrogenului gazos ("soluție combustibilă a planetei Marte").

Cu toate acestea, numai in 1766, GAZ a fost adoptată ca element principal Henry Cavendish (1731-1810, chimist englez si fizician, care de asemenea a descoperit azot) utilizat pentru sinteza mercurului. Cercetătorul la descris ca "aer inflamabil din metale". Cavendish a descris cu precizie proprietățile hidrogenului, dar a crezut în mod eronat că gazul provine din metal și nu din acid. Numele modern al elementului chimic a fost dat de naturalistul francez AL Lavoisier.

Istoria descoperirii hidrogenului (H) nu se termină acolo. În 1931, profesorul de chimie Harold Urey, care a lucrat la Chicago (SUA), a descoperit un gaz deuteriu. Este un izotop greu de hidrogen și este scris ca ²H și D.

Cărămizi ale Universului

De mult timp, oamenii nu au putut înțelege proprietățile materiei. Deși chiar și vechii greci au presupus că "eterul" (spațiul înconjurător) constă în anumite elemente, o justificare clară și toate dovezile mai solide ale acestui fapt nu există.

În toamna anului 1803, un englez John Dalton ar putea explica rezultatele unor studii, sugerând că substanța constă din atomi. De asemenea, cercetătorul a descoperit că toate eșantioanele unui compus dat constau în aceeași combinație a acestor atomi. Daltoni, de asemenea, remarcat faptul că, în anumiți compuși ai raportul de masă al doilea element, care sunt combinate cu o greutate predeterminată a primului element poate fi redus la numere întregi mici ( „Act multiple proporții“). Astfel, omul de știință are o anumită legătură cu istoria descoperirii hidrogenului.

Prezentarea teoriei atomilor lui Dalton a avut loc în al treilea volum al publicației științifice "Sisteme de chimie", publicată de Thomas Thomson în 1807. De asemenea, materialul a apărut în articolul despre oxalații de stronțiu publicat în Tranzacțiile filosofice. În anul următor, Dalton a publicat în mod independent aceste idei, făcând o analiză mai detaliată în lucrarea "Noul sistem de filosofie chimică". Apropo, omul de știință a sugerat folosirea ca simbol al hidrogenului a unui cerc cu un punct în centru.

Prima cameră de combustibil

Istoria descoperirii hidrogenului este bogată în evenimente interesante. În 1839, omul de știință britanic Sir William Robert Grove a efectuat experimente pe electroliză. El a folosit energie electrică pentru a separa apa în hidrogen și oxigen. Mai târziu, cercetătorul a reflectat și dacă este posibil să se facă o acțiune de întoarcere - pentru a genera o energie electrică din reacția oxigenului cu hidrogenul? Grove a închis plăcile de platină în recipiente sigilate separate, unul conținând hidrogen, iar în celălalt - oxigen. Când recipientele au fost scufundate în acid sulfuric diluat, curentul dintre cele două electrozi a fost curățat pentru a forma apă în cilindrii de gaz. Apoi, omul de știință a conectat mai multe dispozitive similare într-un circuit secvențial pentru a crește tensiunea creată în bateria cu gaz.

De atunci, hidrogenul are așteptări mari în ceea ce privește obținerea de surse de energie compacte și ecologice. Cu toate acestea, problema siguranței de 100% și eficiența ridicată a dispozitivelor finale pentru consumul în masă nu a fost încă rezolvată. Apropo, termenul de "celula de combustibil" a fost folosit pentru prima data de chimistii Ludwig Mond si Charles Langer, care au continuat cercetarea WR Grove.

Surse de energie autonome

În 1932, Francis Thomas Bacon, inginer la Universitatea din Cambridge din Regatul Unit, a continuat să lucreze la proiectele Grove, Monda și Langer. El a înlocuit electrozii de platină cu o plasă de nichel mai puțin costisitoare și în locul electroliților cu acid sulfuric s-a folosit hidroxid de potasiu alcalin (mai puțin agresiv față de electrozi). Aceasta a fost, în esență, crearea primei celule de combustie alcalină, numită celula de Bacon. Britanicii au luat încă 27 de ani pentru a demonstra o instalație capabilă să producă 5 kW de putere, ceea ce este suficient pentru alimentarea mașinii de sudat. În același timp, primul vehicul cu celule de combustibil a fost demonstrat.

Mai târziu, celulele de combustie au fost folosite de NASA în 1960 pentru zboruri în cadrul programului lunar "Apollo". Celulele de bacon s-au ridicat (și au stat) pe sute de nave spațiale. De asemenea, pe "submarine" sunt folosite "baterii mari".

Utile, dar periculoase

Istoria descoperirii hidrogenului nu este asociată doar cu momente de bucurie. Tragedia gigantului "Hindenburg" a mărturisit cât de nesigur este acest element. În 1930, Germania a construit o serie de aeronave - Zeppelins. Hidrogenul a fost utilizat ca gaz. Fiind mai ușoară decât amestecul azot-oxigen, care constituie cea mai mare parte a atmosferei, a permis transportul unor volume mari de mărfuri.

În 1936, designerii germani au prezentat cea mai mare aeronavă din lume "Hindenburg". Gigantul de 245 de metri conținea 200.000 m3 de gaz. Capacitatea sa de încărcare este uimitoare: dispozitivul a reușit să ridice până la 100 de tone de marfă pe cer. Aeronava a fost folosită pentru transportarea transatlantică între Germania și Statele Unite. Gondola de călători a găzduit 50 de persoane cu bagaje. 05.06.1937 La sosirea în New York, a avut loc o scurgere de hidrogen. Gazul ușor aprins a luat foc, a avut loc o explozie, soldată cu moartea a 36 de persoane. De atunci, în loc de hidrogen în aeronave, s-a folosit heliu mai sigur.

producție

Hidrogenul este unul dintre cele mai importante elemente din univers. Deși proprietățile sale sunt bine studiate, nu încetează să mai intereseze oamenii de știință, inginerii, designerii. Acest element este tema a mii de lucrări științifice, diplome și eseuri. Istoria descoperirii hidrogenului este istoria științei în sine, un sistem de cunoaștere care a înlocuit ignoranța și dogmele religioase.