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详解氢气的化学性质

编辑:潍坊市景鑫新材料有限公司时间:2020-05-19

   氢气是空气中的气体,它的化学式是H2,氢的化学性质在室温下是稳定的。稳定的化学性质主要由两个氢原子间的强共价键决定。我们下面就从它的可燃性、还原性、氧化性方面介绍一下它的化学性质。

  H2具有可燃性。在点燃或加热的条件下,H2很容易和多种物质发生化学反应。纯净的H2在点燃时,可安静燃烧,发出淡蓝色火焰,放出热量,有水生成。若在火焰上罩一干冷的烧杯,可以烧杯壁上见到水珠。H2在发生燃烧的浓度范围为4-74%,低于或超过这个浓度,即使在高压下也不会燃烧或爆炸。在氧气环境中,H2的燃烧浓度范围4-94%。当氧气浓度低于4%时,即使在比较高的压力条件下,H2和氧气的混合气都不会燃烧。人们利用氢气的这个特点把H2用于潜水作业,也可以利用H2这些特点设计安全呼吸H2的设备。

  H2具有还原性。H2的化学性质活泼,与氧发生化合反应生成水,容易发生燃烧和爆炸。可燃性也是H2具有还原性的体现,是H2还原氧气的性质所决定的。H2不但能跟氧单质反应,也能跟某些化合物里的氧发生反应。例如:将H2通过灼热的氧化铜,可得到红色的金属铜,同时有水生成。在这个反应里,H2夺取了氧化铜中的氧,生成了水;氧化铜失去了氧,被还原成红色的铜,证明,H2具有还原性,是比较好的还原剂,H2还可以还原其它一些金属氧化物,如三氧化钨、四氧化三铁、氧化铅和氧化锌等。

  尽管H2具有还原性,不等于H2在溶液中或生物体内也具有同样的性质,例如氢气和氧气发生燃烧需要H2的浓度为4%以上,燃点为400℃。在人体环境下,H2即使在纯氢的环境下,溶解浓度也只有1.8%,而由于机体温度只有37℃,这种条件距离H2和氧气发生反应的条件比较远,因此H2和氧气在人体内无法发生反应。这正是长期以来人们把H2作为生理学惰性气体的重要原因。

  H2不止具有还原性,也具有氧化性。H2是由氢原子共价形成的双原子分子,每个氢原子都能得到一个电子,形成负氢离子,这在与强还原金属的反应中可以看到,其作用与氯类似。在这种反应中,H2属于氧化剂,金属可以被氧化成金属离子。严格地说,氢与金属反应的产物是氢化物,氢化物具有还原性比较好的特点,易与水反应放出大量的氢气。