Водень і його сполуки

ВОДЕНЬ І ЙОГО СПОЛУКИ

Характеристика елемента. Елемент I групи періодичної системи. Атомний номер 1. В. складається з двох стійких ізотопів: легкого В. або протію (1 Н), і важкого В. або дейтерію (2 Н, D). У природних з'єднаннях на 1 атом дейтерію доводиться в середньому 6800 атомів. Існує надважкий В. або тритій (3 Н, Т). У природі тритій утворюється під дією космічних променів. При звичайних усло-віях В. існує у вигляді двохатомних молекул Н2. У більшості з'єднань В. проявляє ступінь окислення (+1), в гидридах металів - (-1). В. є відновником, але в звичайних умовах в більшості випадків малоактивний. У суміші з О2 при нагріванні вище 550 º C вибухає з утворенням води. Межі вибухонебезпечності водородо-кисневої суміші складають за обсягом від 4 до 94% В. а воднево-повітряної від 4 до 74% В. Гримучий газ - суміш двох обсягів В. і одного об'єму О2. В. відновлює метали з їх оксидів. З галогенами утворює галогеноводороди, з азотом при підвищених температурах і тиску на каталізаторі - аміак, з сіркою при 600 º C - сірководень, з чистим вуглецем при високих температурах - метан. З лужними, лужноземельними, багатьма рідкоземельними і деякими іншими металами В. утворює гідриди.

Фізико-хімічні властивості. CAS 1333-74-0. Н2. М. м. 2,02. Безбарвний газ. 0,08988. Тпл - 259,19 ° С; Ткип - 252,87 ° С. Розчинність в воді при 20 ° С 1,82 мл / 100 г; в етанолі при 0 ° С 6,92 мл / 100 г. реагує ет з Fe. Ni. Pd. Pt та іншими металами.

Утворений природним шляхом тритій становить в атмосфері 4 · 10 -15% від загального числа атомів В. Штучно отриманий в процесі експлуа-ції ядерно-енергетичних установок тритій осідає в грунті зі швидкістю 0,007-0,07 см / с влітку і менш 0,0005 см / с в зимовий час; при цьому основна кількість тритію перетворюється в його оксиди. Концентрація тритію в грунті залежить від її складу, пористості, вмісту вологи і органічної речовини. 50-90% осаждающегося тритію поглинається верхнім шаром грунту глибиною 2 см. Має місце також мікробіологічне окислення тритію в грунті. Е.Н. Караваєва та ін. Вважають, що вертикальне переміщення, характер розподілу в грунті і включення тритію в рослини залежать від співвідношення інтенсивності висхідного і низхідного потоків вологи, що створюються при різних умовах грунтового поливу.

Отримання. В. отримують з коксових газів, що утворюються в процесі коксування кам'яного вугілля, і газів нафтопереробки шляхом видалення інших компонентів газової суміші, які сжижаются легше В. при глибокому охолодженні. В. видобувають також з природних горючих газів, в основному з утворюються в земній корі газоподібних вуглеводнів, за допомогою їх каталітичного взаємодії з водяною парою. Поширений спосіб отримання В. з води за допомогою електролізу. В. отримують анодним окисленням кислих розчинів гідросульфату амонію або сірчаної кислоти, гідролізом пероксосірчаних кислоти і іншими методами.

Застосування. У хімічній промисловості - для виробництва аміаку, метилового та інших спиртів, а також різних продуктів, одержуваних за допомогою синтезу з В. і СО. Застосовується для гідрогенізації твердого і рідкого палива, для гідроочищення нафтопродуктів, жирів, вугілля і смол, в процесах зварювання та різання металів, в біотехнологи-чеських процесах мікробіологічного синтезу. Викорис-зуется в спеціальних термометрах, в електродах. У біологічних дослідженнях і медичній практиці - для вивчення тканинного кровотоку (Гоженко і ін.), В гастроентерології (Castello. Gerbino), в хірургії - для зупинки кровотечі (Shah), для дослідження обмінних процесів (Rosado). В атомній промисловості знайшли широке застосування ізотопи В. дейтерій і тритій; важка вода служить сповільнювачем нейтронів і теплоносієм в атомних реакторах.

Методи определенія.В повітрі. Хроматографічне визначення В. засновано на використанні ГХ або ГРХ на приладах з аргонно-іонізаційним детектором (мінімально визначається кількість В. 1 мкг) або на приладі з катарометров або плазмово-іонізаційним детектором; ГХ визначення В. в повітрі, що видихається як діагностичний метод для вивчення кишкових розладів (чутливість 20 млн -1) - див. У G. Castello. T. C. Gerbino; J. L. Rosado. Описано метод абсорбційної спектроскопії з використанням лазера (Slemr et al.); флуоріметріческій метод (Lazrus et al.).

У біосредах. Визначення хемолюмінесцентним методом засновано на реакції каталітичного окислення люцигенина (N, N ¢ -діметілбіакріділнітрата) пероксидом В. в лужному середовищі; межа визначення 8 · 10 -7 г / мл (Галстян, Улоян).

Природоохоронні заходи. Див. РД 17-89 «Методичні вказівки з розрахунку валових викидів шкідливих речовин в атмосферу для підприємств нафтопереробки і нафтохімії»; ПБЯ-04-74 «Правила ядерної безпеки атомних електростанцій» (М. 1977); «Методичні вказівки по організації галузевого контролю за викидами шкідливих речовин в атмосферне повітря на підприємствах органічних напівпродуктів і барвників» (М. 1983); МУ 1.1.726-98 «Гігієнічне нормування лікарських засобів в повітрі робочої зони, атмосферному повітрі населених місць і в воді водних об'єктів»; «Очищення стічних вод підприємств хіміко-фарма-ців-ти-чеський промисловості» (М. Стройиздат, 1985); а також у Р.М. Алексахина; Н.С. Бабаєва та ін .; І.І. Бе-ляева; І.А. Іванова та ін .; Н.Г. Ковальова і В.Г. Ко-Валево; Ю.Ю. Лур'є; П.П. Ляна і ін .; В.Л. Рез-ника; А.А. Стя-жи-ної; В.А. Шабельського і ін.

Індивідуальний захист. Для захисту органів дихання при роботі з летючими сполуками, а також з речовинами класів небезпеки 1 і 2 необхідно використовувати: протигазові респіратори (РПГ-67), універсальні респіратори (РУ-60М) з відповідним-ські патронами, промислові фільтруючі протигази марок А і В . Обов'язковий захист очей герметичними окулярами типу ПО-2, ПОЗ, марки ЗП5, ЗП18 (В, Г), ЗП9-Ф. Для захисту шкіри рук при роботі з рідкими формами - гумові технічні рукавички КЩС (типу 1 і 2), латексні або рукавиці з полімерним покриттям. При тривалому контакті - фартухи з непроникним покриттям. Захисні пасти: ХИОТ-6, ПМ-1, «Невидимі (біологічні) рукавички» на основі метилцелюлози або казеїну, «Ячот», ІЕР-1. Захисні мазі: «Миколай», мазь Селиська. Див. Також «Засоби індивідуального захисту працюючих на виробництві: Каталог-довідник» (М. 1988), а також див. У Д. Хенрі і Х. Уайзмана.