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氢在国民经济中的广泛用途

2021-12-30王祝堂

轻合金加工技术 2021年5期
关键词:大气压用途原子

氢是什么,有什么用?

氢是元素周期表中第一个化学元素,在通常条件下,它是由双原子分子(H2)所组成的无色、无臭、无味的气体。符号H的氢原子是由单位正电荷的原子核和单个电子所组成。它的原子序数为1,原子量为1.007 97。氢是水和有机物的主要成分,不仅广泛地分布于地球上、也充斥于宇宙中。它有三个同位素:氕,质量数1,构成天然元素的99.98%;氘,质量数2,构成天然元素约0.02%;氚,质量数3,存在于自然界的量少之又少,但可以用人工方法以不同的核反应产生出。

地球上只有少量自由状态的氢,大气中的含量还不到1×10-6。化合态的氢可占地壳质量的0.76%,是第9位较多的元素,地壳中原子的13.5%是氢,仅次于氧和硅的。这些氢大部分在海水中,占10.82%质量。在宇宙中约有90%的原子是氢。氢的热核反应产生的热核能是太阳和其他星球辐射能的主要源泉。

现在氢的一个最大用途是合成氨,也许不用10年,它的第一用途是作为燃料,推动火箭的燃料,作为推动交通运输装备的燃料。在石油提炼中,用于加氢裂化和加氢脱硫。用于不饱和植物油的催化加氢制备固体脂肪,加氢作用也用于制造有机化学药品,工业用甲醇是用氢与一氧化碳反应制成的,氢与氯反应可制备盐酸。

氢还用于氢氧焰和原子氢焰,以焊接和切割金属。在冶金中用氢还原钨和钼的氧化物制取这些金属,在金属热处理时和金属氢化物生产中提供还原气氛。液态氢也用于泡沫室以研究核加速器的高能粒子。氢在生铁生产中的用量也不少。虽然氢曾大量用来充装飞艇气囊,但由于几次灾难性的爆炸,现在已不用了,被氦取代。若不直接在生产地点使用,氢是以120大气压~150大气压下的气态或液态在隔热良好的容器中贮存和运输的。

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