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氢气球放一夜怎么没气了?

这个问题,要从氢说起。

16世纪末,瑞士化学家巴拉赛尔苏斯把一块铁片放在硫酸中,铁片顿时和硫酸发生激烈的化学反应,放出许多气泡——氢气。但直到1783年,氢才被确定为化学元素。

氢气是无色无味的气体。在地壳中,如果按质量计算,氢约占总质量的百分之一,如果按原子百分数计算,则占百分之十七——也就是说,在地壳中,100个原子里有17个是氢原子!氢在大自然中分布很广,水便是氢的“仓库”——水中含约百分之十一的氢,泥土中约有千分之十五的氢,石油、天然气、动植物体也含氢。在空气中,氢气倒不多,约占总体积的一千万分之五。

在整个宇宙中,按原子百分数来说,氢是最多的元素——比氧还多。据研究,太阳的大气中,按原子百分数计算,氢约占百分之八十二。在宇宙空间中,氢原子的数目比其他所有元素原子的总和约大100倍。

氢气是密度最小的气体。在0℃和1个大气压下,每升氢气只有0.09克重——仅相当于同体积空气质量的约十五分之一(在一般情况下,物体体积相同时,密度越小,质量越轻)。这么轻盈的气体,很早就引起人们的注意。1780年,法国化学家约瑟夫·布拉克便把氢气灌入猪的膀胱中,制得了世界上第一个,也是最原始的氢气球,让它冉冉飞向高空。现在,人们往橡胶薄膜中灌入氢气,大量制造氢气球。节日里施放的彩色气球,便灌着氢气。在气象台,人们差不多每天都要放几个气球,探测高空的风云。现在,氢气球又添了一项新用途——支援农业:气象工作人员让气球携带干冰、碘化银等药剂升上天空,在云朵中喷洒,进行人工降雨。

氢是元素周期表中的第一号元素,它的原子是118个元素中最小的一个。由于它又轻又小,跑得最快,也最会“钻空子”。氢气球灌好后,过了一夜,第二天便变瘪了,这其实是在一夜之间,大部分氢气都钻过橡胶薄膜上看不见的细孔,溜之大吉了,因此氢气球必须随灌随用。

在高温、高压下,氢气甚至还能穿过很厚的钢板,因此合成氢的反应塔总是用很厚的钢筒来做。氢气的导热能力也特别好,比空气高6倍,有些发电机便用氢气来冷却。除了氦,氢气是最难液化的气体,沸点低达-252.78℃,熔点为-259.19℃。

氢在空气或氧气中能燃烧生成水,因此,它的希腊文原意便是“水的生成者”。有趣的是,氢气在常温下化学性质并不活泼,只能与氟直接化合或在紫外线照射下直接与氯气化合,而与氧很难化合。人们曾做过这样的实验:把氢气和氧气混合放在玻璃瓶中,过了几年,瓶中还没有水迹。据估计,在常温下,起码要经过1000万年以上,氢气和氧气才会全部化合成水。然而,一遇见火或放进一点儿铂粉,氢与氧会立即爆炸,在百分之一秒内化合成水。这种能发出爆炸声的氢氧混合气,在化学上叫作“爆鸣气”。含氢在千分之九十五以下或百分之六十五以上的气体,点燃时虽也燃烧,但不会发出震耳的爆炸声。

氢气和氧气化合时会放出大量的热。工业上,人们用氢气做气体燃料。著名的“氢氧焰”温度高达2500℃,可用来焊接或切割钢板。氢气也是重要的工业原料,人们用氢气和氮气作用制成氨,而氨可说是“氮肥之母”,绝大部分氮肥都是用氨做原料制造的。氢气和氯气化合成氯化氢,它溶解于水,变成重要的强酸——盐酸。许多金属要用氢气做还原剂冶炼。许多液态的油,用镍做催化剂,通入氢气,可变成固态,这叫作“油脂氢化”。如鲸油是具有一股臭味的油液,氢化后,成了漂亮的白色固体,没有臭味。在工业上,人们用水蒸汽通过灼热的煤层制取氢气,也用电解水来制取纯氢。

大自然中,除了普通的氢,还有3种氢的同位素——氕、氘、氚,它们的原子量分别为1、2、3。其中,氘的原子核除了含1个质子,还含有1个中子。氘俗称重氢。氘和氧形成的水叫重水。重水的确比水重:1立方米重水比1立方米水重105.6千克。重水看上去和水差不多,但“脾气”大不相同:如果你用重水养金鱼,没多久鱼便会死;用重水浸过的种子不会发芽;普通水在100℃沸腾,重水则在101.42℃才沸腾;大自然中重水很少,50吨普通水中才含有1千克重水。在原子能工业上,重水是重要的中子减速剂;氢弹也用氘做主要原料。现在,人们用电流来大批大批地电解水,因为重水不会被电解,而普通的水被电解,会变成氢气和氧气从两极逸走,于是重水的浓度随着电解的进行不断提高。最后,把电解液蒸馏一下,便可以得到很纯净的重水。

重水在1932年才第一次被人们发现,但在短短的40年间,重水已成了很重要的战略物资。在不久的将来,重水将越发重要,人们称它为“未来的燃料”,因为重水是热核反应的“燃料”——一种在核反应时释放出来的,能量异常巨大的好“燃料”,海水将成为制取重水的取之不尽、用之不竭的原料。 SCXh4Boo5BDld2bLThdc+p0qZHLJfObfT5zbJ92WWDjSgJT07LhI2VPzn0zq/c+Q

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