1.1 氢的物化特性

氢位于元素周期表中诸元素的第一位，原子序数为1，原子量为1.008。氢通常的单质形态是氢气，分子量为2.016。常温常压下，氢是一种极易燃烧的气体，无色无味。标准状况下氢气的密度只有空气的1/14，为0.089g/L（最轻的气体），极难溶于水，也很难液化，在-252.77℃时变成无色液体，在-259.2℃时变为雪花状固体。自然界中氢主要以化合状态存在于水和碳氢（烃类）化合物中，氢在地壳中质量分数为0.01%。氢气具有高挥发性、高能量，是能源载体和燃料。由于H-H键键能大，在常温下氢气比较稳定。除氢与氯可在光照条件下化合，及氢与氟在冷暗处化合之外，其余反应均在较高温度下才能进行。

纯净的氢能在空气里安静地燃烧，产生几乎无色的火焰，并有水滴生成。如果氢气中混有空气（或氧气），由于氢与氧的混合分子彼此均匀扩散，若遇到火种，在极短的时间内迅速完成化合反应，同时放出大量的热，气体（生成的水蒸气）体积在一个受限制的空间内急剧膨胀而发生爆炸。在常温常压情况下，氢气在空气中的爆炸范围为4.1%～74.2%（体积分数），在氧气中为4.65%～93.9%（体积分数）。为了保障安全，通常向氢气中加入有臭味的乙硫醇，以便在发生泄漏时易于使人嗅到，燃烧时也有颜色便于察觉。

氢气是易燃易压缩气体，应储存于阴凉、通风的仓库内（图1-1），仓库内温度不宜超过30℃。氢气储存应远离火种、热源，防止阳光直射，应与氧气、压缩空气、卤素（氟、氯、溴）、氧化剂等分开存放，切忌混储混运。仓库内的照明、通风等设施应采用防爆型，开关设在仓库外，配备相应品种和数量的消防器材，禁止使用易产生火花的机械设备工具。验收时要注意品名，注意验瓶日期，先进仓的先使用。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。氢气充装站（图1-2）也必须按相关法规建设。