氢气爆炸与极限,你了解吗

  • 日期:2019-10-14 12:41
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在所有燃料中,氢是最环保的。氢的燃烧只产生水和高热。一般来说,氢气是一种无色无味的气体,不溶于水..在101千帕和-252摄氏度时,氢可以液化成无色液体,在-259摄氏度时,氢可以变成雪状固体。在标准条件下,氢气密度为0.0899g·L,约为相同条件下空气密度的1≤14,是最温和的气体。利用这一特性,人们用氢气填充彩色气球,让气球漂浮在空中,增加庆祝的欢乐。
【实验18-2】
根据图18/7做好准备。控制压力阀关闭输液管,将一些水吸入输液管罐。在50 ml多功能反应器中,加入少量锌粒(可从废锌锰干电池中获得),空气排放后,将反应物密封固定在铁架上。当反应器的高度要把活塞拉到50毫升时,后端就在铁板上。在反应器内注入几毫升稀硫酸(硫酸水溶液,无色,溶质为H2SO4),观察这一现象。
2.当产生约20毫升气体时,打开压力阀,点火至输液管末端针孔处观察现象。
3.用大杯扣住火焰,观察一段时间,倒转玻璃杯,迅速加入少量澄清的石灰水,摇动观察现象。
图18-7 实验18-2的装置 
在操作1中,当稀硫酸注入反应器时,活塞向下移动,指示气体生成。产生的气体是氢。
在操作2中,当压力阀打开时,可以看到所产生的气体在输液管罐的水中形成上升的气泡。反应速率可以用气泡上升的速度来判断。产生的氢气通过水。对于氢气与空气混合,应防止点火在反应容器内点燃混合气体和爆炸。点火后,气体在针尖上方燃烧并发出蓝色火焰。
在操作3中,可以在烧杯的内壁上观察到水。用石灰石水测试烧杯中的气体。石灰石水不浑浊。说明氢气燃烧只产生水。
H2SO4 +  Zn    ZnSO4  + H2↑
       硫酸锌
(银白色固体)  (白色易溶固体)
2H2 + O2 点燃 2H2O
在操作1中,反应器固定在铁平台上,当反应器的高度被拉到50毫升刻度时,活塞的后端正好在铁板上,以防止仪表内的气体压力过高时活塞被压出。氢气和空气的混合物最有可能在瞬间迅速燃烧时爆炸。在庆典场所,当你欣赏漂浮在你面前的彩色氢气球时,如果你用火,你必须远离气球。反应器中的空气在密封后用注射器排空并进一步清空。
【实验18-3】
三个比芝麻稍大的锌粒子被注入一个5毫升微型可燃气体爆炸演示器的反应器中。大约3毫升的空气被吸入下活塞。用1毫升注射器向反应器中注入0.2毫升1:4稀硫酸,电点火器火花塞密封迅速密封(见图18-8)。当容器中的气体增加到4~5ml时,点燃。点火时,火花塞“砰”的一声爆炸了。反应容器用火花塞密封,可多次引爆。如果在较暗的地方,当你听到“哔哔”的一声,你也会看到反应堆里有一道闪光。
图18-8 实验18-3装置
如果通过向注射器内注入气体来控制反应器中氢气与空气的体积比,则当氢气与空气的体积比在一定范围内时,就会发现点火发生爆炸。实验结果表明,当氢气在空气中的体积达到总体积的4%-74.2%时,点火将发生爆炸。这个范围叫做氢的爆炸极限..其他可燃气体也有这样的爆炸极限。因此,当我们点燃各种气体时,如果只是从防爆的角度来考虑,我们不一定要求气体是100%纯的,但我们必须考虑爆炸的限度。氢具有良好的还原性。当某些金属被热处理时,氢通常被用作保护气体,以防止金属在高温下氧化。
 

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