Na začátku studia takového předmětu, jako je chemie, je nejzajímavější provádět experimenty, a pokud jsou tyto experimenty navíc doprovázeny malou velkolepou explozí, pak je obecně obtížné udržet rozkoš. Při slově „výbuch“vznikají různé asociace a jednou z nich je výbušný plyn. Jaký je jeho vzorec, kde se používá a samozřejmě bezpečnostní pravidla při práci s ním - hlavní otázky článku.
Složení
Ve skutečnosti obsahuje vodík smíchaný s kyslíkem. V určitém poměru 1:2 tvoří výbušný plyn. Jeho vzorec bude vypadat takto: 2H2+O2.
Stačí sebemenší jiskra o energii 14 mJ nebo zahřátí na 510 °C (teplota hoření zápalky je přes 700 °C) k vyvolání reakce mezi nimi, která je doprovázena uvolněním velké množství energie a výbuch.
A výsledkem této reakce je obyčejná voda. Ne nadarmo se plyn nazývá vodík, tedy rodící voda. Alevyplatí se do směsi vložit např. houbovitou platinu a nedojde k explozi, ale bude pokračovat obvyklý proces spalování.
Další název pro směs plynů - Brownův plyn, dostal své jméno na počest vynálezce, který vyvinul auto, které jezdí na produkty rozkladu vody elektrolýzou. A vzorec plynu v chemii vypadá takto: HHO.
Historie objevů
Fakt, že při chemické reakci mezi kyselinami a některými kovy vzniká plyn, který je velmi hořlavý, je zmíněn v pojednáních z 16. století. Říkalo se tomu „hořlavý vzduch“. Ale shromáždit jej v čisté podobě, prostudovat vlastnosti a popsat je až v druhé polovině 18. století. Takže chemik A. Lavoisier, provádějící experimenty v roce 1784, dospěl k závěru, že plyn je jednoduchá látka skládající se pouze z jednoho typu atomů.
A slavnému chemikovi a fyzikovi G. Cavendishovi se experimentálně podařilo určit, že kyslík + vodík v důsledku okamžitého spalování dává vodu. Mimochodem, jedna z laboratoří v Cambridge je po něm pojmenována právě proto, že dokázal určit kvalitativní složení vody. Latinský název pro vodík Hydrogenium pochází ze dvou slov „hydro“– voda a „gennao“– narození, to znamená, že (stejně jako v ruské verzi názvu prvku) popisuje jeho hlavní vlastnost – rodit vodu.
Aplikace
Kde se používá?
Zájem o takové alternativní palivo, jakým je vodík, je stále větší. Ale první vývojář představil auto poháněné takovýmpaliva, byl koncern Toyota. Jeho SUV FCHV však zůstalo výstavní kopií, sériově ho nevyráběli. Zájem o vodíkové motory nezmizel, takže mnoho výrobců nadále masivně investuje do zavedení takového motoru.
Výbušný plyn, přesněji vodík s přívodem kyslíku, se používá pro svařování a pájení kovů v obtížných podmínkách, jako jsou tunely a doly, stoky a instalační studny, kdy prostě není místo pro uhlovodíkové lahve. Teplota spalování směsi je přibližně 2235 °C a produkty spalování jsou absolutně bezpečné pro lidské zdraví. Vodíkový hořák našel své uplatnění ve šperkařství a protetice, používá se ke zpracování skleněných výrobků, desek z drahých kovů různé tloušťky a další.
Nepřítel horníků
Někdy je termín „výbušný plyn“chybně používán ve vztahu k metanu. Schopnost tohoto uhlovodíku se hromadit v dutinách hornin a při smíchání se vzduchem se stává výbušným, je podobný směsi skutečného plynu, ale zde jejich podobnost končí. Vzorec pro plyn v chemii vypadá takto: CH4.
Nejnebezpečnější koncentrace metanu v atmosféře je 9,5 %, ale za různých podmínek se může lišit od 5 do 16 %. Při vyšší koncentraci bude plyn jednoduše hořet. Jiskra i otevřený oheň mohou vyvolat výbuch. Aby měli horníci pod kontrolou koncentraci metanu ve vzduchu, vzali si s sebou kanárka a věděli, že zatímco zní píseň malého kamaráda, mohou klidně pracovat. Alejakmile pták utichl, znamenalo to, že potíže jsou blízko.
Začátkem 19. století vystřídala zpěvné ptactvo Davyho hornická lampa a dnes ovládání provádí automatický systém, ale ani to nečiní práci horníků zcela bezpečnou. K výbuchům občas dochází i nyní. Tady je tak hrozný - "firedamp".
Zisk pro nepoctivé
Kolik štěstí přináší balónky naplněné heliem. Je jen málo dětí, které odolají pestrobarevnému zázraku. Ano, a prázdniny se nyní neobejdou bez heliových balónků, které se okamžitě vznesou, stojí za to na chvíli pustit nit.
Héliový balónek dnes stojí slušné peníze a někteří nedbalí prodejci se rozhodnou ušetřit. Koneckonců, nejen helium, ale i vodík dokáže rozletět míč. Acetylen je také lehčí než vzduch. Je ale taková úspora skutečně bezpečná pro samotné zákazníky?
V poslední době bylo slyšet stále více zpráv o explozích balónů:
- květen 2012 – Jerevan;
- říjen 2017 – Kuzbass;
- říjen 2017 – Kemerovo.
Toto jsou jen tři známé případy, v jednom z nich, konkrétně na shromáždění v Jerevanu, byly balony naplněny vodíkem, který se mohl dostat ven a hromadit se ve vzduchu, smíchaný s kyslíkem. A víme, že taková směs se v určitém poměru nazývá výbušný plyn. Lidé trpěli touto tragédií.
