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2023-06-23
氢气的性质、用途、处置及安全注意事项
【摘要】：在某些条件下，例如点燃、加热、使用催化剂时，氢气的活性非常高。金属钯对氢气的吸附作用最强。这个范围是氢气的爆炸极限。2）运输方式：氢气的储运方式有气态储运、液态储运和金属氢化物储运。氢气放空口极易遭雷电袭击而引发火灾，必须保证接地良好。若空气中氢含量增高，将引起缺氧性窒息。
（一）物理性质
氢气（Hydrogen）是最轻的气体。分子式为H2；相对分子质量为2.016。它的密度非常小，只有空气的1/14，在标准大气压及0℃下，氢气的密度为0.0899g/L。在101KPa压强下及-252.87℃时，氢气可转变成无色的液体，液体密度（平衡状态，-252.8℃）为169kg/m3；在-259.18℃时，变成雪状固体。氢的CAS编码为133-74-0（美国化学文摘服务社，即Chemical Abstracts Service，简称CAS，为化学物质制订的登记号）。
纯氢的引燃温度为400℃。氢气难溶于水。由于氢的原子半径非常小，其穿透力非常强，在高温、高压下，氢气甚至可以穿过很厚的钢板，这是氢气瓶不能置于高温下的原因之一。氢无毒，有窒息性。
（二）化学性质
常温下，氢气的性质很稳定，不容易跟其他物质发生化学反应。在某些条件下，例如点燃、加热、使用催化剂时，氢气的活性非常高。氢气被钯或铂等金属吸附后具有较强的活性（特别是被钯吸附）。金属钯对氢气的吸附作用最强。氢有易燃、易爆性，所以对此必须引起足够的重视。
氢气的还原性：氢气在空气里与氧气发生反应燃烧，生成水并放出大量的热。空气中所含氢气的体积占混合体积的4.1%～74.2%时，点燃会产生爆炸。这个范围是氢气的爆炸极限。氢气还能和金属氧化物反应置换出金属单质，氢气也可以与有机物发生加成反应，这也表现出氢气的还原性。
（三）氢气的用途
1）用做燃料：与氧反应用来切割金属；以液态氢做燃料推进火箭；做氢燃料电池。
2）用作化工原料：用于合成氨和加氢催化、裂化。
3）在发电机中做冷却剂。
4）用于半导体加工。
（四）氢气的制取
1）电解水制取（能耗高）。
2）吸附法从煤气中提取。
3）用水和红热的碳反应。
（五）氢气的包装、储存和运输
1）包装方式：氢气拖车/瓶组/钢瓶。
2）运输方式：氢气的储运方式有气态储运、液态储运和金属氢化物储运。
（六）安全注意事项
氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃、易爆的气体，和氟、氯、氧、一氧化碳以及空气等氧化剂混合均有爆炸的危险。其中，氢与氟的混合物在低温和黑暗环境就能发生自发性爆炸；与氯的混合比为1∶1时，在光照下也可爆炸。氢由于无色、无味，燃烧时火焰是透明的，因此即使管道发生泄漏而燃烧也很难通过肉眼发现，必须借助红外线测温仪或热成像仪探测。氢气放空口极易遭雷电袭击而引发火灾，必须保证接地良好。若空气中氢含量增高，将引起缺氧性窒息。直接接触液态氢将引起冻伤。液态氢外溢并突然大面积蒸发，还会造成环境缺氧窒息；更加危险的是可能和空气一起形成爆炸混合物，引发燃烧爆炸事故。
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