氫氣有沒(méi)有危險?
早在十六、七世紀時(shí),人們就發(fā)現把鐵屑放在硫酸溶液中,會(huì )放出一種可以燃燒甚至爆炸的氣體。當時(shí)人們稱(chēng)它為“可燃的空氣”。爾后,通過(guò)許多實(shí)踐,人們對這種氣體的認識逐漸深化,知道它能在空氣中燃燒,但不能幫助易燃物燃燒;它比空氣軟所以稱(chēng)之為氮氣。后來(lái)人們就利用它來(lái)充裝氣球和飛艇。
氫是一種最輕的化學(xué)元素,在相同體積下,它的重量?jì)H為空氣的6.9%。所以氫分子運動(dòng)和擴散速度比其他所有物質(zhì)的分子都快。如果充裝氫氣的容器有縫隙時(shí),逸出氮氣的擴散速度要比其他氣體快得多,一遇到火,立即就會(huì )燃燒、爆炸。因為它比空氣輕,升至尖型屋頂下往往積聚不散,下部門(mén)窗的通風(fēng)也不易將它驅除,同時(shí)一般建筑物的屋頂下面往往設有電氣線(xiàn)路、照明燈具等容易發(fā)生火花的裝置,氮氣的積聚便增加了燃燒和爆炸的危險。
氫原子中只有一個(gè)電子,比較容易失去電子,所以化學(xué)活性較大。它在常溫下,不需氧氣和明火,就能和氟發(fā)生猛烈的反應而爆炸;在光的作用下,能和氯發(fā)生燃燒和爆炸;在空氣中,氫氣的點(diǎn)火能量特別低,只有0.02毫焦耳(為汽油蒸氣點(diǎn)火能量的1/10),只要極微小的明火,例如氯綸、的確涼等衣服因摩擦而產(chǎn)生的靜電火花,即能引起爆炸;甚至猛烈的撞擊也會(huì )引起爆炸。氫在空氣中燃燒時(shí)出現淡藍色的火焰,溫度很高,可達2000 ℃。在20 ℃的條件下,空氣中的氫氣濃度達到4.1-74.2%時(shí),遇明火即猛烈爆炸,而且比一般易燃液體蒸氣爆炸時(shí)的威力更大,所以危害性也大。
在高溫條件下,氫氣的化學(xué)性質(zhì)就更活潑,能使許多重金屬的氧化物還原成金屬;還能與其他非金屬化合,例如在高溫、高壓和催化劑作用下,氫能與氮合成氨。
人們?yōu)榱吮阌谫A運和使用,通常把氫氣加壓后貯存在密閉的鋼瓶里。因為氫氣具有易擴散,易燃燒、爆炸,燃燒溫度高,爆炸威力大等特點(diǎn),而且化學(xué)活性又較大,所以存在一定的危險性。在使用過(guò)程中,必須注意以下幾點(diǎn):
(一)用氫氣進(jìn)行化學(xué)反應的車(chē)間,必須符合防爆要求,通風(fēng)良好,屋頂高端應有排氣口,以防氫氣積聚。內部存在氫氣的設備和管道必須密閉,以防氫氣外逸或空氣侵入而引起危險。
(二)在使用氫氣切割時(shí),氮氣鋼瓶與明火距離不得少于10米,否則必須采取可靠的防護措施。氫氣鋼瓶不可靠近熱源或受日光曝曬。
(三)氫氣鋼瓶應遠避氟、氯等危險品。與氯氣鋼瓶等必須分庫貯放。設備和管道一律按地,氫氣在管道中輸送時(shí),速度一般不宜超過(guò)0.7-1米/秒,防止產(chǎn)生靜電。
(四)氫氣真空泵或壓縮機使用的潤滑劑,必須是不燃材料,如磷酸三甲苯酯等,普通油酯類(lèi)潤滑劑不能使用。
(五)液態(tài)氫的容器必須有良好的絕熱裝置,而且不可混
進(jìn)空氣,因為液態(tài)氫溫度很低混入空氣后凝成冰晶,沉入底部,在受到猛烈沖擊時(shí),容易發(fā)生爆炸。
(六)氫氣一旦發(fā)生燃燒時(shí),可使用水基滅火器、二氧化碳滅火器、氮氣等滅火劑撲救。但重要的是立即關(guān)閉閥門(mén),勿使氫氣繼續逸漏出來(lái)