Какой газ является самым легким? Какая разновидность газа самая легкая

Какие методы собирания небольших количеств газов в лаборатории вы знаете,? В чем различие этих методов?

Метод вытеснения воды применяют для собирания только малорастворимых в воде газов (кислород, азот, водород). Метод вытеснения воздуха применяют для собирания как растворимых, так и малорастворимых газов.

Какую роль на нашей планете играют зеленые растения? Почему следует оберегать леса от уничтожения и заботиться об их разведении?

Зеленые растения является единственным источником кислорода на нашей планете. Они производят кислород под действием солнечного света в процессе фотосинтеза. Поэтому нужно бережно относится к зеленым насаждениям, оберегать и приумножать их количество.

В уроке 21 «Водород — самый лёгкий газ» из курса «Химия для чайников» рассмотрим водород как простое вещество и химический элемент; узнаем об истории открытия водорода и о его физических свойствах.

Название водорода происходит от латинского слова Hydrohenium, что означает «воду родящий». Химический символ (знак) Н — это первая буква латинского названия. И действительно, атомы водорода входят в состав молекулы воды Н2О.

Атомы водорода образуют двухатомные молекулы простого вещества водорода, формула которого Н2. Рассмотрим, что имеют в виду, когда говорят о химическом элементе водороде.

Какой газ самый легкий

В периодической таблице Менделеева есть много химических элементов с самыми разными химическими свойствами. Наиболее легким газом среди них является водород – первый элемент, который в таблице обозначен символом H. Этот газ широко распространен в окружающей среде – какова же его история и что представляют собой свойства водорода?

Водород с латинского языка переводится как «порождающий воду». Этот бесцветный легкий газ может стать горючим и взрывоопасным, если соединить его с кислородом или воздухом. Водород не является токсичным и легко растворяется в этаноле и таких металлах как платина, железо, никель, титан и палладий. Впервые выделение водорода при взаимодействии металлов с кислотами ученые отметили еще в 16-17 веках, когда химия, как наука, только зарождалась.

Водород имеет три изотопа с собственными названиями – протий, дейтерий и радиоактивный тритий.

В 1766 году водород был исследован английским химиком и физиком Генри Кавендишем, который назвал этот газ горючим воздухом, который при сжигании выделял воду. В 1783 году французским химиком Антуаном Лавуазье и инженером Жаком Менье с помощью специальных газометров был осуществлен синтез воды из водорода. Затем ученые разложили водяной пар на атомы, используя раскаленное железо, в результате чего было выявлено, что «горючий воздух» можно получать из воды, в состав которой он входит.

Самый легкий газ является наиболее распространенным химическим элементом во Вселенной – его доля составляет 88,6% всех атомов. Из водорода состоит основная часть межзвездного газа и самих звезд. В условиях чудовищных космических температур водород может существовать только в виде плазмы, тогда как межзвездное пространство позволяет ему образовывать облака из отдельных атомов, ионов и молекул. Эти молекулярные облака существенно различаются по температуре, размерам и плотности.

Роль самого легкого газа в природе определяет не масса, а число атомов, доля которых – 17% среди остальных элементов. Водород находится на втором месте после кислорода с его 52% атомов, поэтому значение водорода в химических земных процессах не менее велико, чем значение кислорода. Однако, в отличие от воздуха, дающего жизнь, который существует на планете как в свободном, так и в связанном состоянии, почти весь земной водород представляет собой соединения. В виде простого вещества, входящего в состав атмосферы, он находится лишь в очень малом количестве — 0,00005 %. Также водород есть в составе почти всех органических веществ. Его можно найти во всех живых клетках, где по числу атомов на его долю приходится около 63 %.

Рассчитайте объем кислорода, содержащегося при обычных условиях в комнате, размеры которой составляют 4 м*4 м*3 м.

Водород

Какой газ является самым легким? Ответ очевиден – водород. Это первый элемент периодической таблицы, который в 14,4 раза легче воздуха. Он обозначаете буквой Н, от латинского названия Hydrogenium (рождающий воду). Водород является наиболее распространенным элементом во Вселенной. Он входит в состав большинства звезд и межзвездной материи.

В нормальных условиях водород абсолютно безвреден и нетоксичен, не обладает запахом вкусом и цветом. В определенных условиях может значительно изменять свойства. Например, смешиваясь с кислородом, этот газ запросто взрывается.

Может растворяться в платине, железе, титане, никеле и в этаноле. От воздействия больших температур он переходит в металлическое состояние. Его молекула двухатомная и обладает большой скоростью, что обеспечивает отличную теплопроводность газа (в 7 раз выше, чем у воздуха).

На нашей планете водород находится в основном в соединениях. По своей важности и задействованности в химических процессах он является вторым после кислорода. Водород содержится в атмосфере, входит в состав воды и органических веществ в клетках живых организмов.

Какие газы легче воздуха?

ООО «УРАЛ-ТЕСТ» ИНН 5902136425 КПП 590601001

614077, Пермский край, г. Пермь, ул. Пушкарская, д.55, этаж 2, помещение 1

ОГРН № 1025900526695 от 08.12.02 г.

Свидетельство о включении ООО «Урал-Тест» в Единый государственный реестр юридических лиц» серия 59 № 001766628

Свидетельство о постановке на учет в ИФНС: серия 59 № 002895845 от 13.02.2001г.

Свидетельство № 5053 от 12.02.2001г. о регистрации юр. лица в Администрации Ленинского района г. Перми

Водород как химический элемент

Атом водорода самый легкий, самый простой по строению и один из самых маленьких по размерам. Относительная атомная масса водорода равна:

Сравните ее с относительной атомной массой кислорода и убедитесь, что атомы водорода во много раз легче.

Атомы водорода соединяются с атомами других химических элементов, образуя сложные вещества. Как химический элемент водород входит в состав воды, кислот, природного газа, нефти, глюкозы и многих других веществ. В растительных и животных организмах, включая и человеческий, химический элемент водород содержится главным образом в составе воды и самых разнообразных органических веществ.

Озон и человек

Несмотря на все свои полезные свойства, озон может быть опасен для человека. Если в воздухе газа окажется больше, чем может перенести человек, отравления не избежать. В России его допустимая норма составляет 0,1 мкг/л.

При превышении этой нормы появляются типичные признаки химического отравления, такие как головная боль, раздражение слизистых, головокружение. Озон уменьшает сопротивление организма к инфекциям, передающимся через дыхательные пути, а также снижает давление крови. При концентрации газа выше 8–9 мкг/л возможен отек легких и даже смерть.

При этом распознать озон в воздухе достаточно легко. Запах «свежести», хлора или «раков» (как утверждал Менделеев) отчетливо слышен и при незначительном содержании вещества.

Углекислый газ, азот, кислород, озон, метан, угарный газ, аммиак?

Азот, метан, угарный газ, аммиак

Применение вещества

Озон – это отличный окислитель и разрушитель. Такое свойство давно используется для очищения питьевой воды. Вещество губительно действует на опасные для человека бактерии и вирусы, а само при окислении превращается в безвредный кислород.

Он способен убить даже стойких к хлору организмов. Кроме того, его применяют для очищения сточных вод от губительных для окружающей среды нефтепродуктов, сульфидов, фенолов и т.д. Такие практики распространены в основном на территории США и некоторых стран Европы.

Озон применяют в медицине для обеззараживания инструментов, в промышленности с его помощью отбеливают бумагу, очищают масла, получают различные вещества. Применение О3 для очистки воздуха, воды и помещения называется озонированием.

Какие газы легче воздуха.

Количество газов, которые легче воздуха, невелико. Способ определения того, какие газы легче или тяжелее воздуха, заключается в сравнении их молекулярного веса (который вы можете найти в списке обнаруживаемых газов). Вы даже можете вычислить молекулярный вес M вещества, если вам  известна химическая формула, установив H = 1, C = 12, N = 14, и O = 16 г/моль.

Этанол, химическая формула C2H5OH, содержит 2 C, 6 H, и 1 O, отсюда M = 2*12 + 6*1 + 1*16 = 46 г/моль;

Метан, химическая формула CH4, содержит 1 C и 4 H, отсюда M = 1*12 + 4*1 = 16 г/моль;

Молекулярный вес воздуха, состоящего из 20,9 объемн. % O2 (M = 2*16 = 32 г/моль) и 79,1 объемн. % N2 (M = 2*14 = 28 г/моль), составляет 0,209*32 + 0,791*28 = 28,836 г/моль.

Вывод: любое вещество с молекулярным весом менее 28,836 г/моль легче воздуха. Удивительно, что существует лишь 12 газов легче воздуха:

* На самом деле синильная кислота в большей степени жидкость, нежели газ, давление ее паров составляет 817 мбар при 20 °C (по определению, газы имеют точку кипения ниже 20°C).

Кстати: пары еще одного, крайне важного негорючего вещества легче воздуха: H2O, молярный вес — 18 г/моль. Вывод: сухой воздух тяжелее влажного, который поднимается и конденсируется наверху в облаках.

Что касается размещения газоанализаторов на горючие газы, то это необходимо учитывать лишь для  метана, водорода и аммиака. Эти газы поднимаются вверх до потолка, где и следует устанавливать сенсоры.

Помните, что любые горючие пары тяжелее воздуха!

Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

Голубой газ

В химии озон не имеет отдельного места в таблице Менделеева. Все потому, что он не является элементом. Озон – это аллотропная модификация или же вариация кислорода. Как и в О2, его молекула состоит только из атомов кислорода, но имеет их не два, а три. Поэтому его химическая формула выглядит как О3.

Озон является газом голубого цвета. Он обладает хорошо заметным резким запахом, напоминающим хлор, если концентрация будет слишком большой. Вы помните запах свежести во время дождя? Это и есть озон. Благодаря такому свойству он и получил своё название, ведь с древнегреческого языка «озон» — это «пахну».

Молекула газа полярна, атомы в ней соединяются под углом 116,78°. Озон образуется, когда к молекуле О2 присоединяется свободный атом кислорода. Происходит это во время различных реакций, например, окисления фосфора, электрического разряда или разложения перекисей, в ходе которых и освобождаются атомы оксигена.

Водород как простое вещество

Молекулы водорода образованы двумя атомами химического элемента водорода. Формула его Н2. Относительная молекулярная масса простого вещества водорода равна:

Следовательно, молярная масса водорода равна:

Молярный объем водорода, как кислорода и других газов при нормальных условиях, равен:

В виде простого вещества водород встречается на Земле лишь в небольшом количестве в вулканических и некоторых других природных газах. Молекулы водорода Н2 обнаружены в верхних слоях земной атмосферы. В Солнечной системе простое вещество водород входит в состав атмосферы планет — Юпитера, Сатурна, Урана.

Недавние исследования Юпитера, самой большой планеты Солнечной системы, позволили ученым высказать предположение, что под водородной атмосферой этой планеты находится океан жидкого водорода. Глубина этого океана — десятки тысяч километров. Ядро планеты составляет оболочка, состоящая из твердого водорода.

Для каждого утверждения укажите, что означает термин кислород (химический элемент или простое вещество)

а) металлические баллоны с кислородом окрашены в голубой цвет;б) в цилиндре автомобиля сгорает смесь бензина с кислородом;в) самым распространенным в земной коре является кислород;г) при нагревании некоторых веществ можно получить кислород;д) впервые кислород был получен при нагревании HgO;е) алюмосиликаты содержат кремний, кислород и алюминий;ж) в состав сахара и глюкозы входит кислород;з) человек погибает в открытом космосе без скафандра, потому что там нет кислорода;и) в состав молекулы озона входит кислород.

а) простое вещество;б) простое вещество;в) химический элемент;г) простое вещество;д) простое вещество;е) химический элемент;ж) химический элемент;з) простое вещество;и) химический элемент.

Озон — это газ голубого цвета. Свойства и применение газа. Озон в атмосфере

Озон – это газ. В отличие от многих других он не прозрачный, а имеет характерный цвет и даже запах. Он присутствует в нашей атмосфере и является одним из важнейших её составляющих. Какова плотность озона, его масса и другие свойства? Какова его роль в жизни планеты?

История открытия

В химии озон не был известен до XVIII века. Обнаружен он был в 1785 году благодаря запаху, который физик Ван Марум услышал рядом с работающей электростатической машиной. Ещё 50 лет после этого газ никак не фигурировал в научных экспериментах и исследованиях.

Ученый Кристиан Шёнбейн в 1840 году изучал окисление белого фосфора. Во время экспериментов ему удалось выделить неизвестное вещество, которое он назвал «озон». Химик вплотную занялся изучением его свойств и описал способы получения вновь открытого газа.

Вскоре к исследованиям вещества подключились и другие ученые. Знаменитый физик Никола Тесла даже соорудил первый в истории генератор озона. Промышленное использование О3 началось в конце XIX века с появлением первых установок для подачи в дома питьевой воды. Вещество применяли для дезинфицирования.

Самые легкие газы. Особенности водорода, кислорода и азота

Газ – одно из состояний вещества. Он не обладает конкретным объемом, заполняя собой всю емкость, в которой находится. Зато обладает текучестью и плотностью. Какие самые легкие газы существуют? Чем они характеризуются?

Кислород обозначается буквой О (Oxygenium). Он также не обладает запахом, вкусом и цветом в нормальных условиях, и находится в газообразном состоянии. Его молекулу часто называют дикислород, так как она содержит два атома. Существует его аллотропная форма или же модификация – газ озон (О3), состоящий из трех молекул. Он имеет голубой цвет и отличается многими характеристиками.

Кислород и водород – самые распространенные и самые легкие газы на Земле. В коре нашей планеты больше кислорода, он составляет примерно 47 % её массы. В связанном состоянии в воде его содержится больше 80 %.

Газ является важнейшим элементом жизнедеятельности растений, животных, человека и многих микроорганизмов. В теле человека он способствует осуществлению окислительно-восстановительных реакций, попадая в наши легкие с воздухом.

Благодаря особым свойствам кислорода, его широко используют в медицинских целях. С его помощью устраняют гипоксию, патологии ЖКТ, приступы бронхиальной астмы. В пищевой промышленности его применяют в качестве упаковочного газа. В сельском хозяйстве кислород используют для обогащения воды, при разведении рыбы.

Как и два предыдущих газа, азот состоит из двух атомов, не обладает выраженными вкусовыми качествами, цветом и запахом. Символ для его обозначения – латинская буква N. Вместе с фосфором и мышьяком он относится к подгруппе пниктогенов. Газ очень инертный, за что и получил название azote, которое переводится с французского как «безжизненный». Латинское название Nitrogenium, то есть «рождающий селитру».

Азот содержится в нуклеиновых кислотах, хлорофилле, гемоглобине и белках, является основной составляющей воздуха. Его содержание в гумусе и земной коре многие ученые объясняют извержением вулканов, которые переносят его с мантии Земли. Во Вселенной газ существует на Нептуне и Уране, входит в состав солнечной атмосферы, межзвездного пространства и некоторых туманностей.

Человек использует азот в основном в жидком виде. Его применяют в криотерапии, в качестве среды для упаковки и хранения продуктов. Он считается наиболее эффективным для тушения пожаров, вытесняет кислород и лишает огонь «потпитки». Вместе с кремнием он образует керамику. Азот нередко используют для синтеза различных соединений, например, красителей, аммиака, взрывчатых веществ.

Свойства озона

При нормальных условиях озон существует в виде газа с молекулярной массой почти 48 г/моль. Он является диамагнетиком, то есть не способен притягиваться к магниту, точно так же, как серебро, золото или азот. Плотность озона составляет 2,1445 г/дм³.

В твердом состоянии озон приобретает иссиня-черный цвет, в жидком – цвет индиго, близкий к фиолетовому. Температура кипения при этом составляет 111,8 градусов Цельсия. При температуре нуль градусов он растворяется в воде (только в чистой) в десять раз лучше кислорода. Он отлично смешивается с жидким метаном, азотом, фтором, аргоном, а при определенных условиях и с кислородом.

Под действием ряда катализаторов легко окисляется, выделяя при этом свободные атомы кислорода. Соединяясь с ним, тут же воспламеняется. Вещество способно окислить практически все металлы. Не поддаются его действию только платина и золота. Он разрушает различные органические и ароматические соединения. При контакте с аммиаком образует нитрит аммония, разрушает двойные углеродные связи.

Присутствуя в атмосфере в больших концентрациях, озон самопроизвольно разлагается. При этом выделяется тепло и образуется молекула О2. Чем выше его концентрация, тем сильнее реакция тепловыделения. При содержании озона больше 10% она сопровождается взрывом. При увеличении температуры и снижении давления или при контакте с органическими веществами разложение О3 происходит быстрее.

Укажите, с помощью какого метода собирания газов в лабораторных условиях можно заполнить колбу каждым из указанных газов

Кислород и азот можно собрать методом вытеснения воды. Аммиак и углекислый газ можно собрать методом вытеснения воды.

Физические свойства водорода

Водород при нормальных условиях находится в газообразном состоянии. Это бесцветный газ, у которого нет запаха и вкуса.

Молекула водорода самая легкая из молекул всех веществ. Поэтому газообразный водород по плотности значительно уступает воздуху и кислороду — он в 14,5 раза легче воздуха и в 16 раз легче кислорода. В этом легко убедиться на опыте.

Если наполнить три одинаковых резиновых шарика водородом, углекислым газом и кислородом, крепко завязать их ниткой и выпустить из рук одновременно, то они поведут себя по-разному (рис. 94). Шарик с водородом быстро поднимется к потолку, а шарики с углекислым газом и кислородом опустятся на пол. Быстрее окажется на полу шарик с углекислым газом.

Поскольку водород, как мы знаем, в 14,5 раза легче воздуха, им заполняли воздушные шары и дирижабли. Первыми поднялись на воздушном шаре французские физики Ф. Робер и Ж. Шарль (1783). В августе 1887 г. полет на воздушном шаре, наполненном водородом, с научной целью совершил Д. И. Менделеев.

Из-за своей малой массы и размеров молекулы водорода способны проникать через стенки сосуда, в котором содержится этот газ. Убедимся в этом на примере того же шарика с водородом. Даже если тщательно завязать его ниткой, спустя некоторое время шарик «сдуется». При повышенной температуре и давлении водород способен проникать и через стенки металлических сосудов.

Некоторые металлы при повышенной температуре поглощают водород, впитывая его, как губка воду. Например, в образце металла палладия объемом 1 дм3 растворяется водород объемом свыше 800 дм3. При нагревании насыщенного водородом палладия этот газ легко выделяется обратно. Палладий и некоторые другие металлы могут служить как бы аккумуляторами водорода.

При нормальных условиях растворимость водорода в воде меньше, чем кислорода, — 0,0016 г водорода на 1 дм3 воды. Поскольку водород малорастворим, в лаборатории его собирают методом вытеснения воды или воздуха.

У водорода самые низкие после благородного газа гелия температуры кипения (−252,8 °С) и плавления (−259,2 °С).

Краткие выводы урока:

• Водород — наиболее распространенный элемент во Вселенной.
• Простое вещество водород Н2 — самый легкий газ, у которого нет запаха, цвета, вкуса.
• Водород мало растворяется в воде, его можно собирать методом вытеснения воды и воздуха.

Название «газ» было придумано ещё в XVII веке из-за созвучия со словом «хаос». Частицы вещества и вправду, хаотичны. Они движутся в произвольном порядке, меняя траекторию каждый раз, когда сталкиваются друг с другом. Они стараются заполнить все доступное пространство.

Молекулы газа слабо связаны между собой, в отличие от молекул жидких и твердых веществ. Большинство его видов невозможно ощутить при помощи органов чувств. Но газы обладают другими характеристиками, например, температурой, давлением, плотностью.

Их плотность увеличивается по мере возрастания давления, а при увеличении температуры они расширяются. Самым легким газом является водородом, тяжелым – гексафторид урана. Газы всегда смешиваются. Если действуют силы тяготения, то смесь становится неоднородной. Легкие поднимаются вверх, тяжелые, наоборот опускаются вниз.

Самые легкие газы – это:

Первые три относятся к нулевой группе таблицы Менделеева, о них и поговорим ниже.

История открытия водорода

Еще в XVI в. Парацельсом было замечено, что при действии кислот на железо и другие металлы выделяется газ. Первоначально его назвали «горючим воздухом». Спустя примерно 100 лет горение водорода на воздухе описал Р. Бойль и этот газ научились собирать. Во второй половине XVIII в. английский ученый Г. Кавендиш подробно исследовал свойства «горючего воздуха». Он установил, что этот газ при сгорании на воздухе образует воду. Г. Кавендиша считают первооткрывателем водорода (1766).

Вывод о том, что «горючий воздух» представляет собой простое вещество, был сделан в 1784 г. французским химиком А. Лавуазье. Он и дал этому веществу латинское название, которое происходило от греческих слов «хюдор» — вода и «геннао» — рождаю. В те годы под элементами подразумевали простые вещества, которые нельзя далее разложить на составные части. Поэтому у химического элемента водорода такое же название, как и у простого вещества Н2.

Наша Земля окружена невидимой оболочкой из воздуха – атмосферой. Без неё жизнь на планете была бы невозможна. Составляющие атмосферного воздуха: кислород, озон, азот, водород, метан и другие газы.

Сам по себе озон не существует и возникает только в результате химических реакций. Близко к поверхности Земли он образуется за счет электрических разрядов молнии во время грозы. Неестественным путем он появляется благодаря выбросам выхлопных газов автомобилей, заводов, испарениям бензина, действию тепловых электростанций.

Озон нижних слоев атмосферы называют приземным или тропосферным. Существует и стратосферный. Он возникает под действием ультрафиолетового излучения, идущего от Солнца. Он образуется на расстоянии 19-20 километров над поверхностью планеты и тянется до высоты 25-30 километров.

Стратосферный О3 формирует озоновый слой планеты, который защищает её от мощной солнечной радиации. Он поглощает примерно 98% ультрафиолетового излучения с длиной волны, достаточной для возникновения раковых заболеваний и ожогов.

Из каких веществ образуется глюкоза в зеленых растениях в процессе фотосинтеза под действием солнечного света?

Глюкоза в зеленых растениях в процессе фотосинтеза под действием солнечного света образуется из углекислого газа и воды.

Заключение

Какой газ самый легкий? Теперь вы и сами знаете ответ. Самыми легкими считаются водород, азот и кислород, относящиеся к нулевой группе периодической системы. После них следуют метан (углерод+водород) и оксид углерода (углерод+кислород).