Čo možno neviete …

Číslo jeden vo vesmíre – vodík

• Vodík je z 98 % najčastejší prvok vo vesmíre. Vodík tvorí prevažnú časť hmoty vo vesmíre.
• Vodík je najjednoduchší zo všetkých prvkov, je bez farby, zápachu a chuti a je 14krát ľahší než vzduch. Pri -252,9 °C vodík skvapalnie. V reakcii s kyslíkom sa spaľuje pri uvoľnení energie iba na vodu.
• Vodík sa v prírode nikdy nevyskytuje izolovane, ale iba v zlúčeninách s inými prvkami. Najčastejšie zlúčeniny sú tie s uhlíkom vo forme zemného plynu a s kyslíkom vo forme vody. Aby bolo možné vodík využiť, je potrebné ho izolovať.
• Značná časť vyrábaného vodíka (48 %) pochádza v súčasnej dobe z úpravy zemného plynu.
  Iba 4 % vodíka sa dnes získavajú z čistej elektrolýzy, pri ktorej je voda pri prívode elektrickej energie rozložená na svoje elementárne súčasti, vodík a kyslík.
• Okolo 95 % v súčasnosti vyrábaného vodíka sa ihneď využíva v spotrebiteľskom priemysle. Celosvetovo sa vyrábané množstvo vodíka v súčasnosti pohybuje ročne okolo 45 miliónov ton.

Fyzikálne vlastnosti

• Vodík je najľahší plyn a vďaka veľkosti svojich molekúl bez ťažkostí preniká kovmi ako železo, platina alebo paládium. Bez problémov uniká poréznymi deliacimi stenami, čo z neho však i napriek jeho nízkej hmotnosti napr. robí problematickým plnivom do balónov.
• Vodík má schopnosť podstatne vyššej vodivosti tepla než vzduch. Ľahké molekuly vodíka sa pohybujú výrazne rýchlejšie než ťažké molekuly dusíka a kyslíka.
• Rozpustnosť vodíka vo vode je iba nepatrná, trochu lepšia je potom v alkohole. Mimoriadne veľkú schopnosť rozpustiť vodík majú naproti tomu mnohé kovy. Hubovitý kov paládium je schopný prijať vodík až do 850násobku svojho vlastného objemu.

Chemické reakcie

• Najcharakteristickejšou vlastnosťou vodíka je jeho horľavosť. Na vzduchu je spaľovaný nažltkastým horúcim plameňom na vodu. Pri izbovej teplote k tejto reakcii vodíka a kyslíka za vzniku vody bez inicializácie prakticky nedochádza. Reakcia samovoľne vzniká až pri vyšších teplotách.
• Vodík nereaguje iba s voľným kyslíkom. Často odoberá zlúčeninám kyslíka viazaný kyslík za vzniku vody.
• Vodík sa okrem kyslíka zlučuje s celým radom ďalších prvkov. Tak tvoria nekovové prvky chlór, síra, dusík a uhlík prchavé zlúčeniny HCI, H₂S, NH₃ a CH₄ . Kovy ako sodík, vápnik, lantán a thorium tvoria soľné zlúčeniny (hybridy) NaH, CaH₂ , LaH₃ a ThH₄ . Obzvlášť je potrebné poukázať na syntézu čpavku z vodíka dusíka, na ktorej je založený anorganický veľkopriemysel.
• Významné je tiež ukladanie vodíka v „nenasýtených“ zlúčeninách uhlíka, nazývaného hydrogenácia. Najdôležitejšími postupmi sú tu hydrogenácia uhlia, ropy a táru na benzín, hydrogenácia oxidu uhoľnatého na alkoholy alebo uhľovodíky a hydrogenácia olejovitých tukov na pevné tuky.

Získavanie vodíka

• Vodík a kyslík sú elementárnymi súčasťami vody a uvoľňujú sa pri elektrolýze vody pri prívode elektrickej energie.
• Pri elektrolýze sa voda pri prívode elektrickej energie rozkladá na svoje elementárne súčasti vodík a kyslík.
• Vo veľkom množstve sa vodík vyrába pri elektrolýze chloridov alkalických kovov pri výrobe sodného lúhu a chlóru.
• Pri Steam Reformingu sa vodík vyrába čiastočnou oxidáciou ľahkých uhľovodíkov ako metán, propán alebo bután na zmes H₂ a CO, ktorá je oddeľovaná pomocou katalyzátora.
• Pri štiepení čpavku sa vodík získava termickým štiepením čpavku na N₂ a H₂ .