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水素に火を近づけると音がなる理由

水素の音

325 kPa 0. 042 kPa 32. 97 , 1. 293 MPa H 2 0. 20(ポーリングの値) 1st: 1312. 4 0. 英語では「 hydrogen(ハイドロジェン)」という。 の「 Wasserstoff(ヴァッサーシュトーフ)」も、やはり 水を生むものという意味である。 が書いた『』で初めて用いられた。 詳細は「」を参照 歴史 [ ] に、がとを反応させて生じる気体が可燃性であることを記録している。 、が水素をとして分離し、発見した。 量子力学における役割 [ ] 陽子1つと電子1つからなるシンプルな構造ゆえ、原子構造論の発展において水素原子は中心的な役割を果たしてきた。 事実、の入門として、水素原子や水素様分子をまず取り扱う教科書がほとんどである。 分布 [ ] 水素はでもっとも豊富に存在するであり、(とを除いた)宇宙の質量の4分の3を占め 、総量数比では全原子の90パーセント以上となる。 これらのほとんどはや、あるいはの構成物として存在している。 地球表面の元素数では・に次いで3番目に多い が、水素は質量が小さいため、質量パーセントで表すでは9番目となる。 ほとんどは の状態で存在し、単体の水素状態ではの中にわずかに含まれる程度である。 での濃度は1以下とほとんど存在していない。 水素原子はが誕生してから約38万年後 に初めて生成したとされている。 それまではとがバラバラの状態では宇宙空間を直進できなかったが、電子と陽子が結合することにより宇宙空間に散乱されずに進めるようになった。 これを「」という。 宇宙におけるのエネルギー放射のほとんどはとなった4個の水素がへする反応によるもので、比較的軽い星では、重い星ではという過程を経てエネルギーを発生させている。 水素原子はいずれの核融合反応においてもこれを起こす担い手である。 宇宙空間に散逸するは少ないが、それでも1秒あたり水素が3キログラム、ヘリウムが50グラムずつ放出されている。 これは大気が薄くや分子の速度が減速されずに宇宙へ飛び出す ()や、状態のがに沿って脱出する現象がある。 なお、加熱された粒子がまとまって流出する ()や太陽風が持ち去るは現在の地球では起きていないが、地球誕生直後はこの作用によって水素が大量に散逸したと考えられる。 固有磁場を持たないは、現在でもハイドロダイナミックエスケープやスパッタリングが続き、地表には比較的重いため残った酸素や炭素が作る二酸化炭素が大気のほとんどを占め、水がない非常に乾燥した状態にある。 火星も軽い水素を中心に散逸し、かろうじてとなった水が極部分の土中に残るにとどまる。 同位体 [ ] が2(が1つと1つ)の ( 2H)、が3(が1つと2つ)の ( 3H)等と区別して、が1(が1つのみ)の普通の水素( 1H)を 軽水素とも呼ぶ。 詳細は「」を参照 天然の水素には、水素(軽水素、プロチウム) 1H、 2H (デュウテリウム、ジューテリウム 、略号 D)、 3H (トリチウム、略号 T)の3つのが知られている。 このうち、もっとも軽い 1H は、1つのと1つののみによって構成されており、の中でを持たない核種の1つである。 存在が確認されている中でほかに中性子を持たない核種はのみである。 それぞれの同位体は質量の差が2倍、3倍となり、性質の違いも大きい。 たとえばD 2はH 2よりも融点や沸点が高くなり、溶融潜熱は倍近くに、蒸気圧は10分の1近くとなる。 2013年現在、より重い同位体は水素4から水素7までが確認されている。 もっとも重い(原子核は陽子1、中性子6よりなる)はを軽水素に衝突させることで合成されている。 水素の線例。 と呼ばれる。 水素分子は、常温常圧では無色無臭のとして存在する、 H 2で表されるである。 0695(気 1 として)、臨圧力 1280 、水への解度 0. 最も軽いである。 原子間離は 0. 水素分子は常温では安定であり、以外とは化学反応をまったく起こさない。 しかし何かしらの外部要因があればその限りではなく、たとえば光がある状態ではと激しい反応を起こす。 また、水素とを混合したものに火をつけると起きる激しい爆発(水素爆鳴気)は、混合比下限は4. 65パーセント、上限は93. 3パーセントであり、空気との混合では4. 1 - 74. 2パーセントとなり、これはに次ぐ広いの範囲を持つ。 ガス密度が低い水素は速い速度で拡散する性質を持ち、また燃焼時の伝播も速い。 そのため、ガス漏れを起こしやすい傾向にある。 原子径の小ささから、金属材料に侵入し機械的特性を低下させる()傾向が強い。 これは高温高圧環境下で顕著となり、封入容器の材質には注意を払う必要がある。 の内部など非常に高い圧力下では性質が変わり、液状のになると考えられている。 H 2分子形状の雲は星の形成などに関係があると考えられており、特に新生やの観察時にはそれを注視することが多い。 オルト水素とパラ水素 [ ] 水素分子は、それぞれの()のの配向により、オルト(ortho)とパラ(para)の2種類の異性体が存在する。 オルト水素は、互いの原子核のスピンの向きがで、パラ水素ではスピンの向きが反平行である。 この2つは、化学的性質に違いがないが、物理的性質(やなど)がかなり異なる。 これは内部エネルギーにある差によるもので、パラ水素側が低い。 統計的な重みが大きいほうをオルトと呼ぶ。 常温以上では、オルト水素とパラ水素の存在比はおよそ3:1であるが、低温になるほどパラ水素の存在比が増し、付近ではほぼ100パーセントパラ水素となる。 ただし、このオルト-パラ変換は触媒を用いない場合極めて遅く、触媒を用いずに水素を液化すると、液化した後もオルト-パラ変換に伴い両者のエネルギー差に相当する熱が発生するため、液化水素が気化してしまう。 これを水素のボイル・オフ問題という。 しかしながら、現在、数百GPaのオーダーで圧力を加える実験が行われているものの、の金属水素の観測はされていない。 の水素が化するときわめて強力な爆薬になるとの理論計算が行われ、として研究されている。 この理論では圧力だけでは不十分であり、水素を励起状態にして圧力をかければ金属化するとしている。 超伝導の可能性 [ ] 金属化そのものが達成されていないためにその真偽はいまだ不明であるが、金属化した水素はを達成するのではないかという予想がある。 この可能性の傍証として、で水素のすぐ下のは、30GPa以上という超高圧下で状態となることが示されている。 リチウムの超伝導への転移温度は圧力48GPaで20程度であるが、この数字は単体元素のものとしては高い部類に入り、いくつかの例外を除けば一般に軽い元素ほど転移温度は高くなるため、もっとも軽い元素である水素は、より高い転移温度を持つ可能性が十分ある。 (・)の深部は非常に高い圧力になっており、液体金属水素が観測された条件と似ている。 木星型惑星を構成するもっとも主要な元素のひとつである水素は、この状況下では金属化している可能性があり、惑星の磁場との関わりも指摘されている。 物理的性質 [ ] 詳細は「」を参照 元素の水素化物 化学式 IUPAC組織名 慣用名 BH 3 ホウ化水素 CH 4 カルバン NH 3 アザン H 2O オキシダン HF AlH 3 アラン SiH 4 水素化ケイ素 PH 3 ホスファン リン化水素 H 2S スルファン HCl GaH 3 水素化ガリウム GeH 4 ゲルマン AsH 3 アルサン H 2Se セラン HBr SnH 4 スタナン SbH 3 スチバン H 2Te テラン HI PbH 4 水素化鉛 BiH 3 ビスムタン 水素はが2. 2とやよりも高くよりも小さい値であり、としてもとしても働く。 このため非金属元素とも金属元素とも親和しやすい。 たとえば、水素と酸素が化合するときには還元剤として働き、爆発的な燃焼とともに水H 2Oを生じる。 ナトリウムと水素との反応では酸化剤として働き、NaHを生じる。 このような水素とほかの元素が化合した物質をという。 水素化物の結合には、型・型のほかに、水素化物などの(侵入型化合物)と呼ばれる3種類の形態がある。 共有結合型は電気陰性度が高いと電子を共有して化合する。 侵入型固溶体は一種の合金であり、水素原子は金属原子の隙間にはまり込むように存在している。 このため、容易かつ可逆的に水素を吸収・放出することができ、に利用される。 高性能な水素吸蔵合金の中には、水素原子の密度が液体水素のそれに匹敵したり、上回るものもある。 水中で水素イオンを生じる物質が狭義のである。 水素はまた、と結合することで、さまざまなを形成する。 ほとんどすべての有機化合物は構成原子に水素を含む。 水素を含む有機化合物の例:• : CH 4• : C 2H 5OH• : C 6H 6 おもな元素の水素化物の化学式と(IUPAC)による組織名、および(存在するものは)慣用名を右表に示す。 核磁気共鳴法における利用 [ ] 詳細は「」を参照 分子構造の研究に非常によく利用されるにおいて、 1Hを用いた方法は代表的である。 1Hはすべての核種の中で最も強い特異吸収を示すうえ、水素はほとんどすべての有機化合物に含まれることもあり、NMRにおいてよく利用される。 周囲の原子の電子から影響を受ける結果、吸収される周波数が変化する()ため、原子の相対位置を推測する有力な手掛かりとなる。 水素イオンと水素化物イオン [ ] 水素のイオンには、陽イオンである 水素イオン(hydron、ヒドロンまたはハイドロン)と、陰イオンの 水素化物イオン(hydride、ヒドリドまたはハイドライド)とが存在する。 しかし、化学の領域において単に「プロトン」と呼ぶ際は水素イオンを指し示していると考えて差し支えはない。 それゆえ通常は単独で存在せず、などほかの分子のと結合した ヒドロニウムイオン(hydronium ion)として存在する。 あるいは超強酸など極限状態においては単独で挙動する プロトンも観測されている。 また、アレニウスの定義ではヒドロンはの本体である。 酸としてのプロトンの性質は記事、あるいは記事に詳しい。 00794 熱化学 S o 108. ヒドリドはK殻が閉殻した電子配置を持ちと等電子的であるために、一定の大きさを持ったイオンとして振る舞う点でヒドロン(水素カチオン)とは異なる。 実際、ヒドリドはアニオンよりもイオン半径が大きいように振る舞う。 ヒドリドは塩基として作用する場合ととして作用する場合がある。 これをというが、それは金属と還元を受ける化合物との組み合わせにより変化する。 25Vと見積もられている。 水素分子の生産 [ ] 工業的には、のや部分酸化の副生成物として大量に生産される(炭化水素ガス分解法)。 のちにガーボトール法にて二酸化炭素を除去し、水素ガスが得られる。 粗ガスの精製には、圧縮したうえで洗浄を行い、にて重いガス類を液化除去する方法(液化窒素洗浄法)もある。 また、や製塩業において海水の副生品として発生する水素が利用されることもある。 現在のところ、水素ガスはを主成分とするとから、触媒を用いたによって生産する方法が主流である。 水素分子(水素ガス)を生じる化学反応は多岐にわたる。 古典的には実験室において小規模に生成する場合、やなど水素よりもの大きい金属に希を加えて発生させる方法が知られている()。 あるいはやなどを添加して電導性を増した水や、を電気分解して陰極から発生させることもできる。 実験室レベルにおいては工業的に生産された入りの水素ガスを利用する。 実験の際は防爆環境にて行われる。 用途 [ ] の。 1機を打ち上げるには150万リットルの液体水素が使われる。 代表的な用途 [ ]• - の製造() のほか、ガスと混合し光を当てて反応させるの製造 、に添加して炭素同士の数を減らし固体化する改質(油やの化など) 、など、多方面に利用されている。 - 金属(酸化物)の還元 、を還元しの製造、製造におけるの触媒還元、一酸化炭素を還元する合成などに使われる。 - 燃やしても水以外の排出物(やなどの)を出さないことから、として期待されている。 ただし、燃焼条件によりが生成することは不可避である。 の燃料としてを積んだが発売されているほか、の燃料やに使用されている。 おもに向けの「水素ステーション」の設置が始まっている。 上記で述べたように、水素ガスの生産は原料をに依存しており、水蒸気改質により発生するなどのうち化成品に利用されない過剰分や燃料として利用される炭化水素はとして環境中に放出される。 水素の原料が化石燃料である限りにおいては、水素を化石燃料の代替として利用してもそのまま化石燃料の消費量が削減されたり二酸化炭素の発生が抑えられたりすることにはならない。 浮揚ガス - 1リットルの水素を詰めたは1. 2の質量を浮揚させる。 この性質からやなどに用いられていたが、が起きて以来、危険性の少ないで代用されるようになった。 なお、この事故の直接的原因は外皮の塗料への引火とされている。 - 液体水素は現象を含むの調査に使用される。 また、一部の発電所では、水素ガスを冷却媒体として用いている発電機もある。 これは空気よりも熱伝導率が7倍と高く 風損が少ないためである。 水素ガスが漏れないようにするため、水素ガス圧力よりも高い圧力の油を流し遮蔽しなければならないという作業が発生する。 洗浄 - 工業分野では、半導体の洗浄はが主流で、や塩酸フッ化物が用いられるが、その代替として水素を水に溶かし込んだ水溶液は排水処理の面で環境負荷が低く 、半導体の基板表面の微粒子除去・洗浄に用いられる。 - 水素分子をいったん2つの水素原子にさせ、それを再結合させると多量の熱を発生する。 これを利用した金属溶接法がある。 その他 - や軍隊などで大深度潜水時の使用が試みられたが、同時に酸素も用いられるために爆発の可能性が使用中につきまとうなど、危険であるため使用されていない。 エネルギー利用 [ ] 「」を参照 水素はが高く、すると()となり、とされるや物質を排出しない。 現状では、水素はおもにを使って製造しているものの、将来的には、水のや・などを利用することにより、化石燃料によらないで製造できる可能性がある。 このため、将来性の高いとして期待される。 水素はさまざまな利用法が考えられている。 燃焼を直接使う方法としてはが挙げられるほか、の燃料に水素を混ぜて二酸化炭素などを減らす技術が研究されている。 水素を言わば「」として利用することも考えられている。 、、など、比較的大きな容量の充電が可能な電池がいろいろと開発されてきたものの、それでも電気エネルギーは貯めておくのが比較的困難なエネルギーとして知られている。 そこで、必要以上の電力が得られるときにをして生産した水素を貯蔵し、電力が必要となった時に貯蔵しておいた水素を使って発電を行うのである。 必要以上の電力が得られるときに水をポンプで汲み上げて水の位置エネルギーとして電気エネルギーを貯めるはすでに実用化されているが、それと同様に電力需要のピーク時に対応する手法のひとつとして水素は利用できる。 ほかにもやといった発電法のように、発電量が比較的自然条件に左右されやすいものの、十分な発電量が得られるときに水の電気分解を行って水素を貯蔵するという方法で、これらの発電量の不安定さを解消する方法が考えられている。 また、水素を電力の輸送手段として利用することも考えられている。 長距離のを行うと送電線の抵抗などの関係で送電によるエネルギーの損失(送電ロス)が多くなる。 やや比較的低温の熱源を利用した発電法などのように、電力需要の多い都市の近くに発電所を立地できる場合は送電ロスの問題もあまりない。 しかし、必要に応じて変圧を行うなど送電ロスを少なくする工夫は行われているものの、時点では送電ロスなしに長距離を送電する手法は実用化されていない。 このためいわゆる自然エネルギーを利用した発電法に限らず、あらゆるエネルギーを利用した発電法において電力の供給地と需要地とが離れている場合には、どうしても送電ロスの問題が避けられない。 ここで水素として輸送すれば、水素を逃がさなければ輸送中の水素のロスは発生しない。 ただし水素を輸送する手段によって消費されるエネルギー(たとえば自動車で輸送すれば燃料が消費される)もあるため、どうしてもエネルギーのロスは発生してしまうという問題は残る。 また、水素から電気に戻す際にもエネルギーロスが発生する。 ただし、このロスは、として利用できる。 最近ではと水を反応させて水素を作り出す方法も開発されている。 マグネシウムと水が反応して発生する水素のほか、反応時の熱もエネルギー源として利用できる。 最大の課題は使用後のマグネシウムの還元処理で、太陽光などから変換した照射による高温により還元する方法が考えられている。 ほかに燃料電池の燃料としての水素の利用はよく知られているが、などに利用することも考えられている。 燃料電池 [ ] 詳細は「」を参照 空気中の酸素と反応させて水を生成しながら発電する水素 — 酸素型燃料電池は中ごろには実験的に成功したが、生活家電などの分野へは応用されず、の宇宙開発を通じて技術検討が進んだ。 燃料電池は現時点の技術においては発電効率が35 - 60パーセントと高く、発熱エネルギーを回収することができれば80パーセントまで高めることができる。 環境負荷も低いという利点がある。 燃料にはを用いる機械もあるが、水素ガスを利用するものでは自動車への積載を念頭に置いた(PEFC)が有力視されており、電解質分離膜や電極劣化の抑制など技術開発が進められている。 また宇宙船では燃料電池から得られる電力のほかに、同時に生成される水の利用も行われることがある。 貯蔵技術 [ ] 水素をエネルギー利用する上での課題のひとつには、ガス状水素を貯蔵する際の問題がある。 既述のように空気との混合4. 1 - 74. 2パーセントという広い爆発限界の範囲を持つために、漏出しないようにする技術が必要となる。 水素は原子半径が小さいために容器を透過したり、劣化させたりするため、ほかの元素や燃料を貯蔵するのとは勝手が違ってくる。 2002年2月に発足した「燃料電池プロジェクト・チーム」の報告では、自動車に積載しガソリン相当の 500キロ以上走行が可能な水素貯蔵を目標に据えた。 これに相当する水素ガスは 5キロであり、常温常圧下では 61,000リットルに相当する。 従来からの貯蔵手法では、高圧化と液体化の2つがある。 水素は金属脆化を起こすため、特に高圧ガスを密閉するにはアルミニウム — マグネシウム — シリコンをファイバー強化したものが開発されているが、日本の高圧ガス保安法が定める上限の350気圧では実用的に自動車積載が可能なガス量は3. 5キロにとどまり、5キロを実現するためには安全に 700気圧相当を密封できる容器が検討されている。 液体化も同様の問題を解決する必要があり、オーステナイト系ステンレス鋼やアルミニウム合金・チタン合金などを素材に検討が進む。 しかし、高圧化や液体化には密封する際にも加圧や冷却などでエネルギーを消費してしまう点も課題として残る。 水素を貯蔵する物質には金属類であると、無機・有機物質が提案されており、いずれも水素化物を作り効率的に水素を捕まえることができる。 水素吸蔵合金は、(の一種)で表面に吸着(物理吸着)させた水素分子を原子に解離(解離吸着、化学吸着)し、水素化合物を反応生成しながら合金の内に水素原子を拡散させる。 取り出すには加熱または合金周囲の水素ガス量を減らすことで水素化物が分解しガスが放出される。 課題は合金と水素の重量比にあり、現状では 5kgの水素を吸蔵するための合金重量は170 - 500キロ程度が必要になる。 このほか、を主とする水素化物や、なども水素吸蔵性能を持つ物質として研究されている。 水素循環社会 [ ] 「」も参照 自然エネルギーからの電気(や)によって水の電気分解から水素を生成してエネルギー媒体として貯蔵し、を使って発電し電気を取り出すというエネルギーの循環構想がある。 一見、理想的で無駄のないサイクルに見えるが、電気分解から燃料電池による発電までの行程ではやと比較して効率が大幅に低い。 を利用した電気分解の工程では分解時に両極でガスが発生するが、これが連続した反応を阻害する一因となる。 また、燃料電池での発電行程でも同様に燃料電池のの特性上、電流密度を上げるためにはスタックを重ねなければならず、取り出す電流を2倍にしようとすれば電極の面積も2倍にしなければならず、単位容積ごとの効率が低い。 貯蔵時にも専用の高圧タンクやを使用しなければならないため、単位体積ごと、あるいは単位重量ごとのを下げる要因になり、利点を相殺してしまっている。 生体研究 [ ] この節はのような記述内容になっています。 に沿ったの記述内容に、してください。 ( 2020年5月) 水素に関する研究について概説する。 1671年にはによって水素ガスが生成され、水素はガスであると認識され、生理的に不活性なガスだと考えられ、注目されなかった。 初期には、水素分子の生物学的効果は小規模に研究されてきた。 1975年に、Doleらは水素ガスが動物の皮膚を退縮するという研究結果を『』にて報告したが 、注目はされなかった。 に慢性のを持つでの高圧水素の抗炎症作用は、2001年に報告された。 こうした研究は数が限られている。 水素ガスを含む吸気として、たとえば用のガスとして水素50パーセント、ヘリウム49パーセント、酸素1パーセント用の混合気が用いられており、この場合、水素に起因する毒性や安全性の問題は見られていない。 ボストン小児病院、ハーバード大学医学部の研究でも、水素ガスの吸入による細胞障害、組織障害のような有害事象はないことが報告されており 、名古屋大学医学部産婦人科、香川大学 医学部 産婦人科の研究においても、水素の摂取による毒性や催奇性はないことが報告されている。 ただし、水素は爆発性を有する気体であり、爆発濃度においては静電気のような微弱なエネルギーで爆発する危険性がある。 実際に消費者庁の事故情報データシステムで水素ガス吸入機の爆発事例が複数報告されている。 日本における水素の医療利用の研究に関する最初の報告は、2003年の(鎌倉市大船)によるヒドロキシルラジカルによる水素分子の水素引き抜き反応によって、種々の酸化ストレスに起因する疾病を予防または改善する報告にさかのぼる。 さらにMiZ株式会社の柳原等は、2005年にラットの酸化剤誘発モデルに対する水素水の抗酸化効果を報告した。 の太田成男の2007年の水素での実験を受けて、では2012年から心停止のラットでの治療モデルを確立してきた。 2015年10月には、慶應義塾大学先導研究センター内に水素ガス治療開発センターが開設された。 時の水素ガスの吸入はBに認定され、研究が進められている。 2016年9月には、初のヒトを対象とした慶応義塾大学の研究が公表され、従来の研究で動物を対象として心停止の際の脳と心臓停止を抑えていたが、5人中4人が90日後には普通の生活に戻った。 これは2月に慶応義塾大学を中心としたの開始が報道されていたもので、心停止の影響によって寝たきりとなる、言葉がうまく話せなくなるといったが残ることが多く、これを抑制するための医療現場への導入が目標とされている。 である治療薬のを服用するとの吸収が抑制され、大腸のにより水素などが発生する。 アカルボースの服用が心血管事故を抑制する可能性があり、この原因としての抑制に加えて、呼気中に水素ガスの増加が認められ、この増加した水素ので心血管事故を抑制するメカニズムが想定されている。 水素と水素が水に溶存したの研究は、2007年から2015年6月までで321の水素の論文があり、も年々増加してきた。 2019年12月10日現在、水素の医療利用に関係する学術論文は600報を超える。 水素と似た粒子 [ ] この節のが望まれています。 主に: 水素の陽子または電子を別の粒子に置き換えた粒子の名称(多数存在すると書いてあるため) ( 2018年2月) 水素原子は非常に簡単な構造をしているため、水素のまたはを別の粒子に置き換えた粒子は多数存在する。 なお、水素と似たような化学反応を起こす粒子もある。 :電子を負電荷のに置き換えた粒子。 :陽子をに、電子をに置き換えた粒子。 :電子を反陽子に置き換えた粒子。 :陽子を陽電子に置き換えた粒子。 :陽子をに置き換えた粒子。 :n個の陽子を持つ核の付近にn-1個の電子があり、さらにそこから離れた軌道に1つの電子が飛び回っている粒子。 脚注 [ ]• (2004年3月24日時点の), in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press. Palmer, D. 1997年9月13日. 2010年5月8日閲覧。 Anders, Edward; Nicolas Grevesse 1989. Geochimica et Cosmochimica Acta 53: 197. 『宇宙の秘密』 、2009年、22頁。 西尾正則. 理学部. 2010年5月9日閲覧。 Lee「3. 元素の一般的性質 水素」『リー 無機化学』浜口博、菅野等訳、、1982年、119-123頁。 Audi et al. 2003. Nuclear Physics A 729 1 : 27. 燃料電池と水素貯蔵材料」『金属材料の最前線』、2009年、241-259頁。 labs. eng. hokudai. 2020年6月10日閲覧。 Weir, S. ; Mitchell, A. ; Nellis, W. 1996. "Metallization of Fluid Molecular Hydrogen at 140 GPa 1. 4 Mbar ". Phys. Rev. Lett. 76: 1860—1863. Ashcroft, N. 1968. Physical Review Letters 21 26 : 1748. 金光研究室. 2010年5月9日閲覧。 『別冊周期表第2冊 付録周期表』、2010年。 井上雅弘「」『電気設備学会誌』第36巻第4号、電気設備学会、2016年、 263-266頁、 2020年2月14日閲覧。 Kurokawa. www. medgasres. com. 2020年2月14日閲覧。 Inc. Lee「3. 元素の一般的性質 水素化物」『リー 無機化学』浜口 博、菅野 等訳、、1982年、123-126頁。 The PubChem Project. USA: National Center for Biotechnology Information. 2016年5月19日閲覧。 version 2. 6 ed. , Alternate Chemical Names: Cameo Chemicals , 2016年5月19日閲覧。 , NIST Standard Reference Database 69: NIST Chemistry WebBook The National Institute of Standards and Technology NIST , 2016年5月19日閲覧。 , LSDB ,• , (注2)ヒドリドイオン: 科学技術振興機構(JST) , 2017年7月25日閲覧。 , コトバンク , 2016年5月19日閲覧。 に近い性質を持つため、1周期系列との位置に変更すべきというもの。 玉尾皓平、桜井弘、福山秀敏『完全図解周期表 - 自然界のしくみを理解する第1歩』ニュートンプレス〈ニュートンムック - サイエンステキストシリーズ〉、2006年。 『別冊周期表第2冊 付録周期表』、2010年、86-87頁。 『』朝刊2019年1月6日(サイエンス面)2019年2月24日閲覧。 (日本食品化学研究振興財団、平成26年2月6日更新)2016年6月30日閲覧。 FDA, November 28, 2014. 「水の活性化と機能水-表面処理における各種対策について」『鍍金の世界』41 4 [2008. 4]、52〜56頁。 黒部洋(株式会社)「機能水の製造方法および洗浄効果 オプト・半導体デバイスにおけるウェットプロセスの技術トレンド(薬品・機能水編)」『マテリアルステージ』7 10 [2008. 1]、40〜43頁。 『日本経済新聞』電子版(2017年7月27日)2018年5月11日閲覧• 古川一夫 2015年3月2日. 2015年7月11日閲覧。 Med Gas Res 5: 12. Dole M, Wilson FR, Fife WP. 1975. Science 190 4250 : 152-4. Nicolson, Garth L. ; de Mattos, Gonzalo Ferreira; Settineri, Robert; Costa, Carlos; Ellithorpe, Rita; Rosenblatt, Steven; La Valle, James; Jimenez, Antonio et al. 2016. International Journal of Clinical Medicine 07 01 : 32—76. Cole. www. medgasres. com. 2020年2月14日閲覧。 KAKEN. 2020年2月14日閲覧。 KAKEN. 2020年2月14日閲覧。 プレスリリース・ニュースリリース配信シェアNo. 1|PR TIMES. 2020年2月14日閲覧。 Kurokawa. www. medgasres. com. 2020年2月14日閲覧。 大学ジャーナルオンライン編集部 2019年9月26日. univ-journal. 2020年2月14日閲覧。 www. jikojoho. 2020年2月14日閲覧。 www. j-platpat. inpit. 2020年2月14日閲覧。 Yanagihara, Tomoyuki; Arai, Kazuyoshi; Miyamae, Kazuhiro; Sato, Bunpei; Shudo, Tatsuya; Yamada, Masaharu; Aoyama, Masahide 2005-01. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 69 10 : 1985—1987. 2016年7月14日• Circ. 80 8 : 1870—3. 2016. NHK科学文化部ブログ 2016年2月20日. 2017年4月1日閲覧。 入江潤一郎、伊藤裕、「」『心臓』44巻 12号 2012年 p. 1498-1503, :• 2020年2月18日閲覧。 Hirano. www. medgasres. com. 2020年3月16日閲覧。 参考文献 [ ]• Anders, Edward, Nicolas Grevesse 1989. "Abundances of the Elements-Meteoritic and Solar". Geochimica et Cosmochimica Acta 53: 197• Lee, J. 『リー 無機化学』 浜口博、菅野等訳、東京化学同人、1982年• 桜井 弘、『元素111の新知識』 講談社、1997年• 玉尾皓平、桜井弘、福山秀敏 『完全図解周期表 - 自然界のしくみを理解する第1歩』 ニュートンプレス〈ニュートンムック - サイエンステキストシリーズ〉、2006年• 東北大学金属材料研究所 『金属材料の最前線』 講談社、2009年• Weir, S. ; Mitchell, A. ; Nellis, W. 1996. "Metallization of Fluid Molecular Hydrogen at 140 GPa 1. 4 Mbar ". Phys. Rev. Lett. 『12996の化学商品』 化学工業日報、1996年• 『ニュートン別冊周期表第2冊 付録周期表』 ニュートンプレス、2010年• 『見えてきた太陽系の起源と進化』 日経サイエンス〈別冊 日経サイエンス〉、2009年 関連項目 [ ]• 物理学 [ ]• - - - 化学 [ ]• 利用 [ ]• - -• 文学 [ ]• (小説) 外部リンク [ ] で 「 水素」に関する情報が検索できます。 ウィクショナリーの ウィキブックスの ウィキクォートの ウィキソースの コモンズで() ウィキニュースの ウィキバーシティの• (英語) - 「水素」の項目。 - 一般社団法人日本産業・医療ガス協会.

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水素を爆発させるとなぜ音がでるのですか? : メンデル工房・サイエンス教室 吉祥寺校

水素の音

(参考:『飛行船ヒンデンブルグ号の爆発』) 酸化鉄と粉末アルミニウムを混ぜた特殊な塗料を使っていたのですが、この成分が非常に燃えやすい性質をもっており、静電気の火花によって発火した可能性が高いということです。 水素が燃えたのは事実 ただ、「発火した後」は水素なのでよく燃えた、というのは間違いありません。 映像にあるような激しい燃え方をしたのは「中身が水素ガスだったから」だといえるでしょう。 この条件に静電気レベル以上の「着火エネルギー」が加わると燃焼します。 燃焼範囲は空気中に体積で4~75%含まれている場合で、それ以上濃度が高くても低くても着火しません。 慶應義塾大学環境情報学部の武藤佳恭教授はMiZ株式会社(神奈川県鎌倉市、佐藤文武社長)との共同研究において、爆発の危険性がある水素が従来から提唱されてきたJIS規格「4%以上で爆発する」と言われていることにおいてあらためて検証し、 実際には実測10%以下であれば爆発しないことをつきとめました。 そこで一例として、私自身が使っている「H2ヒーラー」という水素吸入器で考えてみたいと思います。 水素水製品の燃焼・爆発リスクは? では次に水素水製品についてみてみましょう。 水素水製品には以下のような種類があります。 市販のアルミパウチ水素水• 水素水サーバーでつくった水素水• 水素水スティックでつくった水素水• 水素風呂 が、さまざまな水素水製品の種類にかかわらず、水素水中に含まれる水素分子の濃度は 1. 0ppm前後から、最大でも7. 0ppm程度となります。 「ppm」というのは100万分の1の意味で、1. 0ppm=0. つまり水素水中に含まれる 水素濃度は最大でも0. 「水素水製品を使用しても、引火する危険性は考えなくてもいい」といえるでしょう。 素朴な疑問:そんな少量の水素分子に効果があるの? ところで0. 実際のところ、 「腸内細菌が体内で発生させる水素量のほうが多い。 だから水素水を飲んでも全く無意味」 こんな批判も存在しています。 研究者はこの問題をどう認識しているのでしょうか? 水素分子が遺伝子発現を調節する 実は研究者にとっても 「水素分子がこんなにも少量で大きな効果(結果)をもたらすメカニズム」は大きな研究課題だったそうです。 水素 H2 が人の細胞内で様々な効果を発揮することは、 私にとっても「too good! 」で良すぎるがための長年の悩みの種でした。 水素が酸化力の強いフリーラジカルを除去するだけでは、説明が出来ないことがたくさんあることがわかってきたからです。 (出典:) そして最近の研究の結果、「体内に取り込まれた水素分子は、 間接的に遺伝子の発現を調節することで大きな影響をもたらす」ことがわかってきました。 体内の「水素量の変化」がカギとなる また「腸内細菌が発生させる水素量のほうが多いのだから水素水を飲んでも意味がない?」という問題についても研究がすすんでいます。 リンク先で紹介されている名古屋大学の研究によると、もともと体内に存在する水素量にかかわらず、水素水を飲むことによる「体内の水素量の変化」が、水素が効果をもたらすカギとなると結論づけています。 このように 「水素水に含まれる程度の少量の水素分子」でも、体内でさまざまな影響をおよぼしうるメカニズムが解明されつつあるんですね。 まとめ 今回は水素製品と「水素の燃焼・爆発リスク」についてみてきました。 ご覧いただいたとおり、水素水製品についてはまず心配することはありません。 水素吸入器についてはたしかに「高濃度水素ガス」の場所が機器内のどこかに存在するため、「リスクは完全にゼロ」とはいえないのではないかと思います。 が、実際にはH2ヒーラーの検証例のように「リスクは限りなくゼロに近い」のでは?というのが個人的な印象です。 これまで水素吸入器に関係した燃焼・爆発事故というのも聞いたことがないですしね。 水素製品を生活にとりいれる際の参考にしてみていただければと思います。

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水素の音 (すいそのおと)とは【ピクシブ百科事典】

水素の音

Q こんにちは。 中学の理科で、やったと思いますが、水上置換でうすい塩酸に亜鉛を加えたりすると、水素が出ますよね。 当時、その気体が水素であることを確かめるのに、気体の入った試験管に線香を入れて、はげしく燃えることで確認しました。 ところが、最近、インターネットなどを見ていて、水素は酸素と混ざると爆発する!!などと書かれてありました。 危険だと思い無知のまま実験してみるのも怖いのでお聞きします。 これは、火を近づけなくても音が出たりするのですか?それとも、水素と酸素が混じった状態で火をつけると爆発するのですか? いろいろ調べてみると、この実験中に、過って失明した生徒もいたようです。 安全に水素であることを確かめるにはどんなことに気をつけたらよいのでしょうか?教えてください。 A ベストアンサー こんにちは。 水素は爆発する濃度の範囲が非常に広く、大変爆発しやすい事でしられています。 酸素と水素が体積で1対2で混ざった気体は非常に強い爆発を起こし、「水素爆鳴気」として知られています。 ただ、火薬などでもそうですが、爆発の大きさ、ひどさは量によります。 どんなすごい爆薬でもほんのちょっとなら花火程度にしかならないのと同じで、水素もちょっとだけの量なら火をつけても「ポン」って音がする程度です。 しかし、調子にのって、瓶などにいっぱい集めて火をつけたりすると、大爆発を起こして瓶位なら吹きとばして粉々になってしまう場合があり、大抵はその破片で怪我をします。 特に破片が目に入った場合は失明などの重症をおう場合も多いです。 しかし容器に入ってない水素は大変軽いので、すぐに上にのぼります。 閉じ込められた部屋に大量の水素が洩れると危険ですが、屋外など、広い場所で水素を噴出させて火をつけても、バーナーのように火が吹き出すだけです。 また、試験管の中に水素だけが入ってる場合、酸素がないと燃えないですから、外の空気と接してる部分だけで燃えます。 ただ、この場合も水素が出口に動く事で、空気が試験管の中に流れ込み、爆発する場合があります。 こういう実験はくれぐれも大量のガスに火をつけない事が重要です。 なお、>火をつけなくても爆発・・・という事はありませんが、水素は静電気の火花などちょっとした火花でも火がつきやすい物質です。 大量に水素を使う、工場などでは、静電気の起きない手袋や衣服で作業するなどの注意を払っています。 こんにちは。 水素は爆発する濃度の範囲が非常に広く、大変爆発しやすい事でしられています。 酸素と水素が体積で1対2で混ざった気体は非常に強い爆発を起こし、「水素爆鳴気」として知られています。 ただ、火薬などでもそうですが、爆発の大きさ、ひどさは量によります。 どんなすごい爆薬でもほんのちょっとなら花火程度にしかならないのと同じで、水素もちょっとだけの量なら火をつけても「ポン」って音がする程度です。 しかし、調子にのって、瓶などにいっぱい集めて火をつけたりすると、大... Q すみません,中学3年生ですが,次のことについてご指導ください。 よろしくお願いいたします。 「食塩水を電解質水溶液,金属板を亜鉛と鉄とした化学電池について,食塩水の濃度を濃くすると流れる電流の大きさが大きくなるのはなぜか。 『イオン』という語を用いて説明せよ」という問題です。 化学電池で電流が流れる理由についての,私のこれまでの理解は以下のようなものです。 上の私の理解では,電流の大きさは水素イオンの数に応じて大きくなったり小さくなったりするのであって,NaイオンやClイオンの数とは結びつかないのですが… それとも上記の私の理解のどこかに誤りがありますか。 どなたかお詳しい方,ご助言いただけたら幸いです。 よろしくお願いいたします。 (私は中学3年生ですが,私立で一部高校の内容も学んでいるので,高校生向けのご説明でも代位丈夫だと思います) すみません,中学3年生ですが,次のことについてご指導ください。 よろしくお願いいたします。 「食塩水を電解質水溶液,金属板を亜鉛と鉄とした化学電池について,食塩水の濃度を濃くすると流れる電流の大きさが大きくなるのはなぜか。 『イオン』という語を用いて説明せよ」という問題です。 化学電池で電流が流れる理由についての,私のこれまでの理解は以下のようなものです。 A ベストアンサー 中学校や高校で電池を扱う場合は構造のはっきりした典型例でやるべきだと思います。 理屈ははっきりしないがとにかく電流が流れるというレベルの電池について含まれている物質の役割を質問しても明確な答えは出てきません。 そういう意味でボルタ電池は扱わないとなっていたはずなんですがいつの間にか復活してしまったようですね。 銅、亜鉛、食塩水のボルタ電池でさえ解説はあいまいです。 鉄、亜鉛になるともっとあいまいになるでしょう。 (電気化学の専門家で「ボルタ電池」をキチンと説明しようと思っている人はほとんどいないのではないでしょうか。 「過去の遺物」なのです。 したがって出回っている説明は何十年も前の化石のようなモノだけです。 この説明は一度消えた単元を復活させて得意げな顔をしている人たちに責任を取ってもらわないと仕方がありません。 ただし、後で出てくる酸化・還元反応の理解の妨げになるようなものを書かれると困ります。 ) 電池は「酸化・還元反応に伴う電子の移動を外部回路に取り出して利用する装置」です。 酸化剤の反応、還元剤の反応がはっきりと書き下すことができないものを電気が流れるというだけで持ち込むことは避けるべきです。 硫酸を使った電池であれば起こるでしょうが食塩水では起こらないはずです(「亜鉛は酸とは反応するが常温の水と反応しない」というのはどの教科書にも載っている必須項目です。 Mgだとゆっくりと反応が起こります。 何とかわかるという限界です)。 自発的に起こらない反応は電池として利用できません。 こういう説明ではだめだということは30年前でも十分に了解されていたはずのものなのですが、またそのまま復活しています。 もう、うんざりです。 NaClは酸化剤にも還元剤にもなりませんから質問者様の疑問はもっともなのです(ただ、電流が水素イオンで決まるというところは「???」です。 酸化剤にも還元剤にもならない物質の存在がなぜ必要かについてまともに答えている解説はほとんどないのではないでしょうか。 >食塩水を電解質水溶液,金属板を亜鉛と鉄とした化学電池について,食塩水の濃度を濃くすると流れる電流の大きさが大きくなるのはなぜか。 『イオン』という語を用いて説明せよ」 いかにも実験的に確認されたものであるかの様に書かれています。 中学校での問題ですからよく知られている現象であるということも前提になりますね。 本当でしょうか。 ソーラーモーターはどれくらい回るのでしょうか。 食塩水の濃度をどのように変えているのでしょうか。 蒸留水ではうまく回らないが食塩水では回るという意味でのことでしょうか、それとも5%の食塩水と10%の食塩水で電流値が変わるということを言っているのでしょうか。 昔、「イオン化傾向の異なる2つの金属と電解質溶液があれば電池になる」という説明が出回っていました。 この問題もそれにのっとってのもののように見えます。 電流は電解質のイオンが移動することで生じるという説です。 現在は「電極表面でおこる酸化・還元反応によって電子の移動が実現する」という立場で考えています。 高校の教科書では、電池は酸化・還元反応の単元の中で出てきます。 中学校や高校で電池を扱う場合は構造のはっきりした典型例でやるべきだと思います。 理屈ははっきりしないがとにかく電流が流れるというレベルの電池について含まれている物質の役割を質問しても明確な答えは出てきません。 そういう意味でボルタ電池は扱わないとなっていたはずなんですがいつの間にか復活してしまったようですね。 銅、亜鉛、食塩水のボルタ電池でさえ解説はあいまいです。 鉄、亜鉛になるともっとあいまいになるでしょう。 (電気化学の専門家で「ボルタ電池」をキチンと説明しようと思っている人は... A ベストアンサー 難しい話は、抜きにして説明します。 A ベストアンサー アンモニアの噴水実験,簡単にできてインパクトがありますよね。 ビーカーに水をいれ,ガラス棒付きのゴム栓をした丸底フラスコを立てておく。 ゴム栓のガラス棒の脇に小さなスポイトがあって,その中にも少量の水が入っている。 で,スポイトの水をフラスコの中に押し出すとビーカーの水が噴水になってフラスコ内に上がってくる。 ここで,このフラスコの中にはあらかじめアンモニアという気体が充満していないとだめなんですよね。 アンモニアという気体は水に非常に 異常に)よく溶けます。 温度が20度ぐらいだと,水1mlに300mlぐらいは溶けます。 わかります?そんなあほな,というぐらい溶けるんです。 ということは,はじめにスポイトでほんの少し加えた水,多分1mlか2mlはあったと思うんですが,これでフラスコ内のアンモニアが全部溶けてしまうというのがわかると思います。 フラスコは500mlぐらいのを使ったんじゃないでしょうか?) 気体が全部溶けちゃうと,フラスコ内は真空になりますよね。 真空ということは気体や液体を引き込むということになるんですが,これはわかりますか? ストローでジュースを吸い込むのと同じような状態です。 その結果,ビーカーの水がフラスコ内に噴出してくるというわけです。 なお,ビーカーの水にはフェノールフタレインを入れておくことが多いですね。 フェノールフタレインは酸性から中性で無色,アルカリ性で赤色になります。 アンモニアの水溶液はアルカリ性ですから,ビーカーの中 中性)では無色だった水がフラスコ内に到達するとアンモニア水溶液になって赤くなるということです。 おわかりいただけましたか? アンモニアの噴水実験,簡単にできてインパクトがありますよね。 ビーカーに水をいれ,ガラス棒付きのゴム栓をした丸底フラスコを立てておく。 ゴム栓のガラス棒の脇に小さなスポイトがあって,その中にも少量の水が入っている。 で,スポイトの水をフラスコの中に押し出すとビーカーの水が噴水になってフラスコ内に上がってくる。 ここで,このフラスコの中にはあらかじめアンモニアという気体が充満していないとだめなんですよね。 アンモニアという気体は水に非常に 異常に)よく溶けます。 温度が20度ぐらい... A ベストアンサー 子供の夏休みの研究としてくだもの電池を扱ったことがあります。 電圧計で測ったりしたのですが、ちょっと意外な結果(考えればあたりまえですが)になりました。 やはり、レモンは必ずしも良くないという結果です。 そもそも、この電池はアルミ板が溶け出すことによって電流が流れるもので、果物は単に酸として電気を通す(酸がアルミから銅の方へ動いていく)ためだけに働いています。 なんか、くだもの電池って名前は人目を引くためだけにあるような感じです。 電流が多くなるためには、まず抵抗を減らすことが大事です。 すっぱいものは酸が強めなので電気を通しやすいですが、実験をしていてレモンには大きな問題があることに気づきました。 そう、レモンのつぶですね。 小さな薄い袋の中にそれぞれすっぱい汁が入っているので、どうやらその袋が抵抗になるようです。 直接金属板を刺さずにレモン汁の入ったコップに金属板を入れる方が高い電圧になりました。 アルミと銅の板の間に電気を流す(この場合は酸が流れるのですが)のを妨げるものがないことが大事なわけです。 金属板の距離も短い方が良いです。 最後ですが、本当はアルミ板よりも亜鉛板の方が良いのです。 亜鉛と銅ならボルタの電池ですね。 アルミ板は酸に漬けたときに亜鉛よりも勝手に溶けやすいので、LEDを通って銅まで電流が流れる代わりにそのまま溶けてしまいがちです。 (考え方として、電子はアルミや亜鉛からLEDを通って銅へ、液の中では、アルミや亜鉛が溶けその代わりに酸が動いて銅へ、という感じです。 アルミの場合には一部の電子は銅まで行かずそのまま酸と反応して水素になります。 )きれいな亜鉛板の場合には銅板をつながなければ溶けにくいので、LEDを通る電流は増えることになると思います。 乾電池にアルミでなく亜鉛が使われているのはそういう理由です。 なお、銅板はきれいなものよりも表面が酸化銅になっている方が、酸と反応しやすいので電流は流れやすいです。 子供の夏休みの研究としてくだもの電池を扱ったことがあります。 電圧計で測ったりしたのですが、ちょっと意外な結果(考えればあたりまえですが)になりました。 やはり、レモンは必ずしも良くないという結果です。 そもそも、この電池はアルミ板が溶け出すことによって電流が流れるもので、果物は単に酸として電気を通す(酸がアルミから銅の方へ動いていく)ためだけに働いています。 なんか、くだもの電池って名前は人目を引くためだけにあるような感じです。 電流が多くなるためには、まず抵抗を減ら... A ベストアンサー 簡単に説明しますと、もともと水の中には水素イオンと水酸化物イオンの両方が存在していてその偏りによって、つまり水素イオンの割合が多くなると酸性に、水酸化物イオンの割合が増えるとアルカリ性になる、ということです。 ここで、二酸化炭素を溶かすと水の中で炭酸イオン[ HCO3 -]というものになります。 イオン式を見ての通り、これは二酸化炭素に水酸化イオンを加えたものですね。 つまり水の中の水酸化物イオンが使われたということです。 そうなると水素イオンの割合が水溶液中で増えるので、酸性になるということです。 質問を見ると、おそらくburukunnさんは中学生だと思います。 高校になるとこの辺のことを詳しく習うと思うので。 あと、小さなことでも疑問をもつことはいいことですよ。 だから恥ずかしがることはないと思います。 ではでは。 A ベストアンサー gaoshiさん、こんにちは。 このCaCO3が、白色沈殿となります。 炭酸水素カルシウムは、可溶性です。 ですから、再び通すと、透明になるんですね。 さらに、透明になった水溶液に、熱を加えると、 再び沈殿が生じます。 その反応式も書いておきますね。 A ベストアンサー よく通す物から順に・・・。 銀・アルミニウム・銅・鉄・・・。 黄銅も概ね鉄と同じくらい。 ステンレスは鉄よりちょっと下。 水(ただし純水以外) 身の回りにある物だと・・・。 アルミ箔(これはアルミニウムだから当然。 ) ガムや飴がくるんである銀紙 (銀色の面は、アルミニウムの薄い皮膜だから通ります。 ) 銀色のプラスチックフィルムも、物によっては。 (これもアルミニウムの皮膜。 ) 乾いたタオルや雑巾は通らないけど、ひたひたに濡らすと通ります。 (水が導体になる。 ) 日本で流通している硬貨はみんな通ったと思います。 通りそうで通らないのはアルマイト (アルマイト皮膜が剥がれたところ同士ならアルミニウムだから通ります。 ) ビールや缶ジュースの空き缶も、通らない。 (表面にビニールコーティングがしてあるため。 ) こんなものかな? おっと、一つ忘れてました。 ちょっと抵抗が大きめですけど、テスターの針が触れるくらいには通ります。 汗をかいたり、濡れていると、もう少し通り易くなります。 よく通す物から順に・・・。 銀・アルミニウム・銅・鉄・・・。 黄銅も概ね鉄と同じくらい。 ステンレスは鉄よりちょっと下。 水(ただし純水以外) 身の回りにある物だと・・・。 アルミ箔(これはアルミニウムだから当然。 ) ガムや飴がくるんである銀紙 (銀色の面は、アルミニウムの薄い皮膜だから通ります。 ) 銀色のプラスチックフィルムも、物によっては。 (これもアルミニウムの皮膜。 ) 乾いたタオルや雑巾は通らないけど、ひたひたに濡らすと通ります。 (水が導...

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