Базата е водород. Водород в природата (0.9% в земната кора)

Химични свойства на водород

При нормални условия молекулярният водород е сравнително активен, директно свързващ само с най-активните неметали (с флуор, и в светлина и с хлор). Въпреки това, когато се нагрява, тя влиза в реакцията с много елементи.

Водород влиза в реакции с прости и сложни вещества:

- Включване на водород с метали това води до образуването на сложни вещества - хидрид, в химичните формули, от които металния атом винаги стои на първо място:

При високи температури водород реагира директно с някои метали (алкална, алкална пръст и др.), образуващи бели кристални вещества - метални хидриди (Li H, Na, KN, SAN 2 и др.):

H 2 + 2li \u003d 2lih

Металните хидриди лесно се разлагат с вода с образуването на подходящ алкален и водород:

SA. H 2 + 2N 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 2N 2

- когато взаимодействието на водород с неметали Образуват се падащи водородни съединения. В химическата формула на летящо водороден съединение, водороден атом може да стои както на първото, така и на второ място, в зависимост от местоположението в Phe (виж плочата в слайда):

1). С кислородВодородни форми вода:

Видео "Горес на водород"

2N 2 + O 2 \u003d 2N 2 O + Q

При нормални температури реакцията протича изключително бавно, над 550 ° С - с експлозия (смес 2 обеми H 2 и 1 обем O 2 се нарича разхим газ) .

Видео "Експлозия на радиостанцията"

Видео "Подготовка и експлозия на дрънчещата смес"

2). С халоген Водород формира халогенни породи, например:

H 2 + Cl 2 \u003d 2NSL

В същото време с флуор, водородните експлодира (дори на тъмно и при 252 ° С), с хлор и бром реагират само при осветени или нагряване, и с йод само при нагряване.

3). С азот Водородът взаимодейства с образуването на амоняк:

Zn 2 + N2 \u003d 2NN 3

само на катализатора и при повишени температури и налягания.

четири). Когато се нагрява, водородът реагира енергично със сиво:

Н2 + S \u003d Н2S (водороден сулфид),

това е много по-трудно при селен и тел.

5). С чист въглерод Водородът може да реагира без катализатор само при високи температури:

2N 2 + С (аморфно) \u003d CH4 (метан)

- Водородът влиза в заместване с метални оксиди В същото време се формира вода в продукти и металът се възстановява. Водород - проявява свойствата на редуциращия агент:

Използва се водород за да възстановите много металиТъй като отнема кислород от техните оксиди:

Fe 3 O 4 + 4H2 \u003d 3FE + 4N 2 O и т.н.

Използването на водород

Видео "Прилагане на водород"

В момента водородът се получава в огромни количества. Той е много голям в синтеза на амоняк, хидрогениране на мазнини и хидрогениране на въглища, масла и въглеводороди. В допълнение, водородът се използва за синтеза на солна киселина, метилов алкохол, синя киселина, с заваряване и коване метали, както и при производството на лампи с нажежаема жичка и скъпоценни камъни. Продава се, водородът влиза в цилиндрите под налягане над 150 атм. Те са боядисани в тъмно зелен цвят и са снабдени с червен надпис "водород".

Водородът се използва за превръщане на течните мазнини в твърдо (хидрогениране), производство на течно гориво чрез хидрогениране на въглища и мазут. В металургията, водородът се използва като редуциращ агент на оксиди или хлориди за получаване на метали и неметали (Германия, силиций, галий, цирконий, хафний, молибден, волфрам и др.).

Практическото използване на водород е разнообразно: те обикновено пълнят топки-сонди в химическата промишленост, служи като суровина, за да получат много много важни продукти (амоняк и т.н.), в храната - за производството на твърди мазнини, и. \\ T Така нататък. Високи температури (до 2600 ° C), получени чрез изгаряне на водород в кислород, се използват за топене на огнеупорни метали, кварц и др. Течният водород е един от най-ефективните струйни горива. Годишното световно потребление на водород надвишава 1 милион тона.

Симулатори

№2. Водород

Задачи за фиксиране

Номер 1
Направете уравнението на реакциите на водородните реакции със следните вещества: F2, CA, Al 2O3, живачен оксид (II), волфраков оксид (VI). Назовете реакционните продукти, посочете видовете реакции.

Номер 2.
Преобразуване на схемата:
Н20 -\u003e Н2 -\u003e Н2S -\u003e SO 2

Номер 3.
Изчислете масата на водата, която може да бъде получена при изгаряне на 8 g водород?

История на откриването на водород

Ако това е най-често срещаният химичен елемент на земята, водородът е най-често срещаният елемент в цялата вселена. Нашите (и други звезди) около половината се състоят от водород, както и за междузвездния газ, той се състои от 90% водородни атоми. Значително място Този химически елемент заема на Земята, защото с кислород той е част от водата, а самото му име "водород" идва от две древни гръцки думи: "вода" и "gignify". В допълнение към водата, водородът присъства в повечето органични вещества и клетки, без него, както и без кислород, самият живот би бил немислим.

История на откриването на водород

Бяха забелязани първите сред учени, водород, великия алхимик и средновековието. В техните алхимични експерименти, с надеждата да намерят "философския камък", смесването с киселините на парацелите получават известно неизвестно да бъдем запалим газ. Вярно е, че не е било възможно да се отдели този газ от въздуха.

Само след век след парацела, френският химик Лемерие успя да се отдели водород от въздуха и да докаже силата си. Истинският Лечери не разбра, че полученият от тях газ е чист водород. Успоредно с това руският учен на Ломоносов също е бил ангажиран с такива химически преживявания, но истинският пробив в изследването на водород е направен от британския химик Хенри Кавендиш, който с право се смята за откривател на водород.

През 1766 г. Cavendish успя да получи чист водород, който нарича "запалим въздух". След 20 години талантливият френски химик Antoine Lavoiser може да синтезира водата и да разпредели този най-разпространен въздух от него - водород. И между другото, лавуазията предложи името му водород - "хидрогеген", той е "водород".

Антоан Лаваузиер със съпругата си, който му помогна да извърши химически експерименти, включително синтеза на водород.

Основата на местоположението на химичните елементи в периодичната система на Менделеев е тяхното атомно тегло, изчислено спрямо атомното тегло на водород. Това е, с други думи, водород и атомното им тегло е крайъгълен камък на масата на Менделеев, точката на подкрепа, въз основа на която великият химик създаде своята система. Ето защо не е изненадващо, че в таблицата на Менделеев водород заема почтено място.

В допълнение, водородът има такива характеристики:

• Атомната маса на водород е 1.00795.
• В водород има три изотопа, всяка от които има отделни свойства.
• Водородът е лек елемент с малка плътност.
• Водородът има възстановителни и окислителни свойства.
• Когато влизате с метали, водородът заема техния електрон и става окислител. Такива съединения се наричат \u200b\u200bхидрати.

Водородът е газ, неговата молекула се състои от два атома.

Така че схематично изглежда водородна молекула.

Молекулен водород, оформен от такива дуктомични молекули, експлодира с изгаряне на изгаряне. Водородната молекула по време на експлозията дезинтегратира атомите, които се превръщат в хелийното ядро. По този начин се случваше в слънцето и други звезди - поради постоянната разбивка на водородните молекули, нашият осветител изгаря и ни загрява с топлината си.

Физични свойства на водород

При водород в присъствието на следните физични свойства:

• Точката на кипене на водород е 252.76 ° С;
• И при температура от 259.14 ° С, тя вече започва да се топи.
• Във вода водородът се разтваря слабо.
• Чистият водород е много опасна експлозивност и гориво.
• Водородът е по-лек от въздуха 14.5 пъти.

Химични свойства на водород

Тъй като водородът може да се използва в различни ситуации и окислителния агент и редуциращия агент за реакции и синтез.

Окислителните свойства на водород взаимодействат с активни (обикновено алкални и алкални) метали, резултатът от тези взаимодействия е образуването на хидриди - копринени съединения. Обаче, хидридите се образуват в водородни реакции с ниски активни метали.

Редуциращите свойства на водород имат способността да възстановяват металите към прости вещества от техните оксиди, това се нарича водороден герои в индустрията.

Как да получите водород?

Сред промишлените средства за получаване на водород може да се разпредели:

• газификация на въглища
• преобразуване на пара на метан,
• електролиза.

В лабораторията може да се получи водород:

• с хидролиза на метални хидриди,
• когато реакциите с водни алкални и алкални земни метали,
• във взаимодействието на разредените киселини с активни метали.

Използването на водород

Тъй като водородът е 14 пъти по-лек от въздуха, тогава в старите дни започнаха балоните и дирижаблите. Но след поредицата от бедствия, настъпили с дирижабли, дизайнерите трябваше да потърсят водород, който да замени (напомнящ, чист водород - експлозивно вещество, а най-малката искра беше достатъчна, за да има експлозия).

Експлозията на дирижаба на Хинденбург през 1937 г., причината за експлозията просто се превърна в запалване на водород (поради късо съединение), която летяха този огромен дирижабъл.

Ето защо тя започна да използва хелий вместо водород за такъв въздухоплавателно средство вместо водород, който също е по-лек от въздуха, получаването на хелий е по-трудоемко, но не е толкова експлозивен като водород.

Също така, с водород, се пречистват различни видове горива, особено на базата на петролни и петролни продукти.

Водород, видео

И в края на образователното видео на нашата статия.

Строителство и физични свойства на водородВодород - дихоманки Газ Н2. Няма цвят, без миризма. Това е най-лесният газ. Поради този имот той се използва в аеростати, дирижабли и подобни устройства, но опасността от експлозия в сместа с въздуха пречи на широкото използване на водород.

Водородните молекули са не-полярни и много малки, така че между тях има малко взаимодействие. В това отношение той има много ниски точки на топене (-259 ° C) и кипене (-253 ° C). Водородът е практически неразтворим във вода.

Водородът има 3 изотоп: нормален 1Н, деутерий 2Н или d, и радиоактивен тритий 3N или T. тежки изотопи на водород са уникални в това по-тежки от обичайния водород в 2 или дори 3 пъти! Ето защо заместването на обикновения водород върху деутерий или тритий е забележимо повлиян от свойствата на веществото (така, точката на кипене на конвенционалния водород Н2 и деутерий D2 се различават с 3.2 градуса). Взаимодействието на водород с прости вещества Водород - неметал на средната електрическа негативност. Следователно тя е присъща и на окислителни и рехабилитационни свойства.

Окислителните свойства на водород се проявяват в реакции с типични метали - елементи на основните подгрупи на групата I-II на масата Mendeleev. Най-активните метали (алкална и алкална пръст) при нагряване с водород Получаване на хидриди - твърди физиологични вещества, съдържащи хидридна йонна йон в кристалната решетка. 2na + H2 \u003d 2na ; CA + H2 \u003d SAN2 Редуциращите свойства на водород се проявяват в реакции с по-типични неметали от водород: 1) взаимодействие с халогени H2 + F2 \u003d 2HF

По същия начин, взаимодействието с аналози на флуор - хлор, бром, йод. Тъй като халогенната активност намалява, интензивността на реакцията се намалява. Реакцията с флуор се появява при нормални условия с експлозия, за реакция с хлор изисква осветление или нагряване и реакцията с йод протича само със силно нагряване и обратимо. 2) взаимодействие с кислород2N2 + O2 \u003d 2N2O Реакцията протича с високо освобождаване на топлина, понякога с експлозия. 3) взаимодействие със сиво H2 + S \u003d H2S SURFUR - много по-малко активен неметален от кислород и взаимодействието с водород продължава спокойно. 4) Взаимодействие с азот 3Н2 + N2↔ 2NH3 реакцията е обратима, протича до забележима степен в присъствието на катализатор, когато се нагрява и под налягане. Продуктът се нарича амоняк. 5) Сътрудничество с въглерод C + 2N2↔ CH4 реакцията протича в електрическа дъга или при много високи температури. Други въглеводороди се образуват като странични продукти. 3. взаимодействието на водород със сложни вещества Водородът показва редуциращи свойства и в реакции със сложни вещества: 1) Възстановяване на метални оксиди, обърнати към електрохимичния ред на напрежението вдясно от алуминий, както и неметални оксиди: FE2O3 + 2H2 2FE + 3H2O ; CUO + H2 CU + H2OCARROW се използва като редуциращ агент за екстрахиране на метали от оксидни руди. Реакциите вървят при нагряване.2) Прикрепете към органични непредвидени вещества; C2H4 + Н2 (t; p) → C2H6 реакции се обработват в присъствието на катализатор и под налягане. Все още няма да се отнасяме до други водородни реакции. 4. Получаване на водородВ индустрията водородът се получава чрез преработка на въглеводородни суровини - естествен и свързан газ, кокс и др. Лабораторни методи за производство на водород:

1) взаимодействието на металите в електрохимичния ред метални напрежения вляво от водород, с киселини. Li k ba sr ca na mg al mn zn cr fe cd co ni sn pb (Н2) cu hg ag pb mg + 2HC1 \u003d mgCl2 + H22) взаимодействието на метали в електрохимичния ред метални напрежения вляво от магнезий, с студена вода. Той също така формира алкални.

2na + 2H2O \u003d 2NNOH + H2 метал, който е в електрохимичния ред метални напрежения вляво от манган, е в състояние да проявява водород от вода при определени условия (магнезий - от топла вода, алуминий - при условие, че оксидният филм се отстранява от повърхността).

Mg + 2H2O mg (OH) 2 + Н2

Металът, разположен в електрохимичния ред на напреженията на металите в лявата кобалт, е в състояние да проявява водород от водна пара. Това също образува оксид.

3FE + 4H2OPAR FE3O4 + 4H23) Метална реакция, хидроксиди на амфофорни, с алкални разтвори.

Метали, хидроксиди от които са амфофорни, стискат водород от алкални разтвори. Трябва да знаете 2 такъв метал - алуминий и цинк:

2AL + 2NAOH + 6H2O \u003d 2NA + + 3H2

Zn + 2Koh + 2H2O \u003d K2 + H2

В същото време се образуват сложни соли - хидроксиалиплаки и хидроксоцити.

Всички изброени досега методи са базирани на същия процес - метална окисление в водородния атом в степента на окисление +1:

M0 + nn + \u003d mn + + n / 2 h2

4) взаимодействието на хидриди на активни метални метали:

SAN2 + 2N2O \u003d SA (IT) 2 + 2N2

Този процес се основава на взаимодействието на водород в степента на окисление -1 с водород в степента на окисление +1:

5) електролиза на водни алкални разтвори, киселини, някои соли:

2N2O 2N2 + O2

5. водородни съединенияВ тази таблица клетките на елементите, образуващи се с водород-хидриди, се изолират върху лявата сянка. Тези вещества са в техния състав хидрид йон N-. Те са твърди безцветни физиологични вещества и реагират с вода с водородното освобождаване.

Елементи на основните подгрупи от IV-VII групи с водородни съединения на молекулната структура. Понякога те също се наричат \u200b\u200bхидриди, но е неправилно. В техния състав няма хидриден йон, те се състоят от молекули. Като правило най-простите водородни съединения на тези елементи са безцветни газове. Изключения - вода, която е течна и флуориден флуорид, който при стайна температура газообразно, но при нормални условия - течност.

Тъмните клетки маркира елементи, които образуват с водородни съединения, показващи киселинни свойства.

Тъмните клетки с кръст са елементи, образуващи се с водородни съединения, които показват основните свойства.

=================================================================================

29). Общите характеристики на свойствата на елементите на основната подгрупа от 7 g. Хлор. Свойства на Лора. Солна киселина.В подгрупата на халогени, флуор, хлор, бром, йод и астат (Astat е радиоактивен елемент, се изследват малко). Това са P-елементи на VII група от периодичната система D.I. Imendeev. На външното енергийно ниво, техните атоми имат 7 NS2NP5 електрона. Това обяснява общата част от техните свойства.

Те лесно се присъединяват към един електрон, показващ степента на окисление -1. Такава степен на окисление на халогени има в съединения с водород и метали.

Въпреки това, халогенните атоми, с изключение на флуорид, могат също да показват положителни степени на окисление: +1, +3, +5, +7. Възможните стойности на окислението се обясняват с електронната структура, която при флуорните атоми може да бъде представена

Като най-електрификационният елемент, флуорът може да приема само един електрон на 2R сублист. Това е един несвратен електрон, така че флуоридът е само едновалентен и степента на окисление е винаги -1.

Електронната структура на хлорния атом се изразява от схемата на хлор атом Един несвратен електрон на 3P пионер и конвенционално (неизследвано) състояние на хлор моновалент. Но тъй като хлорът е в третия период, той има още пет орбитали 3D-Suplevels, в които могат да се настанят 10 електрона.

Флуорът няма свободен орбитал и следователно с химични реакции, сдвоеният електрон в атома не се отделя. Следователно, по време на изследването на халогена, винаги е необходимо да се вземат предвид характеристиките на флуор и съединения.

Водните разтвори на халогенни водородни съединения са киселини: HF - флуориден водород (водопровод), НС1 хлорид (водород), HBR - броми (NI - йод.

Хлор (Lat.chlorum), CL, химичен елемент VII група от периодична Mendeleev система, атомен номер 17, атомно тегло 35,453; се отнася до семейството на халогените. При нормални условия (0 ° С, 0.1 mN / m2, или 1 kgf / cm2), жълто-зелен газ с остър досадна миризма. Естественият хлор се състои от две стабилни изотопи: 35SL (75.77%) и 37С1 (24.23%).

Химични свойства Хлор. Външна електронна конфигурация на атома CL 3S2ZP5. Съгласно това, хлор в съединенията проявява степента на окисление -1, + 1, +3, +4, +5, +6 и +7. Ковалентният радиус на атома от 0.99Å, йонният радиус на Cl- 1.82А, афинитетът на хлорния атом към електрона е 3.65 eV, йонизационната енергия е 12.97 eV.

Химически хлор е много активен, директно се свързва с почти всички метали (с някои само в наличието на влага или при нагряване) и с неметали (с изключение на въглерод, азот, кислород, инертни газове), образувайки подходящи хлориди, реагират с много съединения , замества водород в крайни въглеводороди и се присъединява към ненаситени съединения. Хлор измества бром и йод от техните съединения с водород и метали; От хлорни съединения с тези елементи се захранва с флуор. Алкалните метали в присъствието на следи от влага взаимодействат с хлор със запалване, повечето от металите реагират със сух хлор само когато фосфорът се нагрява, фосфорът е запалим в хлорната атмосфера, образувайки РС13 и с допълнително хлориране - RSL5; Хлорната сяра при нагряване дава S2C12, SCL2 и друг SNCLM. Арсен, антимон, бисмут, стронций, Tellur взаимодействат енергично с хлор. Смес от хлор с водород свети с безцветен или жълто-зелен пламък с образуването на хлороводород (това е верижна реакция). При кислород хлорни форми оксиди: CL2O, Clo2, Cl2O6, Cl2O7, Cl2O8, както и хипохлорити (хлорни кисели соли), хлорит, хлорази и перхлорати. Всички хлорни кислородни съединения образуват експлозивни смеси с лесно окислителни вещества. Хлорът във водата е хидролизиран, образувайки хлорозна и солна киселина: CL2 + Н20 \u003d NCLO + НС1. Когато хлоровите водни разтвори, хипохлорити и хлориди се образуват от алкални: 2НАОН + С12 \u003d NaClo + NaCl + Н20, и когато се нагрява, е хлорат. Хлорирането на калциев хидроксид се получава чрез хлорен вар. При взаимодействие на амоняк с хлор се образува три хлорид азот. В хлориране на органични съединения хлор или замества водород, или е свързан към множество връзки, образувайки различни органични съединения, съдържащи хлор. Хлор образува междуземно съединения с други халогени. Флуориди CLF, CLF3, CLF3 са много реактивни; Например, в атмосферата CLF3, стъклената вата е самопредложение. Известни хлорни съединения с кислород и флуор - хлорни оксифлуориди: clo3f, clo2f3, clof, clof3 и флуор perchlorate fclo4. Солна киселина (хлороводород, хлороводород, хлороводород) - НС1, разтвор на хлороводород във вода; Силна моноза киселина. Безцветна (техническа солна киселина е жълтеникава поради примеси FE, CL2 и др.), "Пушене" във въздуха, каустична течност. Максималната концентрация при 20 ° С е 38 тегл.%. Солена солна киселина се наричат \u200b\u200bхлориди.

Взаимодействие със силни окислители (калиев перманганат, манганов диоксид) с освобождаване на газообразен хлор:

Взаимодействие с амоняк с образуването на дебел бял дим, състоящ се от най-малките кристали на амониев хлорид:

Висококачествената реакция на солна киселина и нейната сол е неговото взаимодействие със сребърен нитрат, в който се утаяват формите на сребърна хлорид, неразтворима в азотна киселина:

===============================================================================

Втората половина на английските учени от 18-ти век в областта на физиката и химията на Кавендиш. Той успя да подчертае веществото в чистото си състояние, той го огледа и описва имотите.

Такава е историята на отварянето на водород. По време на експериментите, изследователят установи, че това е горивен газ, изгарянето на което във въздуха дава вода. Това доведе до определението за висококачествен воден състав.

Какво е водород

За водород, като просто вещество, за първи път френският химик А. Лавосиер през 1784 г., тъй като е установил, че атомите от един вид са част от нейната молекула.

Името на химичния елемент на латински звуци като хидрогеген (чете "хидрогеген"), което означава "водонемазховане". Името се отнася до реакцията на горене, в резултат на което се образува вода.

Характеристика на водород

Наименованието на водород Н. Менделеев е присвоил този химически елемент първият номер на последователност, поставяйки го в основната подгрупа на първата група и първия период и условно в основната подгрупа на седмата група.

Атомно тегло (атомно тегло) на водород е 1.00797. Молекулното тегло Н2 е 2 a. д. Моларната маса е числено равна на нея.

Представя три изотопа, които имат специално име: най-често срещаната диета (H), тежък деутерий (d), радиоактивен тритий (t).

Това е първият елемент, който може да бъде напълно разделен на изотопи по прост начин. Тя се основава на висока разлика на майсторите на изотопите. Процесът е реализиран за първи път през 1933 година. Тя се обяснява с факта, че само през 1932 г. изотопът е разкрит с маса 2.

Физически свойства

При нормални условия, простата субстанция на водород под формата на две часови молекули е газ, без цвят, който няма вкус и мирис. Малко разтворими във вода и други разтворители.

Температура на кристализация - 259.2 ° С, точка на кипене - 252.8 o C. Диаметърът на водородните молекули е толкова малък, че те имат възможност да забавят дифузията през няколко материали (каучук, стъкло, метали). Това свойство открива, когато е необходимо да се почисти водород от газообразни примеси. С n. y. Водородът има плътност, равна на 0.09 kg / m3.

Възможно ли е да се трансформира водород в метал по аналогия с елементи, разположени в първата група? Учените са установили, че водород при условия, когато налягането се приближава към 2 милиона атмосфери, започва да абсорбира инфрачервените лъчи, което показва поляризацията на молекулите на веществото. Може би с още по-висок натиск водородът ще стане метал.

Интересно е: Има предположение, че на планетите-гиганти, Юпитер и Сатурн, водородът е под формата на метал. Предполага се, че металичният твърд водород също присъства в състава на земното ядро, поради налягането на ултраха, генерирано от земната мантия.

Химични свойства

При химическо взаимодействие с водород, въвеждат както прости, така и сложни вещества. Но малката активност на водород е необходима за увеличаване на създаването на подходящи условия - увеличаване на температурата, използването на катализатори и др.

Когато се загрява до реакцията с водород, такива прости вещества влизат като кислород (02), хлор (С12), азот (N2), сяра (и).

Ако сте запалвали да почистите водород в края на газовата тръба във въздуха, той ще изгори гладко, но едва забележимо. Ако поставите газовата тръба в атмосферата на чист кислород, изгарянето ще продължи с образуването на водни капчици по стените на съда, в резултат на реакцията:

Изгарянето на вода е придружено от освобождаването на голямо количество топлина. Това е екзотермична реакция на съединение, в процес на това, че водородът се окислява чрез кислород, за да се образува Н20 оксид. Също е редуксирана реакция, в която водородът се окислява и кислородът се възстановява.

По същия начин, реакция с С12 с образуването на хлородудор.

За прилагане на взаимодействието на азот с водород се изисква висока температура и повишено налягане, както и присъствието на катализатор. Резултатът е амоняк.

В резултат на реакцията със сяра се образува сероводород, разпознаването на това улеснява характерната миризма на гнило яйца.

Степента на водородно окисление в тези реакции е +1 и в хидриди, описани по-долу, 1.

Когато реакциите с някои метали се образуват хидриди, например, натриев хидрид - NaH. Някои от тези сложни съединения се използват като гориво за ракети, както и в термоядрена енергия.

Водород реагира с вещества от сложната категория. Например, с меден оксид (II), CUO формула. За да се извърши реакцията, водородът на медта се пропуска над нагрятия меден оксид (II). По време на взаимодействието, реагентът променя цвета си и става червено-кафяв, а на студените стени на епруветките се уреждат водните капчици.

Водородът по време на реакцията се окислява, образуваща вода и медта се възстановява от оксид до просто вещество (CU).

Области на употреба

Водородът е от голямо значение за човек и намира използване в различни сфери:

1. При химичното производство е суровини, в други индустрии - гориво. Не струват без водород и предприятия на нефтохимия и рафиниране.
2. В електроцентралата това просто вещество извършва функцията на охлаждащия агент.
3. В черно и цветна металургия, водородът се дава ролята на редуциращия агент.
4. Да създадете инертна среда при опаковане на продукти.
5. Фармацевтичната индустрия - използва водород като реагент при производството на водороден пероксид.
6. Този лек газ запълва метеорологични сонди.
7. Известен този елемент и като средство за намаляване на горивото за ракетни двигатели.

Учените единодушно пророкуват за водородното гориво Palm Championship в енергетиката.

Получаване в индустрията

В индустрията водородът се получава чрез електролиза, която се подлага на хлориди или хидроксиди на алкални метали, разтворени във вода. Можете също да получите водород по този начин директно от водата.

Използва се за тези цели, превръщането на кокс или метан с водна пара. Разграждането на метан при повишена температура също дава водород. Фракционното втечняване на газ с фракционен метод също се използва за производство на индустриален водород.

Влизане в лабораторията

Лабораторията за водород се използва от CYPA апарата.

Сол или сярна киселина и цинк се излизат като реагенти. В резултат на реакцията се образува водород.

Намиране на водород в природата

Водородът по-често се случва във вселената. Основната маса на звездите, включително слънцето, и други космически тела е водород.

В земната кора от нея само 0,15%. Налице е в много минерали, във всички органични вещества, както и във вода, покриваща 3/4 повърхност на нашата планета.

В горните слоеве на атмосферата е възможно да се открият следи от водород в неговата чиста форма. Намерете го в редица горими природните газове.

Газообразен водород е най-хлабав, а течността е най-плътното вещество на нашата планета. С водород можете да промените гласа на гласа, ако го дишате и да говорите.

Основата на най-мощната водородна бомба е разделянето на най-лесния атом.

Индустриалните методи за получаване на прости вещества зависят от каква форма съответният елемент е в природата, т.е. това могат да бъдат суровини за неговата подготовка. По този начин, съществуващ кислород в свободното състояние се получава чрез физически метод - отделяне от течен въздух. Водородът е почти изцяло под формата на съединения, следователно се използват химични методи за получаване на него. По-специално могат да се използват реакции на разлагане. Един от методите за получаване на водород е реакцията на разлагане на вода чрез токов удар.

Основният индустриален метод за получаване на водород е реакция с вода от метан, която е част от природен газ. Извършва се при високи температури (лесно се уверява, че когато метанът преминава, дори и чрез вряща вода, не се появява реакция):

CH 4 + 2N 2 0 \u003d CO 2 + 4N 2 - 165 KJ

В лабораторията не е задължително да се използват естествени суровини за получаване на прости вещества, но избират изходните вещества, от които е по-лесно да се избере необходимото вещество. Например, в лабораторния кислород не се получава от въздуха. Същото се отнася и за получаването на водород. Един от лабораторните методи за получаване на водород, който понякога се използва в индустрията - разширяване на вода с електрически инсулт.

Обикновено водородните лаборатории се получават чрез взаимодействие на цинк със солна киселина.

В индустрията

1.Електролиза на водни соли:

2NACL + 2H2O →H2 + 2НАОН + С12

2.Предаване на водна пара над гореща кокс при температура от около 1000 ° C:

H 2 O + C ⇄ H 2 + сътрудничество

3.От природен газ.

Конверсия чрез водна пара: СН 4 + Н20 ⇄ CO + 3H2 (1000 ° C) Каталитично окисление с кислород: 2CH 4 + O2 ⇄ 2CO + 4H2

4. Crequen и реформиране на въглеводороди в процеса на рафиниране на петрола.

В лабораторията

1.Ефекта на разредените киселини към метали. За извършване на такава реакция, най-често се използват цинк и солна киселина:

Zn + 2HCL → ZnCl 2 + H2

2.Взаимодействие с калций с вода:

Са + 2H2O → Ca (OH) 2 + Н2

3.Хидролиза хидриди:

NaH + H2O → NaOH + H2

4.Действие на алкали върху цинк или алуминий:

2AL + 2NAOH + 6H2O → 2na + 3H2 ZN + 2KOH + 2H20 → K2 + H2 \\ t

5.С помощта на електролиза. При електролизата на водните разтвори на алкални или киселини върху катода се освобождават водород, например:

2H30 + + 2E - → H2 + 2H2O

• Биореактор за производство на водород

Физически свойства

Газов водород може да съществува в две форми (модификации) - под формата на орто и пара-водород.

В ортодоралната молекула (so pl. -259.10 ° C, t. -252.56 ° C) Ядрените завъртания са насочени еднакво (паралелно), а при Paravodorod (m. Pl. -259,32 ° C, t. Kip. -252,89 ° C) - противоположно един на друг (анти-паралел).

Възможно е да се разделят Alto Altropy Altropy при активен ъгъл при температура на течната азот. При много ниски температури равновесието между ортопомията и водоустойчивостта е почти насочено към последното. При 80 към съотношението на формуляра приблизително 1: 1. Депозитът на паралодин под нагряване се превръща в ортодоксид до образуването на равновесие при стайна температура на сместа (орто-пара: 75:25). Без катализатор, трансформацията се случва бавно, което дава възможност да се проучат свойствата на отделните амотропни форми. Водородна молекула DVKHATOMNA - H₂. При нормални условия това е газ без цвят, мирис и вкус. Водородът е най-лесният газ, плътността му е многократно по-малка от плътността на въздуха. Очевидно е, че по-малкото тегло на молекулите, толкова по-висока е тяхната скорост при същата температура. Като най-лесните, водородните молекули се движат по-бързо от молекулите на всеки друг газ и по този начин по-бързо могат да предават топлина от едно тяло в друго. От това следва, че водородът има най-висока топлопроводимост сред газообразните вещества. Неговата топлопроводимост е приблизително седем пъти по-висока от термичната проводимост на въздуха.

Химични свойства

Водородните молекули Н са доста издръжливи и за да се влезе в реакцията водород, трябва да се изразходва голяма енергия: Н2 \u003d 2N - 432 kJ така, при нормални температури, водород реагира с много активни метали, например с калций, Формиране на калциев хидрид: Са + Н2 \u003d Сан 2 и с един неметалол - флуор, образуване на флуор хидроген: F2 + Н2 \u003d 2HF с повечето метали и неметали водород реагира при повишени температури или с различен ефект, \\ t например при осветление. Тя може да "отнеме" кислород от някои оксиди, например: CUO + H2 \u003d CU + H2 0 записаното уравнение отразява реакцията на възстановяване. Реакциите на възстановяване се наричат \u200b\u200bпроцеси, в резултат на което кислородът се взема от съединението; Постоянните вещества на кислород се наричат \u200b\u200bредуциращи агенти (в същото време самите те са окислени). След това ще бъде дадено друго определение на понятията за "окисление" и "възстановяване". И това определение исторически първо запазва значението и сега, особено в органичната химия. Отговорът за възстановяване е обратното на окислителната реакция. И двете реакции винаги преминават по едно и също време като един процес: при окисляване (възстановяване) на едно вещество, той се дефинира едновременно възстановяване (окисление) на друг.

N2 + 3H2 → 2 NH3

С халогени форми халогенно размножаване:

F 2 + Н2 → 2 HF, реакцията протича с експлозия в тъмното и при всяка температура, CI2 + Н2 → 2 НС1, реакцията протича с експлозия, само в светлината.

Със сажди взаимодействат със силно отопление:

C + 2H2 → CH4

Взаимодействие с метали на алкални и бучки

Водородни форми с активни метали хидриди:

Na + H2 → 2 NaH CA + H2 → CAH 2 mg + H 2 → MGH 2

Хидриди - физиологичен разтвор, твърди вещества, лесно хидролизиран:

CAH 2 + 2H2O → CA (OH) 2 + 2H2

Взаимодействие с метални оксиди (обикновено D-елементи)

Оксидите са възстановени на метали:

CUO + H 2 → CU + H20 FE 2O3 + 3H2 → 2 FE + 3H20 WO 3 + 3H2 → W + 3H2O

Хидрогениране на органични съединения

При действието на водород върху ненаситени въглеводороди в присъствието на никелов катализатор и повишена температура, възниква реакция хидрогениране:

СН2 \u003d СН2 + Н2 → СН3 -СН3

Водород възстановява алдехидите към алкохоли:

CH3 CHO + H2 → C2H5OH.

Геохимия на водород

Водородът е основният строителен материал на Вселената. Това е най-често срещаният елемент и всички елементи се образуват от него в резултат на термоядрени и ядрени реакции.

Свободният водород H 2 е относително рядко открит в земните газове, но под формата на вода е необходимо изключително важно участие в геохимични процеси.

Водородните минерали могат да бъдат включени под формата на амониев йон, хидроксилна йонна и кристална вода.

В атмосферата водородът непрекъснато се образува в резултат на водоразположение чрез слънчева радиация. Мигрира към горните слоеве на атмосферата и изчезва в космоса.

Приложение

• Водородна енергия

Атомният водород се използва за атомно заваряване на водород.

В хранително-вкусовата промишленост водородът е регистриран като хранителна добавка E949.като опаковъчен газ.

Характеристики на обращение

Водородът при смес с въздух образува експлозивна смес - т.нар. Газ плъх. Този газ има най-голяма експлозивност с обем водород и кислород 2: 1, или водород и въздух приблизително 2: 5, тъй като във въздуха на кислород има приблизително 21%. Също така водородът е опасен пожар. Течният водород, когато се появява върху кожата може да причини тежка измръзване.

Експлозивните концентрации на водород с кислород възникват от 4% до 96% от обемното. Със смес с въздух от 4% до 75 (74)% от обемното.

Използване на водород

В химическата промишленост водородът се използва в производството на амоняк, сапун и пластмаси. В хранително-вкусовата промишленост с водород от течни растителни масла правят маргарин. Водородът е много белия дроб и във въздуха винаги се издига. Веднъж след агенции и балони се пълни с водород. Но в 30-те години. ХХ век Имаше няколко ужасни катастрофи, когато дирижаблите избухнаха и изгарят. Днес дирижаблити се пълнят с газов хелий. Водородът се използва и като ракетно гориво. Някой ден водород може да се използва широко като гориво за пътници и камиони. Водородните двигатели не замърсяват околната среда и разпределят само водните пари (въпреки че самият водород води до някои замърсяване на околната среда). Нашето слънце се състои главно от водород. Слънчевата топлина и светлината е резултат от освобождаване на ядрената енергия по време на сливането на водородни ядра.

Използване на водород като гориво (икономическа ефективност)

Най-важната характеристика на веществата, използвани като гориво, е тяхната топлина на горенето. От хода на общата химия е известно, че реакцията на взаимодействието на водород с кислород се появява с освобождаване на топлина. Ако приемате 1 mol Н2 (2 g) и 0.5 mol 02 (16 g) при стандартни условия и възбудете реакцията, след това според уравнението

H 2 + 0.5 O 2 \u003d H 2O

след завършване на реакцията, 1 mol Н20 (18 g) се образува с освобождаване на енергия от 285.8 kJ / mol (за сравнение: топлината на изгарянето на ацетилен е 1300 kJ / mol, пропан - 2200 kJ / mol) . 1 m³ водород тежи 89.8 g (44.9 mol). Следователно, 12832.4 KJ енергия ще бъдат изразходвани за получаване на 1 m³ водород. Като се вземат предвид факта, че 1 kW · h \u003d 3600 kJ получаваме 3.56 kWh електроенергия. Знаейки тарифата за 1 kW на електроенергия и цената на 1 m³ газ, е възможно да се сключи за осъществимостта на прехода към водородно гориво.

Например, експерименталният модел на Honda FCX 3 поколения с водороден резервоар 156 L (съдържа 3.12 kg водород под налягане от 25 mPa) 355 km дискове. Съответно, 123.8 kWh се получава от 3.12 kg H2. На 100 км потреблението на енергия ще бъде 36.97 kWh. Познаване на цената на електричеството, цената на газа или бензина, тяхното потребление за кола на 100 км е лесно изчисляване на отрицателния икономически ефект на прехода на автомобила към водородно гориво. Да речем (Русия 2008), 10 цента на kWh електроенергия водят до факта, че 1 m³ водород води до цената от 35,6 цента, и като се вземат предвид ефективността на разпадането на водата от 40-45 цента, същия брой kWh · H от Banoline Burning 12832,4KG / 42000KJ / 0.7kg / l * 80Tesunts / L \u003d 34 цента на цени на дребно, докато за водород, изчислихме идеалния вариант, без да се вземат предвид транспортирането, обезценяването на оборудването и т.н. Метан с горивна енергия от около 39 MJ на m³ Резултатът ще бъде под два до четири пъти поради разликата в цената (1m³ за Украйна струва $ 179, а за Европа $ 350). Това означава, че еквивалентно количество метан ще струва 10-20 цента.

Въпреки това, ние не трябва да забравяме, че когато горяме водород, получаваме чиста вода, от която е била добит. Това е, ние имаме възобновяем pplash. Енергия без вреда на околната среда, за разлика от газ или бензин, които са първични енергийни източници.

PHP на линия 377 ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Изисква (http: //www..php): Неуспешно отваряне на поток: не може да се намери подходяща обвивка в /hsphere/local/home/winexins/Sight/tab/vodorod.php на линия 377 фатален Грешка: Изисква (): Неуспешно отваряне на отвора "http: //www..php" (comms_path \u003d ".. php на линия 377