Produse chimice cu hidrogen. Hidrogen

Clădirea și proprietățile fizice ale hidrogenuluiHidrogen - Dihomanny Gaz H2. Nu are nici o culoare, nici un miros. Acesta este cel mai simplu gaz. Datorită acestei proprietăți, acesta a fost utilizat în aerostate, aeronave și dispozitive similare, însă pericolul său de explozie în amestec cu aer interferează cu utilizarea pe scară largă a hidrogenului.

Moleculele de hidrogen sunt non-polare și foarte mici, deci există puțină interacțiune între ele. În acest sens, are puncte foarte scăzute de topire (-259 ° C) și fierbere (-253 ° C). Hidrogenul este practic insolubil în apă.

Hidrogenul are 3 izotop: normal 1H, deuteriu 2H sau D, și tritium radioactiv 3N sau T. izotopii grei de hidrogen sunt unici în acel mai greu decât hidrogenul obișnuit în 2 sau chiar de 3 ori! Acesta este motivul pentru care înlocuirea hidrogenului obișnuit pe deuteriu sau tritiu este afectată considerabil de proprietățile substanței (astfel încât punctul de fierbere al hidrogenului convențional H2 și deuteriul D2 diferă cu 3,2 grade). Interacțiunea de hidrogen cu substanțe simple Hidrogen - non-metal al negativității electrice medii. Prin urmare, este, de asemenea, inerentă proprietăților oxidative și de reabilitare.

Proprietățile oxidative ale hidrogenului se manifestă cu reacții cu metale tipice - elemente ale subgrupurilor principale ale grupului I-II al mesei Mendeleev. Cele mai active metale (pământ alcalin și alcalin) atunci când încălzirea cu hidrogen dau hidruride - substanțe solide saline conținând ioni de hidrură în latticul cristalului. 2NA + H2 \u003d 2NA ; CA + H2 \u003d SAN2 Proprietățile reducătoare ale hidrogenului sunt manifestate în reacții cu nemetale mai tipice decât hidrogenul: 1) interacțiune cu halogeni H2 + F2 \u003d 2HF

În mod similar, interacțiunea cu analogii de fluor - clor, brom, iod. Pe măsură ce activitatea de halogen scade, intensitatea reacției este redusă. Reacția cu fluor are loc în condiții normale cu o explozie, pentru ca reacția cu clor, necesită iluminare sau încălzire și reacția cu ioduri numai cu încălzire puternică și reversibilă. 2) Interacțiunea cu oxigenul2N2 + O2 \u003d 2N2O Reacția se desfășoară cu eliberare ridicată la căldură, uneori cu o explozie. 3) Interacțiunea cu gri H2 + S \u003d H2S Sulfur - mult mai puțin activ nonmetall decât oxigenul și interacțiunea cu hidrogenul se încinge calm. 4) Interacțiunea cu azot Reacția 3H2 + N2↔ 2NH3 este reversibilă, continuă într-o măsură vizibilă în prezența unui catalizator, atunci când este încălzită și sub presiune. Produsul se numește amoniac. 5) Cooperarea cu carbonul C + 2N2↔ Reacție CH4 se desfășoară într-un arc electric sau la temperaturi foarte ridicate. Alte hidrocarburi sunt formate ca produse secundare. 3. Interacțiunea de hidrogen cu substanțe complexe Hidrogenul prezintă proprietăți reducătoare și în reacții cu substanțe complexe: 1) Restaurarea oxizilor metalici orientați spre rândul electrochimic de stres din partea dreaptă a aluminiului, precum și oxizii nemetalici: Fe2O3 + 2H2 2FE + 3H2O ; Cuo + H2 Cu + H2OCarrow este utilizat ca agent reducător pentru extragerea metalelor din minereurile de oxid. Reacțiile merg atunci când sunt încălzite.2) se atașează substanțelor organice neprevăzute; C2H4 + H2 (T; P) → Reacțiile C2H6 sunt prelucrate în prezența unui catalizator și sub presiune. Nu ne vom referi încă la alte reacții de hidrogen. 4. Obținerea de hidrogenÎn industrie, hidrogenul este obținut prin prelucrarea materiilor prime de hidrocarburi - gaz natural și asociat, cocsul etc. Metode de laborator de producere a hidrogenului:

1) Interacțiunea dintre metalele din rândul electrochimic al tensiunilor metalice în partea stângă a hidrogenului, cu acizi. Li K BA SR CA Na MG AL MN ZN C CD CO NI SN PB (H2) cu HG AG PT MG + 2HCI \u003d MGCI2 + H22) Interacțiunea metalelor în rândul electrochimic de tensiuni metalice la stânga magneziului, cu apă rece. De asemenea, formează alcalii.

2NA + 2H2O \u003d 2NAOH + H2 Metal, care este în rândul electrochimic de tensiuni metalice în partea stângă a manganului, este capabil să prezinte hidrogen din apă în anumite condiții (magneziu - din apă fierbinte, aluminiu - sub condiția ca filmul de oxid este scos din suprafață).

MG + 2H2O mg (OH) 2 + H2

Metal, situat în rândul electrochimic al tensiunilor de metale la cobaltul stâng, este capabil să prezinte hidrogen din vapori de apă. Acest lucru formează, de asemenea, oxidul.

3FE + 4H2OPAR FE3O4 + 4H23) Reacție metalică, hidroxizi de amfoterni, cu soluții alcalise.

Dincolo de metale, hidroxizi care sunt amfoterni, stoarce hidrogen din soluțiile alcalise. Trebuie să știți 2 astfel de metale - aluminiu și zinc:

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

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

În același timp, sărurile complexe sunt formate - hidroxialumini și hidroxotocite.

Toate metodele enumerate până în prezent se bazează pe același proces - oxidare metalică la atomul de hidrogen în gradul de oxidare +1:

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

4) Interacțiunea hidridelor din metalele metalice active:

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

Acest proces se bazează pe interacțiunea hidrogenului în gradul de oxidare -1 cu hidrogen în gradul de oxidare +1:

5) Electroliza soluțiilor alcaline apoase, acizi, unele săruri:

2N2O 2N2 + O2

5. Compuși de hidrogenÎn acest tabel, celulele elementelor care formează hidrogen-hidruri sunt izolate pe umbra stângă. Aceste substanțe sunt în compoziția lor Hydrid Ion N-. Acestea sunt substanțe solide solide solide și reacționează cu apă cu eliberare de hidrogen.

Elemente ale principalelor subgrupuri ale grupei IV-VII formează cu compuși de hidrogen ai structurii moleculare. Uneori sunt numite și hidruri, dar este incorectă. În compoziția lor nu există nici un ion de hidrură, ele constau din molecule. De regulă, cele mai simple compuși de hidrogen din aceste elemente sunt gaze incolore. Excepții - apă, care este lichid, și fluorură fluorură, care la temperatura camerei gazoasă, dar în condiții normale - lichid.

Celulele întunecate au marcat elemente care formează cu compuși de hidrogen care prezintă proprietăți de acid.

Celulele întunecate cu o cruce sunt elemente care formează compuși de hidrogen care prezintă proprietățile de bază.

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

29). Caracteristicile generale ale proprietăților elementelor subgrupului principal de 7g. Clor. Proprietățile Laura. Acid clorhidric.În subgrupul de halogeni, fluor, clorul, bromul, iodul și ATAT (este un element radioactiv, este studiat puțin). Acestea sunt elemente P ale grupului VII al sistemului periodic D.I. IMENDEEV. La nivelul energiei externe, atomii lor au 7 electroni NS2NP5. Aceasta explică comunerea proprietăților lor.

Se alătură cu ușurință unui electron, arătând gradul de oxidare -1. Un astfel de grad de oxidare a halogenelor are în compuși cu hidrogen și metale.

Cu toate acestea, atomii de halogen, cu excepția fluorului, pot prezenta, de asemenea, grade pozitive de oxidare: +1, +3, +5, +7. Valorile posibile ale oxidării sunt explicate prin structura electronică, care la atomii de fluor poate fi reprezentată

Fiind elementul cel mai electronegativ, fluor poate lua doar un electron pe un substrat 2R. Este un electron nepetent, astfel încât fluorura este numai monovalentă, iar gradul de oxidare este întotdeauna -1.

Structura electronică a atomului de clor este exprimată prin schema de atomi de clor, un electron nepermanționat pe un pionier 3P și o stare convențională (neexpitată) a clorului monovalent. Dar, din moment ce clorul este în cea de-a treia perioadă, are încă cinci orbite în subeveluri 3D, în care 10 electroni pot găzdui.

Fluorina nu are orbital liber și, prin urmare, cu reacții chimice, electronul asociat în atom nu se separă. Prin urmare, în timpul examinării halogenului, este întotdeauna necesar să se țină seama de caracteristicile fluorului și compușilor.

Soluțiile apoase ale compușilor hidrogen cu halogen sunt acizi: HF-fluorură hidrogen (instalații sanitare), HCI-clorură (hidrogen), HBr - Bromery, Ni-Iodiu.

Clor (lat.Clorum), CL, element chimic VII Grup de sistem periodic Mendeleev, numărul atomic 17, Greutatea atomică 35,453; se referă la familia de halogeni. În condiții normale (0 ° C, 0,1 mn / m2 sau 1 kgf / cm2), gaz galben-verde, cu un miros enervant ascuțit. Clor natural constă din două izotopi stabili: 35sl (75,77%) și 37cl (24,23%).

Proprietăți chimice clor. Configurația electronică externă a atomului CL 3S2ZP5. În conformitate cu aceasta, clorul din compuși prezintă gradul de oxidare -1, + 1, +3, +4, +5, +6 și +7. Raza covalentă a atomului de 0,99Å, raza de ioni din Cl-1,82Å, afinitatea atomului de clor la electron este de 3,65 EV, energia ionizării este de 12,97 EV.

Clor chilic este foarte activ, se conectează direct cu aproape toate metalele (cu unele numai în prezența umidității sau atunci când sunt încălzite) și cu nemetale (cu excepția carbonului, azotului, oxigenului, gazelor inerte), formând cloruri adecvate, reacționează cu mulți compuși , înlocuiește hidrogenul în hidrocarburi limită și se alătură compușilor nesaturați. Clorul deplasează brom și iod din compușii lor cu hidrogen și metale; Din compuși de clor cu aceste elemente, acesta este supus cu fluor. Metalele alcaline în prezența unor urme de umiditate interacționează cu clor cu aprindere, majoritatea metalelor reacționează cu clorul uscat numai atunci când fosforul este încălzit, fosforul este inflamabil în atmosfera de clor, formând PCL3 și cu clorurare suplimentară - RSL5; Sulful de clor atunci când este încălzit dă S2CI2, SCL2 și alt snclm. Arsenic, antimoniu, bismut, stronțiu, Tellur interacționează viguros cu clor. Un amestec de clor cu hidrogen este aprins cu o flacără colorată sau galben-verde, cu formarea de clorură de hidrogen (aceasta este o reacție în lanț). Cu clor de oxigen formează oxizi: Cl02, Cl02, Cl2O6, Cl2O7, Cl00O8, precum și hipocloriți (săruri de acid clorotic), clorit, clorați și perclorați. Toate compușii de oxigen de clor formează amestecuri explozive cu substanțe ușor oxidante. Clorul în apă este hidrolizat, formând un acid cloron și clorhidric: CL2 + H2O \u003d NCLO + HCI. Când soluțiile apoase clorice, hipocloriții și clorurile sunt formate din alcaline: 2NaoH + CL2 \u003d NaCLO + NaCI + H2O și când este încălzit este cloratul. Clorurarea hidroxidului de calciu este obținută prin var de clor. În interacțiunea amoniacului cu clor, se formează trei azot de clorură. În clorurarea compușilor organici, clorul înlocuiește fie hidrogen, fie este atașat la legături multiple, formând diferite compuși organici care conțin clor. Clorul formează compuși interground cu alți halogeni. Fluoruri FLF, CLF3, CLF3 sunt foarte reactive; De exemplu, în atmosfera CLF3, vată de sticlă este propunerea de sine. Compușii de clor cunoscuți cu oxigen și oxifluoride de oxigen și fluor-clor: CLO3F, CLO2F3, CLOF, CLOF3 și Fluorina perclorate FCLO4. Acid clorhidric (acid clorhidric, acid clorhidric, acid clorhidric) - HCI, soluție de clorhidric de hidrogen în apă; Puternic acid monoas. Incolor (acidul clorhidric tehnic este gălbuie din cauza impurităților Fe, CL2, etc.), "Fumatul" în aer, lichid caustic. Concentrația maximă la 20 ° C este de 38% în greutate. Sare acid clorhidric sunt numiți cloruri.

Interacțiuni cu agenți puternici de oxidare (permanganat de potasiu, dioxid de mangan) cu eliberarea de clor gazos:

Interacțiuni cu amoniac cu formarea de fum alb gros constând din cele mai mici cristale de clorură de amoniu:

Reacția de înaltă calitate la acidul clorhidric și sarea sa este interacțiunea sa cu nitratul de argint, în care formele de precipitat de clorură de argint este insolubil în acidul azotic:

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

Hidrogenul este gazul, acesta este în primul rând în sistemul periodic. Numele acestui element larg răspândit în natura latină înseamnă "generarea apei". Deci, de ce sunt cunoscute proprietățile fizice și chimice ale hidrogenului?

Hidrogen: Informații generale

În condiții normale, hidrogenul nu are gust, nici un miros, nici culori.

Smochin. 1. Formula de hidrogen.

Deoarece atomul are un nivel de electroni energetic, pe care poate exista un maxim de doi electroni, atunci pentru o stare stabilă, un atom poate fi acceptat ca un electron (gradul de oxidare -1), astfel încât să dea un electron ( gradul de oxidare +1), arătând valență constantă I. De aceea, simbolul elementului de hidrogen este plasat nu numai în grupul IA (grupul principal de subgrup I) împreună cu metalele alcaline, dar și în grupul VIIIA (subgrupul principal al Grupul VII) împreună cu halogeni. Atomii de halogen sunt, de asemenea, lipsiți de un electron înainte de a umple nivelul extern și, cum ar fi hidrogenul, sunt ne-metale. Hidrogenul prezintă un grad pozitiv de oxidare în compuși, unde este asociat cu mai multe elemente electronegative - ne-metale, iar gradul negativ de oxidare este în compuși cu metale.

Smochin. 2. Locația hidrogenului în sistemul periodic.

La hidrogen, există trei izotopi, fiecare dintre ele are propriul nume: participanți, deuteriu, tritiu. Numărul din urmă pe pământ este neglijabil.

Proprietățile chimice ale hidrogenului

Într-o substanță simplă H2, conexiunea dintre atomi este durabilă (energia de legătură 436 kJ / mol), prin urmare activitatea hidrogenului molecular este mic. În condiții normale, interacționează numai cu metale foarte active, iar singurul nemetalol cu \u200b\u200bcare intră în hidrogen în reacție este fluor:

F 2 + H 2 \u003d 2HF (fluorură hidrogen)

Cu alte simple (metale și nemetale) și complex (oxizi, compuși nunți organici), substanțele de hidrogen reacționează fie atunci când sunt iradiate și crescând temperatura sau în prezența unui catalizator.

Hidrogen arde în oxigen cu evidențierea unei cantități semnificative de căldură:

2H2 + O 2 \u003d 2H20

Un amestec de hidrogen cu oxigen (2 volume de hidrogen și 1 volum de oxigen) atunci când contactul este puternic explodat și, prin urmare, poartă denumirea gazului zgomotos. La lucrul cu hidrogen, trebuie să urmeze reglementările privind siguranța.

Smochin. 3. Reduch gaz.

În prezența catalizatoarelor, gazul poate reacționa cu azot:

3H 2 + N 2 \u003d 2NH 3

- În această reacție la temperaturi ridicate și presiuni în industrie, se obține amoniac.

În condiții de temperatură ridicată, hidrogenul este capabil să reacționeze cu gri, seleniu, telur. Și atunci când interacționează cu metale alcaline și alcaline, hidridele sunt formulate: 4.3. Total evaluări primite: 186.

Noțiuni de bază cu luarea în considerare a proprietăților chimice și fizice ale hidrogenului, trebuie remarcat faptul că în starea obișnuită, acest element chimic este într-o formă gazoasă. Gazul de hidrogen incolor nu are miros, el este lipsit de gust. Pentru prima dată, acest element chimic a fost numit hidrogen după un om de știință A. Lavoisier a efectuat experimente cu apă, pe baza rezultatelor cărora, știința mondială a aflat că apa este un lichid multicomponent, care include hidrogen. Evenimentul se întâmpla în 1787, dar cu mult înainte de această dată, hidrogenul a fost cunoscut ca un om de știință numit "gaz combustibil".

Hidrogen în natură

Potrivit oamenilor de știință, hidrogenul este conținut în crusta Pământului și în apă (aproximativ 11,2% în volumul total de apă). Acest gaz face parte din multe minerale pe care omenirea de-a lungul secolelor extrase din intestinul pământului. Proprietățile parțiale ale hidrogenului sunt caracteristice de petrol, gaze naturale și lut, pentru organismele și plantele animale. Dar, în forma sa pură, care nu este legată de alte elemente chimice ale mesei Mendeleev, acest gaz este extrem de rar în natură. Acest gaz poate merge la suprafața Pământului atunci când erupția vulcanilor. Hidrogen liber în cantități nesemnificative este prezent în atmosferă.

Proprietățile chimice ale hidrogenului

Deoarece proprietățile chimice ale hidrogenului sunt inseparabile, acest element chimic se referă la grupul I al sistemului Mendeleev și la grupul de sisteme VII. Ca reprezentant al primului grup, hidrogenul este, de fapt, un metal alcalin, care are un grad de oxidare de +1 în majoritatea compușilor în care intră. Aceeași valență este caracteristică de sodiu și alte metale alcaline. Având în vedere aceste proprietăți chimice, hidrogenul este considerat un element similar cu aceste metale.

Dacă vorbim despre hidride metalice, ionul de hidrogen are o valență negativă - gradul său de oxidare este -1. Na + H - se bazează pe aceeași schemă ca Na + Clorură de Cl-clorură. Acest fapt este motivul pentru grupul de hidrogen la VII al sistemului Mendeleev. Hidrogen, fiind capabil la o moleculă, cu condiția să reședința într-un mediu normal, este sedimentată și poate fi conectată exclusiv cu non-metale, mai activă pentru aceasta. Astfel de metale includ fluor, dacă există lumină, hidrogenul este conectat la clor. Dacă hidrogenul este încălzit, atunci devine mai activ, intrarea în reacții cu multe elemente ale sistemului Periodic Mendeleev.

Hidrogenul atomic prezintă proprietăți chimice mai active decât moleculare. Moleculele de oxigen C Formarea apei - H2 + 1 / 2O2 \u003d H2O. Când hidrogenul interacționează cu halogeni, se formează hidrogen H2 + CL2 \u003d 2NCI, iar în această reacție, hidrogenul intră în absența luminii și la temperaturi negative suficient de mari - până la - 252 ° C. Proprietățile chimice ale hidrogenului îi permit să fie utilizate pentru a restabili multe metale, deoarece reacționarea, hidrogenul absoarbe oxigenul de oxigen, de exemplu, Cuo + H2 \u003d Cu + H2O. Hidrogenul este implicat în formarea de amoniac, interacționând cu azot în reacția Zn2 + N2 \u003d 2NN3, dar cu condiția ca catalizatorul să fie utilizat, iar temperatura și presiunea sunt crescute.

Reacția energetică apare atunci când hidrogenul interacționează cu sulf în reacție H2 + S \u003d H2S, rezultatul de hidrogen sulfurat. Puțin mai puțin activ în interacțiunea hidrogenului cu telur și seleniu. Dacă nu există catalizator, aceasta reacționează cu carbon pur, hidrogen numai cu condiția ca temperaturile ridicate să fie create. 2N2 + C (amorf) \u003d CH4 (metan). În procesul de activitate de hidrogen cu unele alcaline și alte metale, se obțin hidruri, de exemplu, H2 + 2LI \u003d 2LI.

Proprietățile fizice ale hidrogenului

Hidrogenul este o chimică foarte ușoară. Cel puțin oamenii de știință susțin că, în prezent, nu există mai ușoare decât substanța decât hidrogenul. Masa sa este de 14,4 ori mai ușoară pentru aer, densitatea este de 0,0899 g / l la 0 ° C. La temperaturi în -259,1 ° C, hidrogenul este capabil să se topească - aceasta este o temperatură foarte critică care nu este caracteristică transformării celor mai mulți compuși chimici de la o stare la alta. Numai un astfel de element ca Helium depășește proprietățile fizice ale hidrogenului în această privință. Licihefacția hidrogenului este dificilă, deoarece temperatura critică este egală cu (-240 ° C). Hidrogenul este cel mai mare gaz de toate cunoscute de omenire. Toate proprietățile descrise mai sus sunt proprietățile fizice cele mai semnificative ale hidrogenului, care sunt utilizate de o persoană în scopuri specifice. De asemenea, aceste proprietăți sunt cele mai relevante pentru știința modernă.

Istoria descoperirii hidrogenului

Dacă este cel mai frecvent element chimic de pe Pământ, hidrogenul este cel mai frecvent element în întregul univers. (Și alte stele) aproximativ jumătate constă din hidrogen și, în ceea ce privește gazul interstelar, este alcătuit din 90% din atomii de hidrogen. Un loc considerabil Acest element chimic ocupă pe Pământ, deoarece cu oxigenul este parte a apei, iar numele său "hidrogen" provine din două cuvinte grecești antice: "apă" și "gignificată". În plus față de apă, hidrogenul este prezent în majoritatea substanțelor și celulelor organice, fără ea, ca și fără oxigen, viața în sine ar fi de neconceput.

Istoria descoperirii hidrogenului

Primul dintre oamenii de știință, hidrogen, marele alchimist și Evul Mediu, au fost observate paracee Theophrast. În experimentele lor alchimice, în speranța de a găsi "piatra filosofului" amestecarea cu acizii paraceelor \u200b\u200ba primit un anumit necunoscut pentru a fi gaze combustibile. Adevărat, nu a fost posibilă separarea acestui gaz din aer.

Numai după un secol după Paracella, chimistul francez Lemerie a fost capabil să separe hidrogenul din aer și să-și dovedească flagminația. Adevărat lecherii nu a înțeles că gazul obținut de ei este un hidrogen pur. În paralel, omul de știință din Lomonosov a fost, de asemenea, angajat în astfel de experiențe chimice, dar descoperirea reală în studiul de hidrogen a fost făcută de chimistul britanic Henry Cavendish, care este considerat drept fiind un discoverer de hidrogen.

În 1766, Cavendish a reușit să obțină hidrogen pur, pe care la numit "aer inflamabil". După 20 de ani, chimistul francez talentat Antoine Lavoisier ar putea sintetiza apa și a alocat acest "aer combustibil" de la IT - hidrogen. Și apropo, Lavoisier și-a sugerat numele de hidrogen - "hidrogeniu", el este "hidrogen".

Antoine Lavauzier cu soția sa, care la ajutat să efectueze experimente chimice, inclusiv sinteza hidrogenului.

Baza localizării elementelor chimice în sistemul periodic al lui Mendeleev este greutatea lor atomică, calculată în raport cu greutatea atomică a hidrogenului. Aceasta este, cu alte cuvinte, hidrogenul și greutatea sa atomică este piatra de temelie a mesei Mendeleev, punctul de sprijin, pe baza căruia marele chimist și-a creat sistemul. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că în tabelul lui Mendeleev, hidrogenul ocupă un loc onorabil.

În plus, hidrogenul are astfel de caracteristici:

• Masa atomică a hidrogenului este de 1,00795.
• În hidrogen, există trei izotopi, fiecare dintre care are proprietăți individuale.
• Hidrogenul este un element ușor având o mică densitate.
• Hidrogenul are proprietăți restaurative și oxidative.
• La intrarea în metale, hidrogenul își ia electronul și devine agentul de oxidare. Astfel de compuși sunt numiți hidrați.

Hidrogenul este gazul, molecula este formată din doi atomi.

Atât de schematic, arată moleculă de hidrogen.

Hidrogen molecular, format din astfel de molecule ductomice, explodează cu un meci de ardere ridicat. Molecula de hidrogen în timpul exploziilor dezintegrează atomii, care sunt transformați în nucleul de heliu. În acest fel, sa întâmplat în soare și alte stele - datorită defalcării constante a moleculelor de hidrogen, corpul de iluminat nostru arde și ne încălzește cu căldura.

Proprietățile fizice ale hidrogenului

La hidrogen în prezența următoarelor proprietăți fizice:

• Punctul de fierbere de hidrogen este de 252,76 ° C;
• Și la o temperatură de 259,14 ° C, începe deja să se topească.
• În apă, hidrogenul se dizolvă slab.
• Hidrogenul pur este un exploziv și combustibil foarte periculos.
• Hidrogenul este mai ușor decât aerul de 14,5 ori.

Proprietățile chimice ale hidrogenului

Deoarece hidrogenul poate fi utilizat în diferite situații și agentul de oxidare și agentul de reducere a reacțiilor și sintezei.

Proprietățile oxidative ale hidrogenului interacționează cu metale active (de obicei alcaline și alcaline pământe), rezultatul acestor interacțiuni este formarea de hidruri - compuși asemănători de mătase. Cu toate acestea, hidridele sunt formate în reacții cu hidrogen cu metale active reduse.

Proprietățile reducătoare ale hidrogenului au capacitatea de a restabili metalele la substanțe simple din oxizi, acesta se numește eroi de hidrogen în industrie.

Cum să obțineți hidrogen?

Printre mijloacele industriale de obținere a hidrogenului pot fi alocate:

• gazeificarea cărbunelui
• conversia cu abur a metanului,
• electroliză.

În laborator, se poate obține hidrogen:

• cu hidroliza hidrizelor metalice,
• când reacțiile cu apa alcaline și metalele de pământ alcalin,
• În interacțiunea acizilor diluați cu metale active.

Utilizarea hidrogenului

Deoarece hidrogenul este de 14 ori mai ușor decât aerul, apoi în zilele vechi au început baloanele și aeronavele. Dar, după seria de dezastre care au avut loc cu aeronavele, designerii trebuiau să caute hidrogen să înlocuiască (amintirea, hidrogenul pur - o substanță explozivă și cea mai mică scânteie era suficientă pentru a avea o explozie).

Explozia aeronavei din Hindenburg în 1937, cauza exploziei a devenit doar aprinderea hidrogenului (datorită scurtcircuitului), care a zburat această imensă aeronavă.

Prin urmare, a început să utilizeze heliu în loc de hidrogen pentru o astfel de aeronavă în loc de hidrogen, care este, de asemenea, mai ușoară decât aerul, primirea heliului este mai laborioasă, dar nu este atât de explozivă ca hidrogen.

De asemenea, cu hidrogen, diferite tipuri de combustibil sunt purificate, în special pe baza produselor petroliere și petroliere.

Hidrogen, video.

Și la sfârșitul videoclipului educațional din articolul nostru.

• Desemnarea - H (hidrogen);
• Numele latinei - hidrogenium;
• Perioada - i;
• Grupul - 1 (ia);
• Masa atomică - 1.00794;
• Numărul atomic - 1;
• Radius de atom \u003d 53 pm;
• Radius covalent \u003d 32 pm;
• Distribuția electronică - 1s 1;
• t topire \u003d -259,14 ° C;
• t fierbere \u003d -252,87 ° C;
• Electricitate (de Paulonga / de Alpreda și Rokhov) \u003d 2.02 / -;
• Gradul de oxidare: +1; 0; -unu;
• Densitate (n. Y.) \u003d 0,0000899 g / cm3;
• Volum molar \u003d 14,1 cm3 / mol.

Compușii binați de hidrogen cu oxigen:

Hidrogen ("apă referitor") a fost deschis de către omul de știință englez. Cavendish în 1766. Acesta este cel mai simplu element în natură - un atom de hidrogen are un kernel și un electron, probabil, din acest motiv, hidrogenul este cel mai comun element din univers (este mai mult de jumătate din masa celor mai multe stele).

Putem spune despre hidrogenul că "o mică bobină, da drumuri". În ciuda "simplității" sale, hidrogenul dă energie tuturor ființelor vii de pe pământ - o reacție termonucleară continuă este în curs de desfășurare la soare în timpul căreia un atom al heliu este format din patru atomi de hidrogen, acest proces este însoțit de eliberarea unei cantități colosale de energie (a se vedea sinteza nucleară).

În crusta Pământului, fracția de masă a hidrogenului este de numai 0,15%. Între timp, numărul copleșitor (95%) din toate substanțele chimice cunoscute pe pământ conține unul sau mai mulți atomi de hidrogen.

În conexiunile cu non-metalele (HCI, H20, CH4 ...), hidrogenul își dă propriile elemente electronegative electronice, arătând gradul de oxidare +1 (mai des), formând doar legături covalente (a se vedea legătura covalentă) .

În compușii cu metale (NaH, CAH2 ...) hidrogen, dimpotrivă, își ia singurul electron S-orbital, încercând astfel să-și completeze stratul electronic, arătând gradul de oxidare -1 (mai puțin frecvent), formând Mai des, comunicarea ionică (vezi conexiunea ionică), deoarece diferența de electronegativitate a atomului de hidrogen și a atomului de metal pot fi destul de mari.

H 2.

Într-o stare gazoasă, hidrogenul este sub formă de molecule cu două căminuri, formând o legătură covalentă non-polară.

Moleculele de hidrogen posedă:

• mare mobilitate;
• o mare rezistență;
• polarizabilitate scăzută;
• dimensiuni mici și masă.

Proprietăți de gaz hidrogen:

• cel mai simplu gaz în natură, fără culoare și miros;
• slab dizolvat în apă și solvenți organici;
• În numere minore, se dizolvă în metale lichide și solide (în special în platină și paladiu);
• este dificil de lichefia (datorită polarizabilității lor mici);
• are cea mai mare conductivitate termică a tuturor gazelor cunoscute;
• atunci când este încălzit, reacționează cu multe ne-metale, arătând proprietățile agentului reducător;
• la temperatura camerei reacționează cu fluor (apare explozie): H2 + F 2 \u003d 2HF;
• cu metale reacționează la formarea hidrurilor, indicând proprietăți oxidative: H 2 + CA \u003d CAH2;

În compuși, hidrogenul prezintă proprietățile sale de reabilitare mult mai mult decât oxidativ. Hidrogenul este cel mai puternic agent reducător după cărbune, aluminiu și calciu. Proprietățile reducătoare ale hidrogenului sunt utilizate pe scară largă în industrie pentru a produce metale și ne-metale (substanțe simple) de la oxizi și galiu.

Fe 2 O 3 + 3H2 \u003d 2FE + 3H 2 O

Reacții de hidrogen cu substanțe simple

Hidrogenul ia un electron jucând un rol restaurator., Reacții:

• din oxigen (în aprindere sau în prezența unui catalizator), în raportul 2: 1 (hidrogen: oxigen) se formează gazul armoniu exploziv: 2H2 0 + O 2 \u003d 2H2 +1 O + 572 KJ
• din gri (Când este încălzit la 150 ° C-300 ° C): H 2 0 + S ↔ H 2 +1 S
• din chlorom. (la aprinderea sau iradierea razelor UV): H 2 0 + CL 2 \u003d 2H +1 CI
• din fluor: H 2 0 + F 2 \u003d 2H +1 F
• din azot (Când este încălzit în prezența catalizatorilor sau la presiune înaltă): 3H2 0 + N 2 ↔ 2NH 3 +1

Hidrogenul dă un electron, jucând un rol oxidant, în reacții cu alcalin și pământ alcalin Metalele cu formarea hidridelor metalice - compuși ioni salină care conțin ioni de hidrură H - sunt instabile cristaline în-la-wa.

CA + H 2 \u003d CAH2 -1 2NA + H 2 0 \u003d 2NAH -1

Pentru hidrogen, este neobișnuit să se arate gradul de oxidare -1. Reacționarea cu apă, hidrurile se descompun, restabilind apa la hidrogen. Reacția de hidrură de calciu cu apă este după cum urmează:

Cah 2 -1 + 2H2 +1 0 \u003d 2H2 0 + ca (OH) 2

Reacții de hidrogen cu substanțe complexe

• la temperaturi ridicate, hidrogenul restabilește mulți oxizi de metal: ZNO + H 2 \u003d ZN + H20
• alcoolul metilic este obținut ca rezultat al reacției de hidrogen cu oxidul de carbon (II): 2H2 + CO → CH3OH OH
• În reacțiile de hidrogenare, hidrogenul reacționează cu multe substanțe organice.

În detaliu, ecuația reacțiilor chimice de hidrogen și compușii săi sunt luate în considerare pe pagina "Hidrogen și compușii săi - ecuațiile reacțiilor chimice care implică hidrogen".

Utilizarea hidrogenului

• În puterea nucleară, izotopii de hidrogen sunt utilizați - deuteriu și tritiu;
• În industria chimică, hidrogenul este utilizat pentru a sintetiza numeroase substanțe organice, amoniac, clorură;
• În industria alimentară, hidrogenul este utilizat în producerea de grăsimi solide prin hidrogenarea uleiurilor vegetale;
• pentru sudarea și tăierea metalelor, se utilizează o temperatură ridicată de ardere a hidrogenului în oxigen (2600 ° C);
• la obținerea unor metale, hidrogenul este utilizat ca agent reducător (vezi mai sus);
• deoarece hidrogenul este gazul deschis, acesta este folosit în aeronautică ca un umplutură de baloane, baloane, aeronave;
• deoarece combustibilul de hidrogen este utilizat în amestec cu CO.

Recent, oamenii de știință acordă o atenție deosebită cautării surselor alternative de energie regenerabilă. Una dintre zonele promițătoare este energia "hidrogen" în care hidrogenul este utilizat ca combustibil, al cărui produs de combustie este apa obișnuită.

Metode de producere a hidrogenului

Metode industriale de producere a hidrogenului:

• conversia metanului (reducerea catalitică a vaporilor de apă) la temperaturi ridicate (800 ° C) pe un catalizator de nichel: CH4 + 2H20 \u003d 4H2 + CO 2;
• conversia oxidului de carbon cu vapori de apă (T \u003d 500 ° C) pe catalizatorul FE203: CO + H20 \u003d CO 2 + H 2;
• descompunerea termică a metanului: CH4 \u003d C + 2H2;
• gazificarea combustibililor solizi (T \u003d 1000 ° C): C + H20 \u003d CO + H 2;
• electroliza apei (o metodă foarte costisitoare în care se obține hidrogen foarte pur): 2H2O → 2H2 + O2.

Metode de laborator de producere a hidrogenului:

• acțiuni asupra metalelor (mai des zinc) clorhidric sau diluat cu acid sulfuric: Zn + 2HCI \u003d zcl 2 + H2; Zn + H2S04 \u003d ZNSO 4 + H 2;
• interacțiunea de vapori de apă cu așchii de fier fierbinte: 4H2O + 3FE \u003d FE 3O4 + 4H2.