Vodorod kimyoviy moddalar. Vodorod

Vodorodning qurilishi va fizik xususiyatlariVodorod - Dixomanny gaz H2. Uning ranglari yo'q, hid yo'q. Bu eng oson gaz. Ushbu mol-mulk tufayli u aerostatlar, havo kemalari va shunga o'xshash qurilmalarda ishlatilgan, ammo uning aralashmasidagi portlash xavfi vodoroddan keng foydalanishga xalaqit beradi.

Vodorod molekulalari polar bo'lmagan va juda kichik, shuning uchun ular o'rtasida juda oz o'zaro ta'sir mavjud. Shu munosabat bilan u juda past eritma ballari (-259 ° C) va qaynab turgan (-253 ° C). Vodorod suvda erimaydi.

Vodorod 3 izotopga ega: normal 1H, Deulerium 2h yoki D yoki T. Oddiy vodoroddan 3 marta og'ir bo'lgan vodorodning o'ziga xos xususiyatidir! Shuning uchun oddiy vodorodni Deuterium yoki Tritiumda almashtirish, moddaning xususiyatlaridan sezilarli darajada ta'sir qiladi (Shunday qilib, an'anaviy vodorodning qaynab turgan punkti va D2 3,2 darajagacha farqlanadi). Vodorodning oddiy moddalari bilan o'zaro ta'siri Vodorod - o'rta elektr salbiy metall emas. Shuning uchun u oksidlovchi va reabilitatsiya xususiyatlariga xosdir.

Vodeksning oksidlovchi xususiyatlari odatiy metallar - mendeleev jadvali I-II guruhining asosiy kichik guruhlarining elementlari bilan reaktsiyalarda namoyon bo'ladi. Vodorod bilan isitish eng faol metallar (ishqorli va ishqorli erlar) gidridlarni beradi - kristall panjarada geliksidli ionni o'z ichiga olgan qattiq sho'r suv. 2na + h2 \u003d 2na ; Ca + h2 \u003d san2 Vodorodning kamayuvchi xususiyatlari vodorodga qaraganda ko'proq medallar bilan reaktsiyalarda namoyon bo'ladi: 1) Galogenlar bilan o'zaro ta'sir H2 + F2 \u003d 2HF

Xuddi shunday, ftorning analoglari bilan o'zaro ta'sir - xlor, brom, yod. Gapogen faolligi pasayganda, reaktsiyaning intensivligi kamayadi. Ftororin bilan reaktsiya normal sharoitda portlash bilan sodir bo'ladi, xlor bilan reaktsiya yoritish yoki isitish, yod tushadigan tushum bilan faqat kuchli isitish va qaytariladigan reaktsiya talab etiladi. 2) kislorod bilan o'zaro ta'sir2n2 + o2 \u003d 2n2o reaktsiya yuqori issiqlik bo'shlig'ini, ba'zan portlash bilan davom etadi. 3) kulrang bilan o'zaro ta'sir H2 + S \u003d H2Ku oltingugurt - kisloroddan ko'ra kamroq faol bo'lmagan norozilik va vodorod bilan o'zaro ta'sir xotirjam bo'ladi. 4) azot bilan o'zaro ta'sir 3h2 + n2↔ 2nh3 reaktsiyasi o'zgaruvchan, qiziydi va bosim ostida katalizator mavjud bo'lganda, sezilarli darajada davom etadi. Mahsulot ammiak deb ataladi. 5) Uglerod bilan hamkorlik C + 2n2↔ lick reaktsiya elektr yassi yoki juda yuqori haroratda tushadi. Boshqa uglevodorodlar tomonidan shakllantirilgan. 3. Vodorodning murakkab moddalar bilan o'zaro ta'siri Vodorodni qisqartirish xususiyatlari va murakkab moddalar bilan reaktsiyalarda, alyuminiy huquqi, shuningdek metall oksidlarini qayta tiklash, shuningdek metall oksidlarini, shuningdek metall oksidlarini qayta tiklash, shuningdek metall oksidlarini qayta tiklash, shuningdek metall oksidlari, shuningdek metall oksidlari ; CUO + H2 CU + H2OCROW Oksidli rudalardan metallarni qazib olish uchun qisqartirish vositasi sifatida ishlatiladi. Reaktsiyalar isitilganda, organik kutilmagan moddalarga biriktiring; C2H4 + H2 (T; P) → C2H6 reaktsiyalari katalizator mavjudligida qayta ishlanadi. Biz hali boshqa vodorod reaktsiyalariga ishlov bermaymiz. 4. Vodorodni olishSanoatda uglevodorod xom ashyolarini qayta ishlash - tabiiy va bog'liq gaz, koks, koks va boshqa narsalar orqali olinadi. Vodorod ishlab chiqarishning laboratoriya usullari:

1) metallarning o'z kislotalari bilan vodorodning chap tomonidagi metall kuchlanishidagi metallarning o'zaro ta'siri. Li k ba B Sr Ca na mn zn CR CD CO SN PB (HG) CO HG AG pt MG + 2hcl \u003d MG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG + HG) sovuq suv. Shuningdek, u ishqorni keltirib chiqaradi.

2na + 2h2o \u003d mennaox + h2 metall, ya'ni marganetsning chap tomonidagi metall kuchlanishida bo'lgan metall, ma'lum bir sharoitlarda suvdan suvdan (magniy) namoyishi mumkin (magniy - issiq suv, alyuminiy - er yuzidagi oksid filmini olib tashlashga to'g'ri keladi).

Mg + 2h2o mg (oh) 2 + H2

Metallarning chap kobaltiga metallarning elektrotexnika qatori bo'lgan metall suv bug'idan vodorodni namoyon etishga qodir. Bu oksidni ham hosil qiladi.

3fe + 4h2opar Fe3o4 + 4h23) Metall reaktsiyasi, alkalis echimlari bilan ampoterlarning gidrokrlari.

Metallar, uning gidroksidlari ampoterlar, vodorodni ishqorli echimlardan siqadi. Siz 2 ta metall - alyuminiy va ruxni bilishingiz kerak:

2 + 2naox + 6h2o \u003d 2NA + + 3h2

Zn + 2koh + 2h2o \u003d k2 + h2

Shu bilan birga, murakkab tuzlar shakllanadi - gidrokvyaluminyatsiyalar va gidrokototsitlar.

Hozirgacha ro'yxatga olingan barcha usullar bir xil jarayonga asoslangan - vodorod atomi oksidlanish darajasi bo'yicha metall oksidlanishi +1:

M0 + nn + \u003d mN + n / 2 H2

4) Faol metal metallarining gidridlarining o'zaro ta'siri:

San2 + 2n2o \u003d sa (I) 2 + 2n2

Ushbu jarayon vodorodning vodorod darajasi oksidlanish darajasiga qarab oksidlanish darajasiga asoslangan holda:

5) elektroliz suvli echimlar Ishqoriy, kislotalar, ba'zi tuzlar:

2n2o 2n2 + o2

5. Vodorod aralashmalariUshbu stolda vodorod-gidridlar bilan hosil bo'lgan elementlarning hujayralari chap soyada ajratilgan. Ushbu moddalar ularning tarkibida gidridid \u200b\u200bionida n-. Ular qattiq rangsiz sho'rlangan moddalardir va vodorodni chiqaradigan suv bilan reaktsiya qilishadi.

IV-VII guruhlarning asosiy kichik guruhlarining elementlari molekulyar tuzilmaning vodorod birikmasi bilan shakllanadi. Ba'zan ular ham gidridlar deb ataladi, ammo u noto'g'ri. Ularning tarkibida gidridid \u200b\u200bion yo'q, ular molekulalardan iborat. Qoida tariqasida, ushbu elementlarning eng oddiy vodorod birikmasi rangsiz gazlar. Istisnolar - Suyuq va ftoridli ftorid, ammo normal sharoitda - suyuqlik ostida suyuqlik va ftoridli ftorlar mavjud.

Qorong'i hujayralar kislotojsiya xususiyatlarini namoyish etadigan vodorod birikmalari bilan belgilangan elementlar.

Xochli qora hujayralar asosiy xususiyatlarni ko'rsatadigan vodorod birikmalari bilan hosil bo'lgan elementlardir.

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

29). umumiy xususiyatlar 7G asosiy kichik guruh elementlarining xususiyatlari. Xlor. Laura xususiyatlari. Xlorid kislotasi.Galogenlar, ftor, xlor, yod va Astat (Astat radioaktiv element - undagi radioaktiv element sifatida o'rganilgan) kichik guruhda kichik o'rganiladi. Bular Davriy tizimning VII guruhining P-elementlari D.I.Mumendeev. Tashqi energiya darajasida ularning atomlari 7 ns2np5 elektronka ega. Bu ularning xususiyatlarining umumiyligini tushuntiradi.

Ular oksidlanish darajasini ko'rsatadigan bitta elektronni osongina qo'shilishadi. Bunday gilamogenlarning bunday oksidlanishi vodorod va metallar bilan birikmalarga ega.

Ammo ftoridlardan tashqari, galogen atomlari oksidlanishning ijobiy darajalarini ko'rsatishi mumkin: +1, +3, +5, +5, +7. Oksidlanishning mumkin bo'lgan qiymatlari fluon atomlarida namoyon bo'lishi mumkin bo'lgan elektron tuzilma bilan izohlanadi

Eng yaxshi elektron vositasi bo'lganligi sababli, ftorlar faqat 2r subleyer-da elektronni olishlari mumkin. Bu bitta kamerid faqat mo''tadil, oksidlanish darajasi har doim -1.

Xlor atomining elektron tuzilmasi xlorni atom sxemasi 3P kashshof va an'anaviy (istang bo'lmagan) holatida ifodalanmagan elektron tomonidan ifodalanadi. Ammo xlor uchinchi davrda u yana 10 ta elektronni sig'dira oladi.

Ftororning erkin orbitalida yo'q, shuning uchun kimyoviy reaktsiyalar, atomdagi juftlashtirilgan elektron reaktsiyalar alohida emas. Shuning uchun, halojen tekshiruvi paytida ftor va birikmalarning xususiyatlarini hisobga olish har doim kerak.

Galogen vodorod birikmalarining suvli eritmalari kislotalardir: hf - florid vodorod (planthing), hbl - xlordium, nBl - yodium.

Xlor (LAT.chlorum), Cl, VII-davvaxli Mendeleev tizimi, atom, atom, atomning 17,453; gilam oilasiga ishora qiladi. Oddiy sharoitda (0 ° C, 0,1 mn / m2 yoki 1 kgf / sm2), o'tkir zerikarli hid bilan sariq-yashil gaz. Tabiiy xlor ikki barqaror izotopdan iborat: 35SL (75,77%) va 37CL (24,23%).

Kimyoviy xususiyatlari xlor. Tashqi elektron konfiguratsiya Atom Cl 3s2zr5. Bunga muvofiq xlorli xlorni oksidlanish darajasi -1, + 1, +3, +4, +6 va +,7. Atomning koni 1999-sonli Ion Radiusi, Xlorning Ion radiosi, xlorni elektronga yaqinligi 3,65 ev, ionizatsiya energiyasi 12.97 ev.

Kimyoviy xlor juda faol, bevosita deyarli barcha metallar bilan bog'lanadi (faqat namlik yoki qizdirilganda) va tegishli xloridlar bilan bog'lanib, tegishli xloridlarni hosil qiladi, ko'p tarmoqli. , vodorodni cheklangan uglevodorodlarda almashtiradi va to'yinmagan birikmalarga qo'shiladi. Xlorni vodorod va metallar bilan aralashtirib, yodni ko'chiradi; Ushbu elementlar bilan xlorli birikmalardan u fluon bilan ta'minlanadi. Aqlli metallar nemlem izlari mavjud bo'lgan xlor bilan o'zaro aloqada bo'lgan xlor bilan o'zaro aloqada, pcl3 ni shakllantiradigan va keyingi xlorinatsiyada fosfor yonadi. Xlorli oltingugurt isitilganda S2CLCCL2, SCL2 va boshqa SNCLM-ni beradi. Arsenik, surma, atumma, stronti, tellur xlor bilan qattiq ta'sir qiladi. Vodorodli xlorid shakllanishi bilan vodorod botgan xlorning aralashmasi (bu zanjir reaktsiyasi). Kislorod xlor shakllari bilan oksidlar: CL2O, CLO2, CL2O6, CL2O7, CL2O7, CL2O7, CL2O7, shuningdek gipoxloritlar, xlorit, xloralar va perikalar. Barcha xlorli kislorod oson oksidlash moddalari bilan portlovchi aralashmalarni o'rab oladi. Suvdagi xlor gidrolized, xlorli va xlorid kislota hosil qiladi: CL2 + H2O \u003d NCLO + HCL. Xlorodikli suvli echimlar, gipoxloritlar va xloridlar tomonidan shakllanganda: 2naox + Cl2 \u003d Naclo + N2o va isitilgan xlod bo'lsa. Kaltsiy gidroksid xlorati xlor ohaki tomonidan olinadi. Ammiakning xlorli va uchta xlorid azoti bilan o'zaro ta'sirida. Organik birikmalar xllorida xlorni ham vodorod o'rnini bosadi yoki turli xil xlorni o'z ichiga olgan organik birikmalarni hosil qiladi. Xlor shakllari boshqa haloglar bilan bog'liq. Florites ClF, CLF3, CF3 juda reaktivdir; Masalan, ClF3 atmosferasida shisha jun o'z-o'zini taklif qiladi. Kislorod va ftororin bilan taniqli xlorli aralashmalar - xlorli oksilalar: Clo3F, Clo2f3, Clof3 va ftorinali fco4. Hydromonik kislotasi (vodorod xlorid, vodorod xloridi, vodorod xlorid) - HCl, vodorod xloridi suvda eritma; Kuchli monois kislotasi. Rangsiz (Texnik xlorid kislotasi sarg'ishligi sababli sarg'ish, CL2 va boshqalar), "Chekish", "chekish", "chekish", havo, kaustik suyuqlik. Maksimal konsentratsiya 20 ° C dan 38% og'irligi bo'yicha 38% ni tashkil qiladi. Tuz xlorid kislotasi xloridlar deb ataladi.

Gazli xlorni chiqaradigan kuchli oksidlovchi moddalar (kaliy permanganat, marganets dioksidi) bilan o'zaro ta'sir:

Ammiak xloridining eng kichik kristallaridan tashkil topgan qalin oq tutun shaklida ammiak bilan o'zaro ta'sir:

Sifatli reaktsiya hydromonik kislota Va uning tuzi uning kumush nitrat bilan o'zaro ta'sirdir, unda kumush xloridning shakllari nitrat kislotada erimaydi:

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

Vodorod gaz, u davriy tizimda birinchi navbatda birinchi o'rinda. Lotin tabiatidagi bu keng tarqalgan elementning nomi "suv hosil" degan ma'noni anglatadi. Xo'sh, vodorodning qaysi jismoniy va kimyoviy xususiyatlari biz uchun ma'lummi?

Vodorod: Umumiy ma'lumot

Oddiy sharoitda vodorodning doti, hidi, hidi va ranglari yo'q.

Anjir. 1. Vodorodning formulasi.

Atom bitta energiyani bitta energiya darajasiga ega bo'lganligi sababli, bir elektronni (oksidlanish darajasi) berish uchun atom (oksidlanish darajasi) sifatida atom (oksidlanish darajasi) sifatida qabul qilinadi. Doimiy valentlik darajasini ko'rsatadigan oksidlanish darajasi, shuning uchun viia guruhiga, balki VIIA guruhiga (asosiy kichik guruh) mavjud. vii guruhi) gologenlar bilan birga. Halogen atomlari tashqi darajaga to'ldirishdan oldin bitta elektron etishmayapti, ular, vodorod kabi metall bo'lmaganlar. Vodorod bir nechta elektron elementlar bilan bog'liq bo'lgan birikmalarning ijobiy darajasini ko'rsatadi, u erda ko'proq elektron dasturlar - metallar, salbiy darajasi metallar bilan bog'liq.

Anjir. 2. Vodorodning joylashuvi davriy tizim.

Vodorodda uchta izotop mavjud, ularning har biri o'z nomiga ega: ishtirokchilar, Deuterium, Tritiy. Er yuzidagi sonlari ahamiyatsiz.

Vodorodning kimyoviy xususiyatlari

Oddiy moddada H 2, atomlar o'rtasidagi bog'liqlik bardoshli (aloqador energiya 436 kj / mol), shuning uchun molekulyar vodorodning faoliyati kichik. Oddiy sharoitda u faqat juda faol metallar bilan o'zaro ta'sir qiladi va vodorodga kiradigan yagona metallol - bu flodor:

F 2 + h 2 \u003d 2HF (florid vodorod)

Boshqa oddiy (metallar va metallar) va murakkab (oksidlar, organik noaniq birikmalar), vodorod moddalari haroratni nurlantirganda yoki katalizator mavjud bo'lganda reaktsiya qiladi.

Vodorod kislorodda kam miqdordagi issiqlikni ta'kidlaydi:

2h 2 + o 2 \u003d 2h 2 o

Gublgen bilan vodorod aralashmasi (2 kislorod hajmi va 1 kislorod balandligi) va shuning uchun shiddatli gazning nomini kiying. Vodorod bilan ishlashda xavfsizlik qoidalari bajarilishi kerak.

Anjir. 3. Reduch gaz.

Katalizatlar mavjud bo'lganda, gaz azot bilan reaktsiyaga ta'sir qilishi mumkin:

3h 2 + n 2 \u003d 2nh 3

- Sanoatdagi harorat va bosimning ushbu reaktsiyasida ammiak olinadi.

Yuqori harorat sharoitida vodorod kulrang, selen, tellur bilan reaktsiyaga ega. Ishqorli va ishqorli er metallari bilan o'zaro ta'sir paytida gidridlar shakllantiriladi: 4.3. Umumiy reytinglar qabul qilindi: 186.

Vodorodning kimyoviy va fizik xususiyatlarini ko'rib chiqish bilan boshlash, shuni ta'kidlash kerakki, odatdagi holatda, bu kimyoviy element gazsimon shaklda. Rangsiz vodorod gazi hidi yo'q, u ta'msiz. Birinchi marta ushbu kimyoviy element olimning fodorod deb ataladi. Lavoni suv bilan tajriba o'tkazildi, ular natijalari asosida suv bilan tajriba o'tkazildi. jahon ilm U suv, vodorodni o'z ichiga olgan ko'p shilli suyuqlik ekanligini bilardi. Tadbir 1787 yilda sodir bo'lgan, ammo bu sanadan ancha oldin vodorod "yonuvchan gaz" deb nomlangan olim sifatida tanilgan.

Tabiatda vodorod

Olimlarning fikriga ko'ra, vodorod mavjud yergi suvda (suvning umumiy hajmida taxminan 11,2%). Ushbu gaz asrlar davomida insoniyat er yuzining ichaklaridan ko'chiradigan ko'plab minerallarning bir qismidir. Vodorodning qisman xususiyatlari neft, tabiiy gazlar va loyqa, hayvon organizmlari va o'simliklar uchun xosdir. Ammo uning sof shaklida, ya'ni mendeleev stolining boshqa kimyoviy elementlariga ulanmagan, bu gaz tabiatda juda kam. Ushbu gaz vulqonlar portlashida er yuzasiga o'tishi mumkin. Bepul vodorodlar ahamiyatsiz miqdorlarda atmosferada mavjud.

Vodorodning kimyoviy xususiyatlari

Vodorodning kimyoviy xususiyatlari ajralmas bo'lsa, ushbu kimyoviy element mendeleev tizimining I guruhiga va VII tizim guruhiga kiradi. Birinchi guruh vakili sifatida vodorod, aslida gidrogen metall, u ichkarisidagi birikmalarning ko'p qismida oksidlanish darajasiga ega. Xuddi shu valentlik natriy va boshqalarga xosdir. ishqoriy metallar. Bunday kimyoviy xususiyatlarni hisobga olgan holda vodorod ushbu metallarga o'xshash element hisoblanadi.

Agar biz gaplashyapmiz Metalllarning gidridlari haqida vodorodli salbiy valentsiyaga ega - uning oksidlanish darajasi -1. Na + H. Na + Clorlorid kabi bir xil sxemaga asoslanadi. Bu fazion Modeleev tizimining VII guruhiga sabab bo'ldi. Oddiy vositada istiqomat qiluvchi, cho'kindivetlar bilan birga bo'lgan molekulaga ega bo'lgan vodorodli vodorod cho'kindi va faqat metallar bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Bunday metallarga ftor kiradi, agar yorug'lik bo'lsa, vodorod xlorga ulangan. Agar vodorod isitilsa, unda davri Mendeleev tizimining ko'plab elementlari bilan reaktsiyaga kirishadi.

Atom vodorodini molekulalarga qaraganda ko'proq faol kimyoviy xususiyatlarga ega. Kislorod molekulalari C hosil - H2 + 1 / 2O2 \u003d H2O. H2 + CL2 \u003d 2 stklogen vodorensi bilan aralashayotganda, vodorod yorug'lik yo'qligi va etarli darajada katta salbiy haroratda - 252 ° C gacha bo'lgan vodorodlar paydo bo'ladi. Vodorodning kimyoviy xususiyatlari ko'plab metallarni tiklashga imkon beradi, chunki reaktiv, vodorod kislorod kislorod, masalan, Cuo + H2o. Vodorod Ammoniyaning ZN2 + N2 \u003d 2nn3 reaktsiyada azot bilan aralashish, aziz katalizatorning reaktsiyasiga ta'sir qiladi, ammo harorat va bosim kuchayadi.

Vodorod h2 + s \u003d H2s reaktsiyasida vodorod oltingugurt bilan aralashganida, baquvvat reaktsiya H2 + S. H2s, vodorod sulfidining natijasi. Vodorodning shirur va selen bilan o'zaro ta'sirida biroz faol. Agar katalizator bo'lmasa, u toza uglerod, vodorodga faqat yuqori harorat yaratilishi mumkin. 2n2 + c (amorfous) \u003d Ch4 (metan). Vodorod harakati jarayonida ba'zi ishqorli va boshqa metallar bilan gidridlar, masalan, H2 + 2LI \u003d 2LIH.

Vodorodning fizik xususiyatlari

Vodorod juda engil kimyoviy hisoblanadi. Hech bo'lmaganda olimlar shunday bahslashadi bu lahzadaVodoroddan engil modda yo'q. Uning massasi 14,4 marta, zichligi 0,0899 g / l 0 ° C. ga teng. -259.1 ° C haroratda, vodorod eriydi - bu juda muhim harorat, bu eng muhim haroratni bir davlatdan boshqasiga aylantirishga xos emas. Heliy kabi faqat bunday element vodorodning fizik xususiyatlaridan oshadi. Vodorodni suyultirish qiyin, chunki uning tanqidiy harorati (-240 ° C ga teng). Vodorod insoniyatga ma'lum bo'lgan eng katta gaz. Yuqorida tavsiflangan barcha xususiyatlar eng ahamiyatlidir. jismoniy xususiyatlar ma'lum bir maqsadlar uchun ishlatiladigan vodorod. Shuningdek, ushbu xususiyatlar zamonaviy fan uchun eng muhimdir.

Vodorod kashfiyot tarixi

Agar bu er yuzidagi eng keng tarqalgan kimyoviy element bo'lsa, vodorod koinotning eng keng tarqalgan elementidir. Bizning (va boshqa yulduzlar) yarmi vodoroddan iborat va yulduzlararo gazga kelsak, u vodorod atomlarining 90% dan iborat. Ushbu kimyoviy elementning er yuzida joylashganligi sababli, bu suvning bir qismi bo'lganligi sababli, u suvning bir qismi va uning nomi "Suv" va "gigrysif" dan kelib chiqadi. Suvga qo'shimcha ravishda vodorod ko'pchilikda mavjud organik moddalar Va u holda hujayralar, kislorodsiz kabi, hayot tufayli aqlga sig'maydi.

Vodorod kashfiyot tarixi

Olimlar, vodorod, buyuk kimyogar va o'rta asrlardagi teofrast parlatlari sezildi. O'zining sirli tajribalarida, "faylasufning toshini" aralashtirish umidida, pariallarning kislotalari bilan aralashtirish umidida ma'lum bir noma'lum gaz olinishi mumkin. To'g'ri, ushbu gazni havodan ajratish mumkin emas edi.

Faqatgina Parelladan bir asr o'tgach, frantsuz kimyogar Lemoeri vodorodni havodan ajratishga qodir va uning yuvinishi isbotlandi. Haqiqiy Lecheri ular tomonidan olingan gaz - bu sof vodoroddir. Rus tilida parallel ravishda Lomonosov olimi ham shunday kimyoviy tajribalar bilan shug'ullangan, ammo vodorodni o'rganish bo'yicha haqiqiy yutuq, vodorod kashfiyotchisi deb hisoblanadigan britaniyalik kimyolik genryşmayi amalga oshirildi.

1766 yilda, toza vodorod olish uchun bosh tortdi, u "yonadigan havo" deb nomlangan. 20 yildan so'ng, iqtidorli frantsuz kimyogar antuil Lavoiysi suvni sintez qilishi va undan bu eng "yonuvchan havo" ni - vodoroddan ajratishi mumkin. Aytgancha, Laviants o'zining vodorodini - "vodorod", u "vodorod" dir.

Antyurar La'ozaer xotini bilan kimyoviy eksperimentlar, shu jumladan vodorod sintezini o'z ichiga olgan kimyoviy ekspertizalarga yordam bergan.

Joylashuv asosida kimyoviy elementlar Davriy tizimda mendeleev vodorodning atom og'irligiga nisbatan hisoblangan atirgulning og'irligini yotadi. Ya'ni, boshqacha qilib aytganda, vodorod va uning atom vaznidir, bu asosda Buyuk kimyo o'z tizimini yaratganligi sababli, mendeleev stolining asosi hisoblanadi. Shuning uchun, mendeleev stolida vodorod faxriy joyni egallab olganligi ajablanarli emas.

Bundan tashqari, vodorod shunday xususiyatlarga ega:

Vodorodning atom massasi 1,00795 ni tashkil qiladi.
Vodorodda uchta izotop mavjud, ularning har biri individual xususiyatlarga ega.
Vodorod kichik zichlikka ega bo'lgan engil elementdir.
Vodorod tiklanish va oksidlovchi xususiyatlarga ega.
Metalllar bilan kirishda vodorod elektronni oladi va oksidlovchi vositaga aylanadi. Bunday aralashmalar gidratlar deb ataladi.

Vodorod gaz, molekulasi ikkita atomdan iborat.

Shunday qilib sxematik ko'rinadigan vodorodli molekula.

Bunday kanoromik molekulalardan hosil bo'lgan molekulyar vodorod, olib ketilgan o'yin bilan portlaydi. Heliy yadrosiga aylantirilgan portlash paytida vodorod molekulasi. Aynan shu tarzda quyosh va boshqa yulduzlarda sodir bo'ldi - vodorod molekulalarining doimiy taqsimlanishi tufayli, bizning luminire yonadi va bizni iliqligi bilan qizdiradi.

Vodorodning fizik xususiyatlari

Vodorodda quyidagi jismoniy xususiyatlar mavjud bo'lganda:

Vodorodning qaynab turgan joyi 252,76 ° C;
Va 259.14 ° C haroratda u allaqachon eriy boshlaydi.
Suvda vodorod zaiflik bilan erishiladi.
Sof vodorod juda xavfli portlovchi va yoqilg'idir.
Vodorod havodan 14,5 baravar engilroq.

Vodorodning kimyoviy xususiyatlari

Vodorod turli vaziyatlarda va oksidlash vositasi va reaktsiyalar va sintez uchun kamaytiradigan agentdan foydalanish mumkin.

Vodeksning oksidlovchi xususiyatlari faol (odatda ishqorli va ishqorli erlar) metallar bilan o'zaro ta'sir qiladi, bu shovqinlar natijasida bu gidridlar - ipak birikmalarining hosil bo'lishi. Biroq, gidridlar kam faol metallar bilan vodorod reaktsiyalarida hosil bo'ladi.

Vodorodning pasayish xususiyatlari metallarni tiklashga qodir oddiy moddalar Ularning oksidlaridan, sanoatda bu vodorod qahramonlari deb ataladi.

Vodorodni qanday olish kerak?

Vodorod olishning sanoat vositalari qatoriga kiritilishi mumkin:

ko'mir gazlashi
metanni bug 'konversiyasi,
elektroliz.

Laboratoriyada vodorod olish mumkin:

metall gidridlarning gidrolizi bilan,
suv ishqorli va ishqorli er metallari bilan reaktsiyalar
suyultirilgan kislotalarning faol metallari bilan o'zaro ta'sirida.

Vodoroddan foydalanish

Vodorod havodan 14 baravar engilroq bo'lganligi sababli, eski kunlarda ular boshlandi havo sharlari va havo kemalari. Ammo havo kemalari bilan yuz bergan bir qator ofatlardan so'ng, dizaynerlar vodorodni almashtirishlari kerak edi (eslatish, sof vodorod - portlovchi moddaning portlashi uchun kamroq uchradi).

1937 yilda Hindenburgning havo kemasining portlashi, portlashning sababi, bu ulkan havo kemasidan uchib ketgan vodorodni (qisqa tutashuv tufayli) yoqishiga aylandi.

Shuning uchun u havodan yasalgan vodorod o'rniga geliydan foydalana boshladi, bu havodan engilroq, geliydan engilroq, ammo bu unchalik aniq emas.

Vodorodni tozalash bilan ham tozalanadi turli xil turlar Yoqilg'i, ayniqsa neft va neft mahsulotlari asosida.

Vodorod, video

Va bizning maqolamizda tarbiyaviy videoning oxirida.

Belgilangan - h (vodorod);
Lotin nomi - vidrogrogenlar;
Davr - i;
Guruh - 1 (IA);
Atom massasi - 1,00794;
Atom raqami - 1;
Atom radiusi \u003d 53 pm;
Kovatent radius \u003d soat 32;
Elektron taqsimlash - 1s 1;
t eritgi \u003d -259,14 ° C;
t Qayg'ulash \u003d -252,87 ° C;
Elektr energiyasi (Pulongaga / Alpreva va Roxov tomonidan) \u003d 2.02 / -;
Oksidlanish darajasi: +1; 0; -ine;
Zichlik (n. Y.) \u003d 0.0000899 g / sm 3;
Molyar ovozi \u003d 14.1 sm 3 / mol.

Vodorodning ikkiga bo'lingan kislorod bilan:

Vodorod ("suv havzasi") ingliz olimi tomonidan ochildi. 1766 yilda siqilish. Bu tabiatdagi eng oson element - vodorod atomida yadro va bitta elektron bor, ehtimol, vodorod koinotning eng keng tarqalgan elementidir (ko'p yulduzlarning massasining yarmidan ko'pi).

Biz vodorod haqida "kichik nayza, ha yo'llar" haqida ayta olamiz. Uning "soddaligiga" bo'lishiga qaramay, vodorod er yuzidagi barcha tirik mavjudotlarga energiya sarflaydi - bu har bir vodorod atomidan hosil bo'lgan, bu jarayon katta miqdordagi miqdordagi pulning chiqarilishi bilan birga davom etmoqda energiya (yadro sinteziga qarang).

Yer qobig'ida vodorodning massa ulushi atigi 0,15% ni tashkil qiladi. Shu bilan birga, er yuzida ma'lum bo'lganlarning soni (95%) kimyoviy moddalar bir yoki bir nechta vodorod atomlarini o'z ichiga oladi.

Metall bo'lmaganlar (HCL, H 2 O, Ch 4 ...) bilan aloqa qilishda, vodorod faqat kovatli aloqalarni shakllantirish (kovalent rishtalarini shakllantirish) darajasini ko'rsatadi .

Metalllar bilan aralashmalar (Nah, Kax 2 ...) Aksincha, boshqa elektronni (kamroq tez-tez) shakllantirish, shakllantirish, shakllantirish Ko'pincha ion aloqasi (ion ulanishiga qarang), chunki vodorod atomi va metall atomidagi farq juda katta bo'lishi mumkin.

H 2.

Gazetali holatda vodorod keng qamrovli molekulalar shaklida, popar bo'lmagan kovalent aloqasini tashkil qiladi.

Vodorod molekulalari quyidagilarga ega:

katta harakatchanlik;
katta kuch;
past qulaylik;
kichik o'lcham va massa.

Vodorod gaz xususiyatlari:

tabiatdagi eng oson gaz, rangsiz va hidsiz;
suv va organik eritgichlarda yomon eriydi;
kichik hisoblarda suyuq va qattiq metallarda eriydi (ayniqsa platina va palladiyada);
suyultirish qiyin (ularning kichik qulayligi tufayli);
barcha taniqli gazlarning eng yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi;
qizdirilganda, ko'p metallar bilan munosabatda bo'lish, kamaytirish vositasining xususiyatlarini ko'rsatadigan bo'lsa;
xona harorati ftor bilan munosabat bildiradi (portlash sodir bo'ladi): H 2 + F 2 \u003d 2HF;
metallar bilan gidridlarni shakllantirishga munosabat bildiradi oksidlovchi xususiyatlar: H 2 + Ca \u003d ga 2;

Murakkablarda vodorod oksidlanishdan ancha ko'proq reabilitatsiya xususiyatlarini namoyish etadi. Vodorod ko'mir, alyuminiy va kaltsiydan keyin eng kuchli vositadir. Vodorodning pasayish xususiyatlari sanoatda oksid va galyumdan metallar va metall bo'lmaganlar (oddiy moddalar) ishlab chiqarish uchun keng qo'llaniladi.

Fe 2 O 3 + 3h 2 \u003d 2FE + 3h 2 o

Oddiy moddalar bilan vodorod reaktsiyalari

Vodorod rol o'ynab elektronni oladi restorator, reaktsiyalar:

dan kislorod (gangest yoki katalizatorning oldida), nisbati (vodorod: kislorod) portlovchi uyg'unlik gazni shakllantiradi: 2h 2 0 + O 2 \u003d 2h 2 +1 572 kJ
dan kulrang (150 ° C-300 ° C gacha qizdirilganda): H 2 0 + S  H 2 +1 S
dan xlor (UV nurlarini rad etish yoki nurlantirishda): h 2 0 + Cl 2 \u003d 2h +1 cl
dan ftor: H 2 0 + F 2 \u003d 2h +1 f
dan azot (Katalizator yoki yuqori bosim mavjud bo'lganda isitilganda): 3h 2 0 + n 2 trh 3nh 3 +1

Vodorod rol o'ynab elektronni beradi oksidlovchi, bilan reaktsiyalarda ishqor va ishqorli er Metall gidridlarning hosil bo'lishi bilan metallar h gondid ionlarini o'z ichiga olgan sho'rlangan ion birikmalar

Ca + h 2 \u003d kah 2 -1 2na + h 2 0 \u003d 2nah -1

Vodorod uchun oksidlanish darajasini ko'rsatish uchun u mutlaqodir. Suv bilan reaktsiya qilish, gidrids parchalanadi, suvni vodorodga tiklaydi. Kaltsiy gelyderid reaktsiyasi Suv bilan reaktsiya:

Kax 2 -1 + 2h 2 +1 0 \u003d 2h 2 0 + ca (oh) 2

Murakkab moddalar bilan vodorod reaktsiyalari

yuqori haroratda vodorod ko'plab metall oksidlarni tiklaydi: Zno + H 2 \u003d ZN + H 2 O
metil spirtli ichimliklar karbonat oksisti (II) bilan vodorod reaktsiyasi natijasida olinadi: 2h 2 + CO → Ch 3 Oh
vodorod reaktsiyalarida vodorod ko'plab organik moddalar bilan reaksiyaga kiradi.

Batafsil ma'lumot - bu tenglamalar kimyoviy reaktsiyalar Vodorod va uning birikmalari "vodorod va uning birikmalari - vodorod bilan bog'liq kimyoviy reaktsiyalarni tenglashtirish" sahifasida ko'rib chiqiladi.

Vodoroddan foydalanish

yadro kuchiga, vodorod izotoplaridan foydalaniladi - delerium va teniy;
kimyo sanoatida vodorod ko'plab organik moddalar, ammiak, xloridni sintez qilish uchun ishlatiladi;
ichida oziq-ovqat sanoati Vodorod o'simlik moylarini vidrogenation orqali qattiq yog'ni ishlab chiqarishda qo'llaniladi;
metallarni payvandlash va kesish uchun, kislorodda (2600 ° C) yuqori harorat ishlatiladi;
ba'zi metallarni olishda vodorod kamayuvchi agent sifatida ishlatiladi (yuqorida yuqoriga qarang);
vodorod engil gaz, u aeronavtikada sharlar, sharlar, havo kemalari plomba moddasi sifatida ishlatiladi;
modorod yoqilg'isi aralashmada CO bilan ishlatiladi.

Ichida so'nggi paytlarda Olimlar muqobil qayta tiklanadigan energiya manbalarini qidirishga katta e'tibor berishadi. Bittasi istiqbolli yo'nalishlar Bu vodorod yoqilg'i sifatida ishlatilgan "vodorod" energiyasi. Yonuvchan mahsulot oddiy suvdir.

Vodorod ishlab chiqarish usullari

Vodorod ishlab chiqarish uchun sanoat usullari:

metan konversiyasi (suv bug'ining bug'ni qisqartirish) Nikel katalizatidagi (800 ° C) suv bug'lari (800 ° C)
2 o 3 katalli katalatordagi suv bug'lari (t \u003d 500 ° C) uglerod oksidini (T \u003d 500 ° C) konversiya qilish: CO + H 2 O \u003d CO 2 + H 2;
metanning termal parchalanishi: CH 4 \u003d C + 2h 2;
qattiq yoqilg'ini gazlashtirish (T \u003d 1000 ° C): C + H 2 O \u003d CO + H H 2;
suv elektrizi (juda nozik vodorod olinadigan juda qimmat usuli): 2h 2 O → 2h 2 + o 2.

Vodorod ishlab chiqarishning laboratoriya usullari:

metallar bo'yicha (ko'pincha rux) xloradi yoki oltingugurt kislotasi bilan suyultiriladi: zn + 2hcl \u003d zcl 2 + H 2; ZN + H 2 Shunday qilib, 4 \u003d ZNO 4 + H 2;
suv bug'ining issiq temir chiplari bilan o'zaro ta'siri: 4H 2 O + 3FE \u003d FE 3 O 4 + 4h 2.