Индустриските методи за производство на едноставни материи зависат од формата во која се наоѓа соодветниот елемент во природата, односно што може да биде суровина за неговото производство. Така, кислородот, кој е достапен во слободна состојба, се добива физички - со одвојување од течен воздух. Речиси целиот водород е во форма на соединенија, па за да го добијат користат хемиски методи. Особено, може да се користат реакции на распаѓање. Еден начин за производство на водород е преку распаѓање на водата со електрична струја.

Главниот индустриски метод за производство на водород е реакцијата на метанот, кој е дел од природниот гас, со вода. Се изведува на висока температура (лесно е да се потврди дека при поминување на метан дури и низ вода што врие, не се јавува реакција):

CH 4 + 2H 2 0 = CO 2 + 4H 2 - 165 kJ

Во лабораторија, за да се добијат едноставни материи, тие не мора да користат природни суровини, туку ги избираат оние почетни материјали од кои е полесно да се изолира потребната материја. На пример, во лабораторија, кислородот не се добива од воздухот. Истото важи и за производството на водород. Еден од лабораториските методи за производство на водород, кој понекогаш се користи во индустријата, е разградувањето на водата со електрична струја.

Вообичаено, водородот се произведува во лабораторија со реакција на цинк со хлороводородна киселина.

Во индустријата

1.Електролиза водени растворисоли:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + 2NaOH + Cl 2

2.Поминување на водена пареа преку топла коксна температури околу 1000°C:

H 2 O + C ⇄ H 2 + CO

3.Од природен гас.

Конверзија на пареа: CH 4 + H 2 O ⇄ CO + 3H 2 (1000 °C) Каталитичка оксидација со кислород: 2CH 4 + O 2 ⇄ 2CO + 4H 2

4. Пукнување и реформирање на јаглеводороди за време на рафинирање на нафта.

Во лабораторијата

1.Ефектот на разредените киселини врз металите.За да се спроведе оваа реакција, најчесто се користат цинк и хлороводородна киселина:

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2.Интеракција на калциум со вода:

Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

3.Хидролиза на хидриди:

NaH + H 2 O → NaOH + H 2

4.Ефект на алкалите на цинк или алуминиум:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2

5.Користење на електролиза.При електролиза на водени раствори на алкалии или киселини, водородот се ослободува на катодата, на пример:

2H 3 O + + 2e - → H 2 + 2H 2 O

  • Биореактор за производство на водород

Физички својства

Водородниот гас може да постои во две форми (модификации) - во форма на орто - и пара-водород.

Во молекула на ортоводород (mp. −259,10 °C, bp −252,56 °C) нуклеарните вртежи се насочени идентично (паралелно), а во параводородот (mp. −259,32 °C, bp. точка на вриење -252,89 °C) - спротивни едни на други (антипаралелни).

Алотропните форми на водород може да се одвојат со адсорпција на активниот јаглерод на температура на течен азот. На многу ниски температурирамнотежата помеѓу ортоводородот и параводородот е речиси целосно поместена кон второто. На 80 K односот на формите е приближно 1:1. Кога се загрева, десорбираниот параводород се претвора во ортоводород додека не се формира смеса која е рамнотежна на собна температура (орто-пара: 75:25). Без катализатор, трансформацијата се случува бавно, што овозможува да се проучат својствата на поединечните алотропни форми. Молекулата на водородот е дијатомска - H2. Во нормални услови, тој е безбоен, без мирис и без вкус гас. Водородот е најлесниот гас, неговата густина е многу пати помала од густината на воздухот. Очигледно, колку е помала масата на молекулите, толку е поголема нивната брзина на иста температура. Како најлесните молекули, молекулите на водородот се движат побрзо од молекулите на кој било друг гас и на тој начин можат побрзо да ја пренесат топлината од едно тело на друго. Оттука произлегува дека водородот има најголема топлинска спроводливост меѓу гасните материи. Неговата топлинска спроводливост е приближно седум пати повисока од топлинската спроводливост на воздухот.

Хемиски својства

Молекулите на водородот H2 се доста силни, а за да реагира водородот, мора да се потроши многу енергија: H 2 = 2H - 432 kJ Затоа, на обични температури, водородот реагира само со многу активни метали, на пример калциум, формирајќи калциум хидрид: Ca + H 2 = CaH 2 и со единствениот неметал - флуор, формирајќи водород флуорид: F 2 + H 2 = 2HF Кај повеќето метали и неметали, водородот реагира на покачени температури или под други влијанија, на пример. , осветлување. Може да го „одземе“ кислородот од некои оксиди, на пример: CuO + H 2 = Cu + H 2 0 Пишаната равенка ја одразува реакцијата на редукција. Редукционите реакции се процеси во кои кислородот се отстранува од соединението; Супстанциите кои одземаат кислород се нарекуваат редукциони агенси (тие самите оксидираат). Понатаму, ќе биде дадена друга дефиниција за концептите „оксидација“ и „намалување“. А оваа дефиниција, историски првиот, останува важен и денес, особено во органска хемија. Редукцијата е спротивна на реакцијата на оксидација. И двете од овие реакции секогаш се случуваат истовремено како еден процес: кога една супстанција се оксидира (намалува), редукцијата (оксидацијата) на друга нужно се случува истовремено.

N 2 + 3H 2 → 2 NH 3

Форми со халогени водородни халиди:

F 2 + H 2 → 2 HF, реакцијата се јавува експлозивно во темница и на која било температура, Cl 2 + H 2 → 2 HCl, реакцијата се јавува експлозивно, само на светлина.

Тоа е во интеракција со саѓи при висока топлина:

C + 2H 2 → CH 4

Интеракција со алкални и земноалкални метали

Водородот се формира со активни метали хидриди:

Na + H 2 → 2 NaH Ca + H 2 → CaH 2 Mg + H 2 → MgH 2

Хидриди- налик на сол, цврсти материи, лесно се хидролизираат:

CaH 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + 2H 2

Интеракција со метални оксиди (обично d-елементи)

Оксидите се редуцираат на метали:

CuO + H 2 → Cu + H 2 O Fe 2 O 3 + 3H 2 → 2 Fe + 3H 2 O WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O

Хидрогенизација на органски соединенија

Кога водородот делува на незаситените јаглеводороди во присуство на никел катализатор и на покачени температури, се јавува реакција хидрогенизација:

CH 2 = CH 2 + H 2 → CH 3 -CH 3

Водородот ги редуцира алдехидите во алкохоли:

CH 3 CHO + H 2 → C 2 H 5 OH.

Геохемија на водород

Водород - основен градежен материјалуниверзум. Тој е најчестиот елемент, а сите елементи се формираат од него како резултат на термонуклеарни и нуклеарни реакции.

Слободниот водород H2 е релативно редок кај копнените гасови, но во форма на вода зазема исклучително важен дел во геохемиските процеси.

Водородот може да биде присутен во минералите во форма на амониум јон, хидроксил јон и кристална вода.

Во атмосферата, водородот континуирано се произведува како резултат на распаѓањето на водата со сончевото зрачење. Мигрира во горната атмосфера и бега во вселената.

Апликација

  • Водородна енергија

Атомскиот водород се користи за атомско водородно заварување.

ВО Прехранбена индустријаводородот е регистриран како адитиви за храна E949, како гас за пакување.

Карактеристики на лекување

Водородот, кога се меша со воздухот, формира експлозивна смеса - таканаречен детонирачки гас. Овој гас е најексплозивен кога односот на волуменот на водородот и кислородот е 2:1, или водородот и воздухот е приближно 2:5, бидејќи воздухот содржи приближно 21% кислород. Водородот е исто така опасност од пожар. Течниот водород може да предизвика сериозни смрзнатини ако дојде во контакт со кожата.

Експлозивните концентрации на водород и кислород се јавуваат од 4% до 96% по волумен. Кога се меша со воздух од 4% до 75(74)% по волумен.

Употреба на водород

Во хемиската индустрија, водородот се користи за производство на амонијак, сапун и пластика. Во прехранбената индустрија, маргаринот се прави од течни растителни масла користејќи водород. Водородот е многу лесен и секогаш се крева во воздухот. Некогаш, воздушни бродови и Балониисполнет со водород. Но, во 30-тите. XX век Се случија неколку страшни катастрофи кога експлодираа и изгореа воздушни бродови. Во денешно време, воздушните бродови се полни со гас хелиум. Водородот се користи и како ракетно гориво. Еден ден, водородот може широко да се користи како гориво за автомобили и камиони. Водородните мотори не загадуваат животната срединаи испуштаат само водена пареа (иако самото производство на водород доведува до одредено загадување на животната средина). Нашето Сонце главно е направено од водород. Сончевата топлина и светлина се резултат на ослободување на нуклеарна енергија од фузија на водородни јадра.

Користење на водород како гориво (исплатливо)

Најважната карактеристика на супстанциите што се користат како гориво е нивната топлина на согорување. Од курсот општа хемијаПознато е дека реакцијата помеѓу водородот и кислородот се случува со ослободување на топлина. Ако под стандардни услови земеме 1 mol H 2 (2 g) и 0,5 mol O 2 (16 g) и ја возбудиме реакцијата, тогаш според равенката

H 2 + 0,5 O 2 = H 2 O

по завршување на реакцијата, се формира 1 mol H 2 O (18 g) со ослободување на енергија 285,8 kJ/mol (за споредба: топлината на согорувањето на ацетилен е 1300 kJ/mol, пропан - 2200 kJ/mol) . 1 m³ водород тежи 89,8 g (44,9 mol). Затоа, за производство на 1 m³ водород, ќе се потрошат 12832,4 kJ енергија. Земајќи го во предвид фактот дека 1 kWh = 3600 kJ, добиваме 3,56 kWh електрична енергија. Знаејќи ја тарифата за 1 kWh електрична енергија и цената на 1 m³ гас, можеме да заклучиме дека е препорачливо да се префрли на водородно гориво.

На пример, експерименталниот модел на Honda FCX од третата генерација со резервоар за водород од 156 литри (содржи 3,12 kg водород под притисок од 25 MPa) поминува 355 km. Според тоа, од 3,12 kg H2 се добиваат 123,8 kWh. На 100 km потрошувачката на енергија ќе биде 36,97 kWh. Знаејќи ги трошоците за електрична енергија, трошоците за гас или бензин и нивната потрошувачка за автомобил на 100 км, лесно е да се пресмета негативниот економски ефект од префрлањето на автомобилите на водородно гориво. Да речеме (Русија 2008), 10 центи по kWh електрична енергија доведува до фактот дека 1 m³ водород доведува до цена од 35,6 центи, а земајќи ја предвид ефикасноста на распаѓање на водата од 40-45 центи, исто толку kWh од согорување на бензин чини 12832,4 kJ/42000 kJ/0,7 kg/l*80 центи/l=34 центи по малопродажни цени, додека за водород ја пресметавме идеалната опција, без да се земе предвид транспортот, амортизацијата на опремата итн. За метан со енергија на согорување од околу 39 MJ на m³ резултатот ќе биде два до четири пати помал поради разликата во цената (1 m³ за Украина чини 179 долари, а за Европа 350 долари). Односно, еквивалентно количество метан ќе чини 10-20 центи.

Сепак, не треба да заборавиме дека кога го согоруваме водородот, добиваме чиста вода од која е извлечен. Односно имаме обновлива акумулаторенергија без штета на животната средина, за разлика од гасот или бензинот, кои се примарни извори на енергија.

Php на линија 377 Предупредување: бара (http://www..php): не успеа да се отвори протокот: не може да се најде соодветна обвивка во /hsphere/local/home/winexins/site/tab/vodorod.php на линијата 377 Fatal грешка: бара (): Потребно е неуспешно отворање „http://www..php“ (include_path="..php на линија 377

Водород. Својства, производство, примена.

Историска референца

Водородот е првиот елемент на PSHE D.I. Менделеев.

Руското име за водород покажува дека „раѓа вода“; латински“ хидрогениум" значи истото.

Ослободувањето на запалив гас за време на интеракцијата на одредени метали со киселини првпат беше забележано од Роберт Бојл и неговите современици во првата половина на 16 век.

Но, водородот бил откриен дури во 1766 година од англискиот хемичар Хенри Кевендиш, кој утврдил дека кога металите реагираат со разредените киселини, се ослободува одреден „запалив воздух“. Набљудувајќи го согорувањето на водородот во воздухот, Кевендиш открил дека водата се појавила како резултат. Ова беше во 1782 година.

Во 1783 година, францускиот хемичар Антоан-Лорен Лавоазие изолирал водород со разложување на вода со врело железо. Во 1789 година, водородот бил ослободен со распаѓање на водата под влијание на електрична струја.

Преваленца во природата

Водородот е главниот елемент на просторот. На пример, Сонцето се состои од водород 70% од неговата маса. Во Универзумот има неколку десетици илјади пати повеќе атоми на водород од сите атоми на сите метали заедно.

Земјината атмосфера содржи и малку водород во форма на едноставна супстанција - гас со состав H2. Водородот е многу полесен од воздухот и затоа се наоѓа во горните слоеви на атмосферата.

Но, има многу повеќе врзан водород на Земјата: на крајот на краиштата, тој е дел од водата, најчестата сложена супстанција на нашата планета. Нафтата, природниот гас, многу минерали и карпи содржат водород врзан во молекули. Водородот е дел од сите органски материи.

Карактеристики на елементот водород.

Водородот има двојна природа; поради оваа причина, во некои случаи водородот се става во подгрупата на алкални метали, а во други - во подгрупата на халогени.


  • Електронска конфигурација 1s 1 . Атомот на водород се состои од еден протон и еден електрон.

  • Атомот на водород е способен да изгуби електрон и да се претвори во катјон H +, а во ова е сличен на алкални метали.

  • Атомот на водород исто така може да додаде електрон, со што се формира H - анјон; во овој поглед, водородот е сличен на халогените.

  • Секогаш едновалентен во соединенија

  • CO: +1 и -1.

Физички својства на водородот

Водородот е гас, безбоен, без вкус и мирис. 14,5 пати полесен од воздухот. Малку растворлив во вода. Има висока топлинска спроводливост. На t= –253 °С се втечнува, на t= –259 °С се стврднува. Молекулите на водородот се толку мали што можат полека да се дифузираат низ многу материјали - гума, стакло, метали, кои се користат за прочистување на водородот од други гасови.

Познати се 3 изотопи на водород: - протиум, - деутериум, - тритиум. Главниот дел од природниот водород е протиум. Деутериумот е дел од тешката вода, која е збогатена со површинските водиокеанот. Тритиум е радиоактивен изотоп.

Хемиски својства на водородот

Водородот е неметал и има молекуларна структура. Молекулата на водород се состои од два атома поврзани со ковалентна неполарна врска. Енергијата на врзување во молекула на водород е 436 kJ/mol, што ја објаснува ниската хемиска активностмолекуларен водород.


  1. Интеракција со халогени. На обични температури, водородот реагира само со флуор:
H 2 + F 2 = 2HF.

Со хлор - само на светлина, формирајќи водород хлорид; со бром, реакцијата се одвива помалку енергично; со јод, таа не завршува дури и при високи температури.


  1. Интеракција со кислород - кога се загрева, кога се запали, реакцијата продолжува со експлозија: 2H 2 + O 2 = 2H 2 O.
Водородот гори во кислородот, ослободувајќи голема количина топлина. Температурата на пламенот водород-кислород е 2800 °C.

Мешавина од 1 дел кислород и 2 дела водород е „експлозивна смеса“ и е најексплозивна.


  1. Интеракција со сулфур - кога се загрева H 2 + S = H 2 S.

  2. Интеракција со азот. Со топлина, висок притисок и во присуство на катализатор:
3H 2 + N 2 = 2NH 3.

  1. Интеракција со азотен оксид (II). Се користи во системите за чистење за време на производството азотна киселина: 2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2 O.

  2. Интеракција со метални оксиди. Водородот е добар редукционен агенс, тој намалува многу метали од нивните оксиди: CuO + H 2 = Cu + H 2 O.

  3. Атомскиот водород е силен редукционен агенс. Се формира од молекуларно во електрично празнење при услови на низок притисок. Има висока редуцирачка активност водород во моментот на ослободување, формиран кога металот се редуцира со киселина.

  4. Интеракција со активни метали . На високи температури се спојува со алкалните и земноалкалните метали и формира бело кристални материи– метални хидриди, кои покажуваат оксидирачки својства: 2Na + H 2 = 2NaH;
Ca + H 2 = CaH 2.

Производство на водород

Во лабораторија:


  1. Интеракција на метал со разредени раствори на сулфурна и хлороводородна киселина,
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2.

  1. Интеракција на алуминиум или силициум со водени раствори на алкалии:
2Al + 2NaOH + 10H2O = 2Na + 3H2;

Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2.

Во индустријата:


  1. Електролиза на водени раствори на натриум и калиум хлориди или електролиза на вода во присуство на хидроксиди:
2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH;

2H 2 O = 2H 2 + O 2.


  1. Метод на конверзија. Прво, воден гас се добива со поминување на водена пареа низ топла кокс на 1000 °C:
C + H 2 O = CO + H 2.

Потоа јаглерод моноксид (II) се оксидира во јаглерод моноксид (IV) со поминување на мешавина од воден гас со вишок водена пареа преку катализатор Fe 2 O 3 загреан на 400–450 ° C:

CO +H 2 O = CO 2 + H 2.

Добиениот јаглерод моноксид (IV) се апсорбира од вода, а 50% од индустрискиот водород се произведува на овој начин.


  1. Конверзија на метан: CH 4 + H 2 O = CO + 3H 2.
Реакцијата се одвива во присуство на никел катализатор на 800 °C.

  1. Термичко распаѓање на метанот на 1200 °C: CH 4 = C + 2H 2.

  2. Длабоко ладење (до -196 °C) на гасот од рерната кокс. На оваа температура, сите гасовити материи освен водородот се кондензираат.
Примени на водород

Употребата на водородот се заснова на неговите физички и хемиски својстваО:


  • како лесен гас, се користи за полнење балони (помешани со хелиум);

  • кислород-водороден пламен се користи за добивање високи температури при заварување метали;

  • како редукционо средство се користи за добивање метали (молибден, волфрам и др.) од нивните оксиди;

  • за производство на амонијак и вештачко течно гориво, за хидрогенизација на мастите.

Во периодниот систем има своја специфична позиција, која ги одразува својствата што ги покажува и зборува за неа електронска структура. Сепак, меѓу сите нив има еден посебен атом кој зафаќа две ќелии одеднаш. Сместено е во две групи елементи кои се сосема спротивни по своите својства. Ова е водород. Ваквите карактеристики го прават уникатен.

Водородот не е само елемент, туку е и едноставна супстанција, како и составен дел на многу сложени соединенија, биоген и органоген елемент. Затоа, да ги разгледаме неговите карактеристики и својства подетално.

Водородот како хемиски елемент

Водородот е елемент од првата група од главната подгрупа, како и седмата група од главната подгрупа во првиот помал период. Овој период се состои од само два атома: хелиум и елементот што го разгледуваме. Да ги опишеме главните карактеристики на положбата на водородот во периодниот систем.

  1. Атомскиот број на водородот е 1, бројот на електрони е ист и, соодветно, бројот на протони е ист. Атомска маса - 1,00795. Постојат три изотопи на овој елемент со масени броеви 1, 2, 3. Сепак, својствата на секој од нив се многу различни, бидејќи зголемувањето на масата дури и за еден за водородот е веднаш двојно.
  2. Фактот што содржи само еден електрон на неговата надворешна површина му овозможува успешно да покажува и оксидирачки и редуцирачки својства. Покрај тоа, по дарувањето на електрон, тој останува со слободна орбитала, која учествува во формирањето на хемиските врски според механизмот донор-акцептор.
  3. Водородот е силен редукционен агенс. Затоа, нејзиното главно место се смета за првата група од главната подгрупа, каде што ги предводи најактивните метали - алкали.
  4. Меѓутоа, при интеракција со силни редукциони агенси, како што се металите, може да биде и оксидирачки агенс, прифаќајќи електрон. Овие соединенија се нарекуваат хидриди. Според оваа карактеристика, тој е на чело на подгрупата халогени со која е сличен.
  5. Поради својата многу мала атомска маса, водородот се смета за најлесниот елемент. Покрај тоа, неговата густина е исто така многу мала, па затоа е и репер за леснотија.

Така, очигледно е дека водородниот атом е сосема уникатен елемент, за разлика од сите други елементи. Следствено, неговите својства се исто така посебни, а добиените се едноставни и комплексни супстанциимногу важно. Ајде да ги разгледаме понатаму.

Едноставна супстанција

Ако зборуваме за овој елемент како молекула, тогаш мора да кажеме дека е дијатомски. Односно, водородот (проста супстанција) е гас. Неговата емпириска формула ќе биде напишана како H 2, а нејзината графичка формула ќе биде напишана со помош на сингл сигма H-H врска. Механизмот на формирање на врски помеѓу атомите е ковалентен неполарен.

  1. Реформирање на метан со пареа.
  2. Гасификација на јаглен - процесот вклучува загревање на јаглен до 1000 0 C, што резултира со формирање на водород и јаглен со висока содржина на јаглерод.
  3. Електролиза. Овој методможе да се користи само за водени раствори на различни соли, бидејќи топењето не доведува до испуштање вода во катодата.

Лабораториски методи за производство на водород:

  1. Хидролиза на метални хидриди.
  2. Ефектот на разредените киселини врз активните метали и средната активност.
  3. Интеракција на алкалните и земноалкалните метали со вода.

За да го соберете произведениот водород, мора да ја држите епрувета наопаку. На крајот на краиштата, овој гас не може да се собере на ист начин како, на пример, јаглерод диоксидот. Ова е водород, тој е многу полесен од воздухот. Брзо испарува, а во големи количини експлодира кога се меша со воздух. Затоа, епрувета треба да се преврти. Откако ќе го наполните, мора да се затвори со гумен затворач.

За да ја проверите чистотата на собраниот водород, треба да донесете запалено кибрит до вратот. Ако плескањето е досадно и тивко, тоа значи дека гасот е чист, со минимални воздушни нечистотии. Ако е гласно и свирка, тоа е валкано, со голем дел од странски компоненти.

Области на употреба

Кога водородот се согорува, толку многу се ослободува голем број наенергија (топлина), дека овој гас се смета за најпрофитабилно гориво. Покрај тоа, тој е еколошки. Сепак, до денес неговата примена во оваа област е ограничена. Ова се должи на лошо замислените и нерешени проблеми со синтетизирање на чист водород, кој би бил погоден за употреба како гориво во реактори, мотори и преносливи уреди, како и котли за греење во станбени простории.

На крајот на краиштата, методите за производство на овој гас се прилично скапи, па затоа прво е неопходно да се развие посебен метод на синтеза. Оној што ќе ви овозможи да го добиете производот во големи количини и со минимални трошоци.

Постојат неколку главни области во кои се користи гасот што го разгледуваме.

  1. Хемиски синтези. Хидрогенизацијата се користи за производство на сапуни, маргарини и пластика. Со учество на водород, метанол и амонијак, како и други соединенија, се синтетизираат.
  2. Во прехранбената индустрија - како додаток E949.
  3. Воздухопловна индустрија (ракетна наука, производство на авиони).
  4. Електроенергетската индустрија.
  5. Метеорологија.
  6. Еколошко гориво.

Очигледно, водородот е исто толку важен колку што е изобилен во природата. Различните соединенија што ги формира играат уште поголема улога.

Водородни соединенија

Ова се сложени супстанции кои содржат атоми на водород. Постојат неколку главни типови на такви супстанции.

  1. Водородни халиди. Општата формула е HHal. Од особено значење меѓу нив е водород хлоридот. Тоа е гас кој се раствора во вода и формира раствор на хлороводородна киселина. Оваа киселина е широко користена во речиси сите хемиски синтези. Покрај тоа, и органски и неоргански. Водород хлоридот е соединение со емпириска формула HCL и е едно од најголемите што се произведуваат во нашата земја годишно. Водородни халиди, исто така, вклучуваат водород јодид, водород флуорид и водород бромид. Сите тие ги формираат соодветните киселини.
  2. Испарливи Речиси сите се доста отровни гасови. На пример, водород сулфид, метан, силин, фосфин и други. Во исто време, тие се многу запаливи.
  3. Хидридите се соединенија со метали. Тие припаѓаат на класата на соли.
  4. Хидроксиди: бази, киселини и амфотерични соединенија. Тие нужно содржат атоми на водород, еден или повеќе. Пример: NaOH, K 2, H 2 SO 4 и други.
  5. Водород хидроксид. Ова соединение е подобро познато како вода. Друго име е водород оксид. Емпириската формула изгледа вака - H 2 O.
  6. Хидроген пероксид. Ова е силно оксидирачко средство, чија формула е H 2 O 2.
  7. Бројни органски соединенија: јаглеводороди, протеини, масти, липиди, витамини, хормони, есенцијални маслаи други.

Очигледно е дека разновидноста на соединенијата на елементот што го разгледуваме е многу голема. Ова уште еднаш го потврдува неговото високо значење за природата и луѓето, како и за сите живи суштества.

- ова е најдобриот растворувач

Како што споменавме погоре, заедничкото име за оваа супстанца е вода. Се состои од два атоми на водород и еден кислород, споени заедно со ковалентни врски поларни врски. Молекулата на водата е дипол, ова објаснува многу од својствата што ги покажува. Особено, тоа е универзален растворувач.

Во водната средина се случуваат речиси сите хемиски процеси. Внатрешни реакции на пластика и енергетскиот метаболизамво живите организми, исто така, се врши со користење на водород оксид.

Водата со право се смета за најважната супстанција на планетата. Познато е дека ниту еден жив организам не може да живее без него. На Земјата може да постои во три состојби на агрегација:

  • течност;
  • гас (пареа);
  • цврст (мраз).

Во зависност од изотопот на водородот вклучен во молекулата, се разликуваат три вида вода.

  1. Светло или протиум. Изотоп со масен број 1. Формула - H 2 O. Ова е вообичаената форма што ја користат сите организми.
  2. Деутериум или тежок, неговата формула е D 2 O. Содржи изотоп 2 H.
  3. Супер тежок или тритиум. Формулата изгледа како T 3 O, изотоп - 3 H.

Резервите на свежа протиум вода на планетата се многу важни. Веќе има недостиг од него во многу земји. Се развиваат методи за третман на солена вода за производство на вода за пиење.

Водород пероксид е универзален лек

Ова соединение, како што е споменато погоре, е одличен оксидирачки агенс. Меѓутоа, со силни претставници може да се однесува и како реставратор. Покрај тоа, има изразен бактерицидно дејство.

Друго име на оваа врска- пероксид. Во оваа форма се користи во медицината. 3% раствор на кристален хидрат на предметното соединение е медицински лек кој се користи за лекување на мали рани со цел нивна дезинфекција. Сепак, докажано е дека тоа го зголемува времето на заздравување на раната.

Водород пероксид се користи и во ракетното гориво, во индустријата за дезинфекција и белење и како средство за пенење за производство на соодветни материјали (на пример пена). Дополнително, пероксидот помага во чистење на аквариумите, избелување на косата и избелување на забите. Сепак, предизвикува штета на ткивата, па затоа не се препорачува од специјалисти за овие цели.

Водородот е првиот елемент во периодниот систем хемиски елементи, има атомски број 1 и релативно атомска маса 1,0079. Кои се физичките својства на водородот?

Физички својства на водородот

Во превод од латински, водород значи „раѓање вода“. Во далечната 1766 година, англискиот научник Г. Во 1787 година, А. Лавоазие го идентификувал овој „запалив воздух“ како нов хемиски елемент кој е дел од водата.

Ориз. 1. А. Лавоазие.

Водородот има 2 стабилни изотопи - протиум и деутериум, како и радиоактивен - тритиум, чија количина на нашата планета е многу мала.

Водородот е најзастапениот елемент во вселената. Сонцето и повеќето ѕвезди имаат водород како главен елемент. Овој гас се наоѓа и во водата, нафтата и природниот гас. Вкупната содржина на водород на Земјата е 1%.

Ориз. 2. Формула на водород.

Атомот на оваа супстанца содржи јадро и еден електрон. Кога водородот губи електрон, тој формира позитивно наелектризиран јон, односно покажува метални својства. Но, атомот на водород е способен не само да изгуби, туку и да добие електрон. Во ова е многу слично на халогените. Според тоа, водородот во периодниот систем припаѓа на двете групи I и VII. Неметалните својства на водородот се поизразени.

Молекулата на водород се состои од два атома поврзани со ковалентна врска

Во нормални услови, водородот е безбоен гасовит елемент кој е без мирис и вкус. Тој е 14 пати полесен од воздухот, а неговата точка на вриење е -252,8 степени Целзиусови.

Табела „Физички својства на водородот“

Покрај физичките својства, водородот има и голем број хемиски својства. Водородот, кога се загрева или под влијание на катализатори, реагира со метали и неметали, сулфур, селен, телуриум, а исто така може да ги намали оксидите на многу метали.

Производство на водород

Од индустриски методиза производство на водород (освен за електролиза на водени раствори на сол), треба да се забележи следново:

  • поминување на водена пареа низ врел јаглен на температура од 1000 степени:
  • конверзија на метан со водена пареа на температура од 900 степени:

CH 4 +2H 2 O=CO 2 +4H 2

Ајде да погледнеме што е водород. Хемиските својства и производството на овој неметал се изучуваат на курсот по неорганска хемија на училиште. Токму овој елемент води периодниот системМенделеев, и затоа заслужува детален опис.

Кратки информации за отворање на елемент

Пред да ги погледнеме физичките и хемиските својства на водородот, ајде да дознаеме како е пронајден овој важен елемент.

Хемичарите кои работеле во шеснаесеттиот и седумнаесеттиот век постојано го споменувале во своите дела запаливиот гас што се ослободува кога киселините се изложени на активни метали. Во втората половина на XVIII век, Г. Кевендиш успеал да го собере и анализира овој гас, давајќи му го името „запалив гас“.

Физичките и хемиските својства на водородот не биле проучувани во тоа време. Дури на крајот на XVIII век А. Лавоазие можел преку анализа да утврди дека овој гас може да се добие со анализа на водата. Малку подоцна, тој почна да го нарекува новиот елемент хидроген, што во превод значи „раѓање вода“. Водородот му го должи своето современо руско име на М. Ф. Соловјов.

Да се ​​биде во природа

Хемиските својства на водородот може да се анализираат само врз основа на неговото појавување во природата. Овој елемент е присутен во хидро- и литосферата, а исто така е дел од минералите: природен и поврзан гас, тресет, нафта, јаглен, нафтени шкрилци. Тешко е да се замисли возрасен човек кој не би знаел дека водородот е составен делвода.

Покрај тоа, овој неметал се наоѓа во животинските организми во форма нуклеински киселини, протеини, јаглени хидрати, масти. На нашата планета, овој елемент се наоѓа во слободна форма доста ретко, можеби само во природниот и вулканскиот гас.

Во форма на плазма, водородот сочинува приближно половина од масата на ѕвездите и Сонцето, а исто така е дел од меѓуѕвездениот гас. На пример, во слободна форма, како и во форма на метан и амонијак, овој неметал е присутен во комети, па дури и во некои планети.

Физички својства

Пред да ги разгледаме хемиските својства на водородот, забележуваме дека кога нормални условитоа е гасовита супстанција полесна од воздухот, има неколку изотопски форми. Речиси е нерастворлив во вода и има висока топлинска спроводливост. Протиумот, кој има масен број 1, се смета за негова најлесна форма. Тритиумот, кој има радиоактивни својства, се формира во природата од атмосферскиот азот кога невроните го изложуваат на УВ зраци.

Карактеристики на структурата на молекулата

За да ги разгледаме хемиските својства на водородот и реакциите карактеристични за него, да се задржиме на карактеристиките на неговата структура. Оваа диатомска молекула содржи ковалентна неполарна хемиска врска. Формирањето на атомски водород е можно преку интеракција на активни метали со киселински раствори. Но, во оваа форма, овој неметал може да постои само за краток временски период; речиси веднаш се рекомбинира во молекуларна форма.

Хемиски својства

Да ги разгледаме хемиските својства на водородот. Во повеќето соединенија што ги формира овој хемиски елемент, тој покажува состојба на оксидација од +1, што го прави сличен на активните (алкални) метали. Главните хемиски својства на водородот што го карактеризираат како метал:

  • интеракција со кислород за да се формира вода;
  • реакција со халогени, придружена со формирање на водород халид;
  • произведувајќи водород сулфид со комбинирање со сулфур.

Подолу е равенката за реакции кои ги карактеризираат хемиските својства на водородот. Ве молиме имајте предвид дека како неметал (со состојба на оксидација -1) делува само во реакција со активни метали, формирајќи соодветни хидриди со нив.

Водородот на обични температури неактивно реагира со други супстанции, така што повеќето реакции се случуваат само по претходно загревање.

Дозволете ни да се задржиме подетално на некои од хемиските интеракции на елементот што го предводи периодичниот систем на хемиски елементи на Менделеев.

Реакцијата на формирање на вода е придружена со ослободување на 285,937 kJ енергија. На покачени температури (повеќе од 550 степени Целзиусови) овој процеспридружена со силна експлозија.

Меѓу оние хемиски својства на водородниот гас кои нашле значителна примена во индустријата, интерес е неговата интеракција со металните оксиди. Токму преку каталитичка хидрогенизација во современата индустрија се обработуваат металните оксиди, на пример, чистиот метал се изолира од железната скала (мешан железен оксид). Овој методовозможува ефикасно рециклирање на старо железо.

Синтезата на амонијак, која вклучува интеракција на водородот со воздушниот азот, е исто така барана во модерната хемиска индустрија. Меѓу условите за ова хемиска интеракцијаОбрнете внимание на притисокот и температурата.

Заклучок

Водородот е неактивен хемискиво нормални услови. Како што се зголемува температурата, неговата активност значително се зголемува. Оваа супстанца е барана во органската синтеза. На пример, хидрогенизацијата може да ги намали кетоните во секундарни алкохоли и да ги претвори алдехидите во примарни алкохоли. Покрај тоа, со хидрогенизација е можно да се претворат незаситените јаглеводороди од класата на етилен и ацетилен во заситени соединенија од серијата на метан. Водородот со право се смета едноставна супстанција, на побарувачката во современото хемиско производство.