Најчестиот елемент во универзумот е водородот. Во однос на ѕвездите, таа има форма на јадра - протони - и е материјал за термонуклеарни процеси. Речиси половина од масата на Сонцето се состои и од молекули H 2. Неговата содржина во земјината корадостигнува 0,15%, а атомите се присутни во нафтата, природниот гас и водата. Заедно со кислородот, азот и јаглеродот, тој е органоген елемент кој е дел од сите живи организми на Земјата. Во нашата статија ќе ги проучуваме физичките и Хемиски својстваводородот, ќе ги одредиме главните области на неговата примена во индустријата и неговото значење во природата.

Позиција во периодниот систем на хемиски елементи на Менделеев

Првиот елемент што го откри периодниот систем е водородот. Неговата атомска маса е 1,0079. Има два стабилни изотопи (протиум и деутериум) и еден радиоактивен изотоп (тритиум). Физичките својства се одредуваат според местото на неметалот во табелата со хемиски елементи. Во нормални услови, водородот (неговата формула е H2) е гас кој е речиси 15 пати полесен од воздухот. Структурата на атомот на елементот е единствена: се состои од само јадро и еден електрон. Молекулата на супстанцијата е дијатомска, честичките во неа се поврзани со помош на ковалентни неполарна врска. Нејзиниот енергетски интензитет е доста висок - 431 kJ. Ова го објаснува ниското хемиска активностприклучоци во нормални услови. Електронската формула на водородот е: H:H.

Супстанцијата, исто така, има голем број на својства кои немаат аналози меѓу другите неметали. Ајде да погледнеме некои од нив.

Растворливост и топлинска спроводливост

Металите најдобро ја спроведуваат топлината, но водородот е блиску до нив во топлинска спроводливост. Објаснувањето за феноменот лежи во многу големата брзина на термичко движење на светлосните молекули на супстанцијата, затоа во водородна атмосфера загреаниот предмет се лади 6 пати побрзо отколку во воздухот. Соединението може да биде високо растворливо во метали; на пример, речиси 900 волумени на водород може да се апсорбираат од еден волумен на паладиум. Металите можат да влезат во хемиски реакции со H2, во кои се манифестираат оксидирачките својства на водородот. Во овој случај, се формираат хидриди:

2Na + H 2 =2 NaH.

Во оваа реакција, атомите на елементот прифаќаат електрони од метални честички, станувајќи анјони со еден негативен полнеж. Едноставната супстанција H2 во овој случај е оксидирачки агенс, што обично не е типично за него.

Водородот како редукционен агенс

Она што ги обединува металите и водородот не е само високата топлинска спроводливост, туку и способноста на нивните атоми во хемиските процеси да се откажат од сопствените електрони, односно да оксидираат. На пример, основните оксиди реагираат со водородот. Редокс реакцијата завршува со ослободување на чист метал и формирање на молекули на вода:

CuO + H 2 = Cu + H 2 O.

Интеракцијата на супстанцијата со кислород кога се загрева, исто така, доведува до формирање на молекули на вода. Процесот е егзотермичен и е придружен со ослободување големо количествотоплинска енергија. Ако гасната мешавина од H 2 и O 2 реагира во сооднос 2:1, тогаш се нарекува затоа што експлодира при запалување:

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

Водата е и игра витална улога во формирањето на хидросферата на Земјата, климата и времето. Обезбедува циркулација на елементи во природата, ги поддржува сите животни процеси на организмите - жителите на нашата планета.

Интеракција со неметали

Најважните хемиски својства на водородот се неговите реакции со неметални елементи. На нормални условисе прилично хемиски инертни, така што супстанцијата може да реагира само со халогени, на пример со флуор или хлор, кои се најактивни меѓу сите неметали. Така, мешавина од флуор и водород експлодира во темница или на студ, а со хлор - кога се загрева или на светлина. Производите на реакцијата ќе бидат водородни халиди, чии водени раствори се познати како флуоридни и хлоридни киселини. C комуницира на температура од 450-500 степени, притисок од 30-100 mPa и во присуство на катализатор:

N2 + 3H2 ⇔ p, t, kat ⇔ 2NH3.

Разгледуваните хемиски својства на водородот имаат големо значењеза индустријата. На пример, можете да добиете вреден хемиски производ - амонијак. Тоа е главната суровина за производство на нитратна киселина и азотни ѓубрива: уреа, амониум нитрат.

Органска материја

Помеѓу јаглеродот и водородот доведува до производство на наједноставниот јаглеводород - метан:

C + 2H 2 = CH 4.

Супстанцијата е најважната компонента на природните и тие се користат како вредни видовигорива и суровини за индустријата за органска синтеза.

Во хемијата на јаглеродните соединенија, елементот е дел од огромен број супстанции: алкани, алкени, јаглени хидрати, алкохоли итн. Познати се многу реакции органски соединенијасо H 2 молекули. Тие имаат заедничко име - хидрогенизација или хидрогенизација. Така, алдехидите може да се редуцираат со водород до алкохоли, незаситени јаглеводороди - до алкани. На пример, етилен се претвора во етан:

C 2 H 4 + H 2 = C 2 H 6.

Хемиските својства на водородот, како што е, на пример, хидрогенизацијата на течните масла: сончоглед, пченка, семе од репка, се од важно практично значење. Тоа доведува до производство на цврста маст - свинска маст, која се користи за производство на глицерин, сапун, стеарин и тврд маргарин. За подобрување изгледа во него се додава вкусот на прехранбениот производ, млекото, животинските масти, шеќерот и витамините.

Во нашата статија ги проучувавме својствата на водородот и ја дознавме неговата улога во природата и човечкиот живот.

ДЕФИНИЦИЈА

Водород– првиот елемент од Периодниот систем на хемиски елементи Д.И. Менделеев. Симбол - Н.

Атомска маса - 1 аму. Молекулата на водородот е двоатомска – H2.

Електронската конфигурација на атомот на водород е 1s 1. Водородот припаѓа на фамилијата s-елементи. Во своите соединенија покажува оксидациски состојби -1, 0, +1. Природниот водород се состои од два стабилни изотопи - протиум 1H (99,98%) и деутериум 2H (D) (0,015%) - и радиоактивен изотоп тритиум 3H (T) (количини во трагови, полуживот - 12,5 години).

Хемиски својства на водородот

Во обични услови, молекуларниот водород покажува релативно ниско ниво реактивност, што се објаснува со високата јачина на врските во молекулата. Кога се загрева, тој комуницира со речиси сите едноставни супстанции формирани од елементите на главните подгрупи (освен благородните гасови, B, Si, P, Al). Во хемиските реакции може да дејствува и како редукционо средство (почесто) и како оксидирачко средство (поретко).

Водородни експонати својства на редукционото средство(H 2 0 -2e → 2H +) во следните реакции:

1. Реакции на интеракција со едноставни материи - неметали. Водородот реагира со халогени, згора на тоа, реакцијата на интеракција со флуор во нормални услови, во темница, со експлозија, со хлор - под осветлување (или УВ зрачење) според механизам на синџир, со бром и јод само кога се загреваат; кислород(мешавина од кислород и водород во волуменски сооднос од 2:1 се нарекува „експлозивен гас“), сиво, азотИ јаглерод:

H 2 + Hal 2 = 2HHal;

2H2 + O2 = 2H2O + Q (t);

H 2 + S = H 2 S (t = 150 - 300C);

3H2 + N2 ↔ 2NH3 (t = 500C, p, kat = Fe, Pt);

2H 2 + C ↔ CH 4 (t, p, kat).

2. Реакции на интеракција со комплексни супстанции. Водородот реагира не е доволно со оксиди активни метали , и тој е способен да ги редуцира само металите кои се во серијата активности десно од цинкот:

CuO + H2 = Cu + H2O (t);

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O (t);

WO 3 + 3H 2 = W + 3H 2 O (t).

Водородот реагира со неметални оксиди:

H 2 + CO 2 ↔ CO + H 2 O (t);

2H 2 + CO ↔ CH 3 OH (t = 300C, p = 250 - 300 atm., kat = ZnO, Cr 2 O 3).

Водородот влегува во реакции на хидрогенизација со органски соединенија од класата циклоалкани, алкени, арени, алдехиди и кетони итн. Сите овие реакции се изведуваат со загревање, под притисок, со користење на платина или никел како катализатори:

CH2 = CH2 + H2 ↔ CH3-CH3;

C6H6 + 3H2↔ C6H12;

C3H6 + H2↔ C3H8;

CH3 CHO + H2 ↔ CH3-CH2-OH;

CH3-CO-CH3 + H2↔ CH3-CH(OH)-CH3.

Водород како оксидирачки агенс(H 2 +2e → 2H -) се појавува во реакции со алкални и земноалкални метали. Во овој случај, се формираат хидриди - кристални јонски соединенија во кои водородот покажува состојба на оксидација од -1.

2Na +H 2 ↔ 2NaH (t, p).

Ca + H 2 ↔ CaH 2 (t, p).

Физички својства на водородот

Водородот е лесен, безбоен гас без мирис, со густина во услови на околина. – 0,09 g/l, 14,5 пати полесен од воздухот, t врие = -252,8C, t pl = - 259,2C. Водородот е слабо растворлив во вода и органски растворувачи; тој е многу растворлив во некои метали: никел, паладиум, платина.

Според модерната космохемија, водородот е најчестиот елемент во Универзумот. Главната форма на постоење на водород во вселена– поединечни атоми. Водородот е деветтиот најзастапен елемент на Земјата меѓу сите елементи. Главната количина на водород на Земјата е во врзана состојба - во составот на вода, нафта, природен гас, јагленитн. Водородот ретко се наоѓа во форма на едноставна супстанција - во составот на вулкански гасови.

Производство на водород

Постојат лабораториски и индустриски методи за производство на водород. Лабораториските методи вклучуваат интеракција на метали со киселини (1), како и интеракција на алуминиум со водени раствори на алкали (2). Меѓу индустриски методиво производството на водород, електролизата на водени раствори на алкалии и соли (3) и конверзија на метан (4) играат важна улога:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 (1);

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na +3 H2 (2);

2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH (3);

CH 4 + H 2 O ↔ CO + H 2 (4).

Примери за решавање проблеми

ПРИМЕР 1

Вежбајте	Кога 23,8 g калај метал реагира со вишок на хлороводородна киселинаводородот бил ослободен во количина доволна за да се добијат 12,8 g бакар метал.Одреди ја оксидационата состојба на калајот во добиеното соединение.
Решение	Врз основа електронска структураатом на калај (...5s 2 5p 2), можеме да заклучиме дека калајот се карактеризира со две оксидациски состојби - +2, +4. Врз основа на ова, создаваме равенки за можни реакции: Sn + 2HCl = H2 + SnCl2 (1); Sn + 4HCl = 2H2 + SnCl4 (2); CuO + H 2 = Cu + H 2 O (3). Ајде да ја најдеме количината на бакарна супстанција: v(Cu) = m(Cu)/M(Cu) = 12,8/64 = 0,2 mol. Според равенката 3, количината на водородна супстанција: v(H 2) = v(Cu) = 0,2 mol. Знаејќи ја масата на калај, ја наоѓаме неговата количина на супстанција: v(Sn) = m(Sn)/M(Sn) = 23,8/119 = 0,2 mol. Да ги споредиме количините на калај и водородни материи според равенките 1 и 2 и според условите на проблемот: v 1 (Sn): v 1 (H 2) = 1: 1 (равенка 1); v 2 (Sn): v 2 (H 2) = 1: 2 (равенка 2); v(Sn): v(H 2) = 0,2:0,2 = 1:1 (проблематична состојба). Според тоа, калајот реагира со хлороводородна киселина според равенката 1 и оксидационата состојба на калајот е +2.
Одговори	Состојбата на оксидација на калај е +2.

ПРИМЕР 2

Вежбајте	Гасот ослободен со дејство на 2,0 g цинк на 18,7 ml 14,6% хлороводородна киселина (густина на растворот 1,07 g/ml) се пренесува кога се загрева над 4,0 g бакар (II) оксид. Колкава е масата на добиената цврста смеса?
Решение	Кога цинкот реагира со хлороводородна киселина, водородот се ослободува: Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2 (1), кој, кога се загрева, го редуцира бакар (II) оксид во бакар (2): CuO + H 2 = Cu + H 2 O. Ајде да ги најдеме количините на супстанции во првата реакција: m(раствор на HCl) = 18,7. 1,07 = 20,0 g; m(HCl) = 20,0. 0,146 = 2,92 g; v(HCl) = 2,92/36,5 = 0,08 mol; v(Zn) = 2,0/65 = 0,031 mol. Цинкот е во недостиг, така што количината на водород што се ослободува е: v(H 2) = v(Zn) = 0,031 mol. Во втората реакција, водородот е во недостиг бидејќи: v(СuО) = 4,0/80 = 0,05 mol. Како резултат на реакцијата, 0,031 mol CuO ќе се претвори во 0,031 mol Cu, а загубата на маса ќе биде: m(СuО) – m(Сu) = 0,031×80 – 0,031×64 = 0,50 g. Масата на цврстата смеса од CuO и Cu по пропуштањето на водородот ќе биде: 4,0-0,5 = 3,5 g.
Одговори	Масата на цврстата смеса од CuO и Cu е 3,5 g.

Водородот е првиот елемент во Периодичен системхемиски елементи, има атомски број 1 и релативна 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 дефинирал 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“

Освен физички својстваВодородот 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 индустриските методи за 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

Генерализирачка шема „ВОДОРОД“

Јас. Водородот е хемиски елемент

а) Позиција во ПШЕ

• сериски број бр.1
• период 1
• група I (главна подгрупа „А“)
• релативна маса Ar(H)=1
• Латинско име Hydrogenium (раѓање вода)

б) Преваленцата на водородот во природата

Водородот е хемиски елемент.	Во земјината кора(литосфера и хидросфера) - 1% по тежина (10 место меѓу сите елементи)
	АТМОСФЕРА - 0,0001% по број на атоми
	Најчестиот елемент во универзумот – 92% од сите атоми (главна компонентаѕвезди и меѓуѕвезден гас)

Водородот е хемикалија елемент	Во врските	H 2 O - вода(11% по тежина)
		CH 4 – гас метан(25% по тежина)
		Органска материја (нафта, запаливи природни гасови и други) Кај животинските и растителните организми(односно во протеински состав, нуклеински киселини, масти, јаглени хидрати и други) Во човечкото телово просек содржи околу 7 килограми водород.

в) Валентност на водородот во соединенијата

II. Водородот е едноставна супстанција (H 2)

Потврда

1. Лабораторија (Кип апарат) А) Интеракција на метали со киселини: Zn+ 2HCl = ZnCl 2 + H 2 сол Б) Интеракција на активни метали со вода: 2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 база

2. Индустрија · Електролиза на вода е-пошта струја 2H 2 O = 2H 2 + O 2 · Од природен гас т, Ни CH 4 + 2H 2 O=4H 2 +CO 2

Пронаоѓање на водород во природата.

Водородот е широко распространет во природата, неговата содржина во земјината кора (литосфера и хидросфера) е 1% по маса и 16% по бројот на атоми. Водородот е дел од најчестата супстанција на Земјата - водата (11,19% од водородот по маса), во составот на соединенија кои го сочинуваат јагленот, нафтата, природните гасови, глините, како и животинските и растителните организми (т.е. составот на протеини, нуклеински киселини, масти, јаглени хидрати и други). Водородот е исклучително редок во својата слободна состојба, тој се наоѓа во мали количини во вулканските и другите природни гасови. Мали количества слободен водород (0,0001% по бројот на атоми) се присутни во атмосферата. Во вселената блиску до Земјата, водородот во форма на проток на протони го формира внатрешниот („протонски“) појас на зрачење на Земјата. Во вселената, водородот е најзастапениот елемент. Во форма на плазма, таа сочинува околу половина од масата на Сонцето и повеќето ѕвезди, најголемиот дел од гасовите на меѓуѕвездената средина и гасните маглини. Водородот е присутен во атмосферата на голем број планети и во комети во форма на слободен H 2, метан CH 4, амонијак NH 3, вода H 2 O и радикали. Во форма на проток на протони, водородот е дел од корпускуларното зрачење на Сонцето и космичките зраци.

Постојат три изотопи на водород:
а) лесен водород - протиум,
б) тежок водород - деутериум (D),
в) супертежок водород – тритиум (Т).

Тритиумот е нестабилен (радиоактивен) изотоп, така што практично никогаш не се наоѓа во природата. Деутериумот е стабилен, но е многу мал: 0,015% (од масата на целиот копнеен водород).

Валентноста на водородот во соединенијата

Во соединенијата, водородот покажува валентностЈас.

Физички својства на водородот

Едноставната супстанција водород (H 2) е гас, полесен од воздухот, безбоен, без мирис, без вкус, точка на вриење = – 253 0 C, водородот е нерастворлив во вода, запалив. Водородот може да се собере со поместување на воздухот од епрувета или вода. Во овој случај, епрувета мора да се преврти наопаку.

Производство на водород

Во лабораторија, водородот се произведува како резултат на реакцијата

Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2.

Наместо цинк, можете да користите железо, алуминиум и некои други метали, а наместо сулфурна киселина, можете да користите некои други разредени киселини. Добиениот водород се собира во епрувета со поместување на водата (види Сл. 10.2 б) или едноставно во превртена колба (сл. 10.2 а).

Во индустријата, водородот се произведува во големи количини од природен гас (главно метан) со негова реакција со водена пареа на 800 °C во присуство на никел катализатор:

CH 4 + 2H 2 O = 4H 2 +CO 2 (t, Ni)

или третирајте јаглен на висока температура со водена пареа:

2H 2 O + C = 2H 2 + CO 2. (т)

Чистиот водород се добива од водата со нејзино разложување електричен шок(предмет на електролиза):

2H 2 O = 2H 2 + O 2 (електролиза).

Карактеристики на s-елементи

Блокот од s-елементи вклучува 13 елементи, заедничко за кои е градењето на надворешно енергетско ниво во нивните атоми на поднивото s.

Иако водородот и хелиумот се класифицирани како s-елементи, поради специфичната природа на нивните својства, тие треба да се разгледуваат посебно. Водород, натриум, калиум, магнезиум, калциум се витални елементи.

Соединенијата на s-елементите покажуваат општи обрасци во нивните својства, што се објаснува со сличноста на електронската структура на нивните атоми. Сите надворешни електрони се валентни електрони и учествуваат во формирањето на хемиски врски. Затоа, максималната состојба на оксидација на овие елементи во соединенијата е еднаква на бројелектрони во надворешниот слој и соодветно е еднаков на бројот на групата во која се наоѓа елементот. Состојбата на оксидација на металите од s-елементот е секогаш позитивна. Друга карактеристика е што откако ќе се одвојат електроните на надворешниот слој, останува јон со обвивка од благороден гас. Кога се зголемува сериски бројелемент, атомски радиус, енергијата на јонизација се намалува (од 5,39 eV y Li на 3,83 eV y Fr), а активноста на редукција на елементите се зголемува.

Огромното мнозинство на соединенијата на s-елементите се безбојни (за разлика од соединенијата на d-елементите), бидејќи преминот на d-електроните од ниски нивоа на енергијадо повисоки нивоа на енергија.

Соединенијата на елементите од групите IA - IIA се типични соли; во воден раствор тие речиси целосно се дисоцираат во јони и не подлежат на катјонска хидролиза (освен солите Be 2+ и Mg 2+).

водород хидрид јонски ковалентен

Комплексирањето не е типично за јоните на s-елементот. Кристалните комплекси на s - елементи со лиганди H 2 O-кристалните хидрати се познати уште од античко време, на пример: Na 2 B 4 O 7 10H 2 O-боракс, KAl (SO 4) 2 12H 2 O-стипса. Молекулите на водата во кристалните хидрати се групирани околу катјонот, но понекогаш целосно го опкружуваат анјонот. Поради малиот јонски полнеж и големиот јонски радиус, алкалните метали се најмалку склони кон формирање комплекси, вклучително и аква комплекси. Како комплексни агенси во комплексни соединенијаЈоните на литиум, берилиум и магнезиум се со ниска стабилност.

Водород. Хемиски својства на водородот

Водородот е најлесниот s-елемент. Неговиот електронска конфигурацијаво основната состојба 1S 1. Атомот на водород се состои од еден протон и еден електрон. Особеноста на водородот е тоа што неговиот валентен електрон се наоѓа директно во сферата на дејство на атомското јадро. Водородот нема среден електронски слој, така што водородот не може да се смета за електронски аналог на алкалните метали.

Како и алкалните метали, водородот е редукционо средство и покажува состојба на оксидација од +1. Спектрите на водородот се слични на спектрите на алкалните метали. Она што го прави водородот сличен на алкалните метали е неговата способност да произведува хидриран, позитивно наелектризиран H + јон во растворите.

Како халоген, на атомот на водород му недостасува еден електрон. Ова го одредува постоењето на H - хидрид јон.

Покрај тоа, како атомите на халоген, атомите на водород се карактеризираат со висока енергија на јонизација (1312 kJ/mol). Така, водородот зазема посебна позиција во периодниот систем на елементи.

Водородот е најзастапениот елемент во универзумот, со околу половина од масата на Сонцето и повеќето ѕвезди.

На Сонцето и на другите планети, водородот е во атомска состојба, во меѓуѕвездената средина во форма на делумно јонизирани диатомски молекули.

Водородот има три изотопи; протиум 1 H, деутериум 2 D и тритиум 3 Т, а тритиумот е радиоактивен изотоп.

Молекулите на водородот се одликуваат со висока јачина и мала поларизација, мала големина и мала маса и имаат висока мобилност. Затоа, водородот има многу ниски температуритопење (-259,2 o C) и вриење (-252,8 o C). Поради високата енергија на дисоцијација (436 kJ/mol), распаѓањето на молекулите во атоми се случува на температури над 2000 o C. Водородот е безбоен гас, без мирис и вкус. Има мала густина - 8,99·10 -5 g/cm При многу високи притисоци, водородот се трансформира во метална состојба. Се верува дека на далечни планети сончев систем- На Јупитер и Сатурн водородот е во метална состојба. Постои претпоставка дека составот на земјиното јадро вклучува и метален водород, каде што се наоѓа при ултра висок притисок создаден од земјината обвивка.

Хемиски својства. На собна температура, молекуларниот водород реагира само со флуор, кога е озрачен со светлина - со хлор и бром и кога се загрева со O 2, S, Se, N 2, C, I 2.

Реакциите на водородот со кислородот и халогените се одвиваат со радикален механизам.

Интеракцијата со хлор е пример за неразгранета реакција кога се озрачува со светлина (фотохемиска активација) или кога се загрева (термичка активација).

Сl+ H2 = HCl + H (развој на синџирот)

H+ Cl 2 = HCl + Cl

Експлозијата на детонирачки гас - мешавина на водород-кислород - е пример за процес на разгранет ланец, кога започнувањето на ланецот вклучува не една, туку неколку фази:

H 2 + O 2 = 2OH

H+ O 2 = OH+O

O+ H 2 = OH+ H

OH + H 2 = H 2 O + H

Процесот на експлозија може да се избегне ако работите со чист водород.

Бидејќи водородот се карактеризира со позитивна (+1) и негативна (-1) оксидациска состојба, водородот може да покаже и намалувачки и оксидирачки својства.

Намалувачките својства на водородот се манифестираат при интеракција со неметали:

H 2 (g) + Cl 2 (g) = 2HCl (g),

2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g),

Овие реакции продолжуваат со ослободување на големо количество топлина, што укажува на високата енергија (јачина) на врските H-Cl, H-O. Затоа, водородот покажува редуцирачки својства кон многу оксиди и халиди, на пример:

Ова е основа за користење на водород како редукционо средство за добивање едноставни материиод халидни оксиди.

Уште посилно редукционо средство е атомскиот водород. Се формира од молекуларно празнење на електрони при услови на низок притисок.

Водородот има висока редуцирачка активност во моментот на ослободување за време на интеракцијата на метал со киселина. Овој водород го намалува CrCl 3 на CrCl 2:

2CrCl 3 + 2HCl + 2Zn = 2CrCl 2 + 2ZnCl 2 + H 2 ^

Интеракцијата на водородот со азотен оксид (II) е важна:

2NO + 2H2 = N2 + H2O

Се користи во системи за прочистување за производство на азотна киселина.

Како оксидирачки агенс, водородот комуницира со активни метали:

Во овој случај, водородот се однесува како халоген, формирајќи слично на халидите хидриди.

Хидридите на s-елементите од групата I имаат јонска структура од типот NaCl. Хемиски, јонските хидриди се однесуваат како основни соединенија.

Ковалентните хидриди вклучуваат хидриди на неметални елементи кои се помалку електронегативни од самиот водород, на пример, хидриди од составот SiH 4, BH 3, CH 4. По хемиска природа, неметалните хидриди се кисели соединенија.

Карактеристична карактеристика на хидролизата на хидридите е ослободувањето на водород; реакцијата се одвива преку механизам за редокс.

Основен хидрид

Киселина хидрид

Поради ослободување на водород, хидролизата продолжува целосно и неповратно (?H<0, ?S>0). Во овој случај, базичните хидриди формираат алкали, а киселите хидриди формираат киселина.

Стандардниот потенцијал на системот е B. Според тоа, H јонот е силен редукционен агенс.

Во лабораторија, водородот се произведува со реакција на цинк со 20% сулфурна киселина во Kipp апарат.

Техничкиот цинк често содржи мали нечистотии од арсен и антимон, кои се редуцираат со водород во моментот на ослободување до отровни гасови: арсин SbH 3 и stabine SbH Овој водород може да ве отруе. Со хемиски чист цинк, реакцијата се одвива бавно поради пренапон и не може да се добие добра водородна струја. Брзината на оваа реакција се зголемува со додавање на кристали на бакар сулфат; реакцијата се забрзува со формирање на галванска двојка Cu-Zn.

Повеќе чист водород се формира со дејство на алкали на силициум или алуминиум кога се загрева:

Во индустријата, чистиот водород се произведува со електролиза на вода што содржи електролити (Na 2 SO 4, Ba (OH) 2).

За време на електролизата се произведуваат големи количини водород како нуспроизвод воден растворнатриум хлорид со дијафрагма што ги одвојува катодните и анодните простори,

Најголемо количество водород се добива со гасификација на цврсто гориво (антрацит) со прегреана водена пареа:

Или со конверзија на природен гас (метан) со прегреана пареа:

Добиената смеса (синтезен гас) се користи во производството на многу органски соединенија. Износот на водородот може да се зголеми со пропуштање на синтетниот гас преку катализаторот, кој го претвора CO во CO2.

Апликација.Во синтезата на амонијак се троши голема количина на водород. За производство на водород хлорид и хлороводородна киселина, за хидрогенизација на растителни масти, за редукција на метали (Mo, W, Fe) од оксиди. Водород-кислороден пламен се користи за заварување, сечење и топење метали.

Течниот водород се користи како ракетно гориво. Водородното гориво е еколошкии енергетски поинтензивен од бензинот, па во иднина може да ги замени нафтените продукти. Веќе неколку стотици автомобили во светот се напојуваат со водород. Проблемите на водородната енергија се поврзани со складирањето и транспортирањето на водородот. Водородот се складира во подземни танкери во течна состојба под притисок од 100 атм. Транспортот на големи количини на течен водород претставува сериозни ризици.