Salétromsav-nitritek. Salétromsav: kémiai és fizikai tulajdonságok. Salétromsav és nitritek

A hidrogén H a leggyakoribb elem az Univerzumban (kb. 75 tömegszázalék), a Földön a kilencedik leggyakoribb elem. A legfontosabb természetes hidrogénvegyület a víz.
A hidrogén az első helyen áll periodikus rendszer(Z = 1). Ennek a legegyszerűbb az atomszerkezete: az atommag 1 protonból áll, körülvéve 1 elektronból álló elektronfelhő.
Bizonyos körülmények között a hidrogén megjelenik fémes tulajdonságok(elektront adományoz), másokban - nem fémes (elektront fogad el).
Hidrogénizotópok találhatók a természetben: 1H - protium (az atommag egy protonból áll), 2H - deutérium (D - az atommag egy protonból és egy neutronból áll), 3H - trícium (T - az atommag egy protonból és kettőből áll neutronok).

Az egyszerű anyag hidrogén

A hidrogénmolekula két atomból áll, amelyek nem poláris kovalens kötéssel kapcsolódnak egymáshoz.
fizikai tulajdonságok. A hidrogén színtelen, nem mérgező, szagtalan és íztelen gáz. A hidrogénmolekula nem poláris. Ezért a molekulák közötti kölcsönhatás erői gázhalmazállapotú hidrogénben kicsik. Ez alacsony forráspontokban (-252,6 0С) és olvadáspontokban (-259,2 0С) nyilvánul meg.
A hidrogén könnyebb a levegőnél, D (levegőben) = 0,069; vízben enyhén oldódik (2 térfogatrész H2 oldódik 100 térfogat vízben). Ezért a laboratóriumban előállított hidrogén levegő- vagy vízkiszorításos módszerekkel összegyűjthető.

Hidrogén beszerzése

A laboratóriumban:

1. Híg savak hatása fémekre:
Zn +2HCl → ZnCl 2 +H 2

2. Kölcsönhatása lúgos és sh-z fémek vízzel:
Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

3. A hidridek hidrolízise: a fém-hidridek víz hatására könnyen lebomlanak, megfelelő lúg és hidrogén képződésével:
NaH + H 2 O → NaOH + H 2
CaH 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 2H 2

4. Lúgok hatása cinkre, alumíniumra vagy szilíciumra:
2Al + 2NaOH + 6H 2O → 2Na + 3H 2
Zn + 2KOH + 2H 2O → K2 + H2
Si + 2NaOH + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2

5. Víz elektrolízis. A víz elektromos vezetőképességének növelése érdekében elektrolitot adnak hozzá, például NaOH-t, H 2 SO 4-et vagy Na 2 SO 4-et. A katódon 2 térfogat hidrogén képződik, az anódon - 1 térfogat oxigén.
2H 2 O → 2H 2 + O 2

Hidrogén ipari termelése

1. Metán átalakítása gőzzel, Ni 800 °C (legolcsóbb):
CH 4 + H 2 O → CO + 3 H 2
CO + H 2 O → CO 2 + H 2

Összesen:
CH 4 + 2 H 2 O → 4 H 2 + CO 2

2. Vízgőz forró kokszon keresztül 1000 o C-on:
C + H 2 O → CO + H 2
CO + H 2 O → CO 2 + H 2

A keletkező szén-monoxidot (IV) a víz elnyeli, így az ipari hidrogén 50%-a keletkezik.

3. Metán 350 °C-ra melegítésével vas- vagy nikkelkatalizátor jelenlétében:
CH4 → C + 2H 2

4. Elektrolízis vizes oldatok KCl vagy NaCl melléktermékként:
2H 2O + 2NaCl → Cl 2 + H 2 + 2NaOH

A hidrogén kémiai tulajdonságai

• A vegyületekben a hidrogén mindig egyértékű. Oxidációs állapota +1, de fémhidridekben -1.
• A hidrogénmolekula két atomból áll. A köztük lévő kötés kialakulását egy általánosított H elektronpár képződése magyarázza: H vagy H 2
• Az elektronok ilyen általánosítása miatt a H 2 molekula energetikailag stabilabb, mint egyes atomjai. Egy molekula atomokra bontásához 1 mol hidrogénben 436 kJ energiát kell felhasználni: H 2 \u003d 2H, ∆H ° \u003d 436 kJ / mol
• Ez magyarázza a molekuláris hidrogén viszonylag alacsony aktivitását normál hőmérsékleten.
• Sok nemfémmel a hidrogén gáznemű vegyületeket képez, például RN 4, RN 3, RN 2, RN.

1) Halogénekkel hidrogén-halogenideket képez:
H 2 + Cl 2 → 2HCl.
Ugyanakkor a fluorral felrobban, klórral és brómmal csak megvilágítva vagy hevítve, jóddal csak melegítéskor reagál.

2) Oxigénnel:
2H 2 + O 2 → 2H 2 O
hőleadással. Normál hőmérsékleten a reakció lassan, 550 ° C felett robbanással megy végbe. 2 térfogatrész H 2 és 1 térfogatrész O 2 keverékét robbanásveszélyes gáznak nevezzük.

3) Melegítve erőteljesen reagál a kénnel (szelénnel és tellúrral sokkal nehezebb):
H 2 + S → H 2 S (hidrogén-szulfid),

4) Nitrogénnel, csak a katalizátoron képződik ammónia, magasabb hőmérsékleten és nyomáson:
ZN 2 + N 2 → 2NH 3

5) Szénnel magas hőmérsékleten:
2H 2 + C → CH 4 (metán)

6) Alkáli- és alkáliföldfémekkel hidrideket képez (a hidrogén oxidálószer):
H2 + 2Li → 2LiH
a fém-hidridekben a hidrogénion negatív töltésű (oxidációs állapot -1), vagyis a Na + H - hidrid úgy épül fel, mint a Na + Cl -klorid.

Összetett anyagokkal:

7) Fém-oxidokkal (fémek helyreállítására használják):
CuO + H 2 → Cu + H 2 O
Fe 3 O 4 + 4H 2 → 3Fe + 4H 2 O

8) szén-monoxiddal (II):
CO + 2H 2 → CH 3OH
Szintézis - gáz (hidrogén és szén-monoxid keveréke) fontos szerepet játszik gyakorlati érték, mert a hőmérséklettől, nyomástól és katalizátortól függően különféle szerves vegyületek HCHO, CH3OH és mások.

9) A telítetlen szénhidrogének reakcióba lépnek a hidrogénnel, és telítettekké alakulnak:
C n H 2n + H 2 → C n H 2n+2.

A hidrogén (H) nagyon könnyű kémiai elem 0,9 tömegszázalék a földkéregben, 11,19 tömegszázalék a vízben.

A hidrogén jellemzése

Könnyűségét tekintve a gázok között az első. Normál körülmények között íztelen, színtelen és teljesen szagtalan. Amikor belép a termoszférába, kis súlya miatt az űrbe repül.

Az egész univerzumban ez a legtöbb kémiai elem (az anyagok teljes tömegének 75%-a). Olyannyira, hogy a világűrben sok csillag teljes egészében ebből áll. Például a Nap. Fő összetevője a hidrogén. A hő és a fény pedig az anyag magjainak fúziója során felszabaduló energia eredménye. Az űrben is egész felhők vannak különböző méretű, sűrűségű és hőmérsékletű molekuláiból.

Fizikai tulajdonságok

A magas hőmérséklet és nyomás jelentősen megváltoztatja tulajdonságait, de normál körülmények között:

Más gázokhoz képest magas hővezető képességgel rendelkezik,

Nem mérgező és vízben rosszul oldódik

0,0899 g/l sűrűséggel 0 °C-on és 1 atm.

-252,8°C-on folyadékká alakul

-259,1 °C-on megszilárdul,

A fajlagos égéshő 120,9,106 J/kg.

hogy folyékony legyen vagy szilárd állapot nagy nyomású és nagyon alacsony hőmérsékletek. Cseppfolyós állapotban folyékony és könnyű.

Kémiai tulajdonságok

Nyomás és hűtés hatására (-252,87 gr. C) a hidrogén folyékony halmazállapotúvá válik, amely könnyebb, mint bármely analóg. Ebben kevesebb helyet foglal, mint gáznemű formában.

Ő egy tipikus nem fém. Laboratóriumokban fémek (például cink vagy vas) híg savakkal való reagáltatásával nyerik. Normál körülmények között inaktív, és csak aktív nemfémekkel reagál. A hidrogén elválaszthatja az oxigént az oxidoktól, és redukálhatja a fémeket a vegyületektől. Ez és keverékei kialakulnak hidrogén kötés néhány elemmel.

A gáz jól oldódik etanolban és sok fémben, különösen a palládiumban. Az ezüst nem oldja fel. A hidrogén oxidálódhat égés során oxigénben vagy levegőben, valamint ha kölcsönhatásba lép halogénekkel.

Oxigénnel kombinálva víz képződik. Ha a hőmérséklet normális, akkor a reakció lassú, ha 550 ° C felett - robbanással (robbanásveszélyes gázzá alakul).

A hidrogén megtalálása a természetben

Bár sok hidrogén található bolygónkon, nem könnyű megtalálni tiszta formájában. Keveset találhatunk vulkánkitörések során, olajkitermeléskor és a szerves anyagok bomlásának helyén.

A teljes mennyiség több mint fele vízzel van a készítményben. Az olaj, a különféle agyagok, az éghető gázok, az állatok és a növények szerkezetében is megtalálható (a jelenléte minden élő sejtben az atomok számának 50%-a).

A hidrogén körforgása a természetben

Évente hatalmas mennyiségű (több milliárd tonna) növényi maradvány bomlik le a víztestekben és a talajban, és ez a bomlás hatalmas tömegű hidrogént fröccsen a légkörbe. Felszabadul a baktériumok által okozott erjedés, égés során is, és az oxigénnel együtt részt vesz a víz körforgásában.

Alkalmazások hidrogénhez

Az elemet az emberiség aktívan használja tevékenységei során, így megtanultuk, hogyan lehet bevinni ipari mérleg számára:

Meteorológia, vegyipari termelés;

margarin előállítása;

Rakéták üzemanyagaként (folyékony hidrogén);

Energiaipar elektromos generátorok hűtéséhez;

Fémek hegesztése és vágása.

A hidrogén tömegét szintetikus benzin (az alacsony minőségű üzemanyag minőségének javítására), ammónia, hidrogén-klorid, alkoholok és egyéb anyagok előállítására használják. Az atomenergia aktívan használja izotópjait.

A "hidrogén-peroxid" készítményt széles körben használják a kohászatban, az elektronikai iparban, a cellulóz- és papírgyártásban, a len- és pamutszövetek fehérítésében, hajfestékek és kozmetikumok, polimerek gyártására, valamint a sebek kezelésére szolgáló gyógyászatban.

Ennek a gáznak a "robbanékony" természete halálos fegyver lehet. hidrogénbomba. Robbanása hatalmas mennyiségű radioaktív anyag felszabadulásával jár, és minden élőlényre káros.

A folyékony hidrogén és a bőr érintkezése súlyos és fájdalmas fagyási sérülésekkel fenyeget.

29. előadás

Hidrogén. Víz

Előadás terv:

Víz. Vegyi és fizikai tulajdonságok

A hidrogén és a víz szerepe a természetben

A hidrogén mint kémiai elem

D. I. Mengyelejev periodikus rendszerében a hidrogén az egyetlen elem, amelynek elhelyezkedése nem egyértelmű. Vegyjele a periódusos rendszerben kétszer szerepel: az IA és a VIIA csoportban egyaránt. Ez azzal magyarázható, hogy a hidrogénnek számos olyan tulajdonsága van, amely alkálifémekkel és halogénekkel egyaránt kombinálja (14. táblázat).

14. táblázat

A hidrogén tulajdonságainak összehasonlítása az alkálifémek és halogének tulajdonságaival

Hasonlóság az alkálifémekhez	Hasonlóság a halogénekhez
Kint energia szint A hidrogénatomok egy elektront tartalmaznak. A hidrogén az s-elemekhez tartozik	A külső és egyetlen szint befejezéséhez a hidrogénatomokból, akárcsak a halogénatomokból, egy elektron hiányzik
A hidrogén redukáló tulajdonságokat mutat. Az oxidáció következtében a hidrogén a legáltalánosabb oxidációs állapotot kapja vegyületeiben +1	A hidrogénnek, akárcsak a halogéneknek, az alkáli- és alkáliföldfémekkel alkotott vegyületekben -1 oxidációs állapota van, ami megerősíti oxidáló tulajdonságok.
Feltételezzük, hogy a térben szilárd hidrogén van fémes kristályrácstal.	A fluorhoz és klórhoz hasonlóan a hidrogén is gáz normál körülmények között. Molekulái a halogének molekuláihoz hasonlóan kétatomosak és kovalens, nem poláris kötésből jönnek létre.

A természetben a hidrogén három 1, 2 és 3 tömegszámú izotóp formájában létezik: protium 1 1 H, deutérium 2 1 D és trícium 3 1 T. Az első kettő stabil izotópok, a harmadik pedig radioaktív. Az izotópok természetes keverékét a protium uralja. A H:D:T izotópok közötti mennyiségi arányok 1:1,46 10 -5: 4,00 10 -15 .

A hidrogénizotópok vegyületei tulajdonságaiban különböznek egymástól. Így például a könnyű protiumvíz (H 2 O) forráspontja - 100 o C és 0 o C, a deutériumé (D 2 O) pedig - 101,4 o C és 3,8 o C. A reakció sebessége könnyű víz részvételével nagyobb, mint a nehéz víz.

A hidrogén a leggyakoribb elem az Univerzumban – az Univerzum tömegének körülbelül 75%-át vagy atomjainak több mint 90%-át teszi ki. A hidrogén a víz része a Föld legfontosabb geológiai héjában - a hidroszférában.

A hidrogén a szénnel együtt minden szerves anyagot képez, vagyis része a Föld élő héjának - a bioszférának. V földkéreg- litoszféra - a hidrogén tömegtartalma mindössze 0,88%, azaz az összes elem között a 9. helyet foglalja el. A Föld léghéja – a légkör a molekuláris hidrogénnek tulajdonítható teljes térfogat kevesebb mint egy milliomod részét tartalmazza. Csak a felső légkörben található.

Hidrogén beszerzése és felhasználása

A hidrogént először a 16. században szerezte meg Paracelsus középkori orvos és alkimista, amikor egy vaslemezt mártottak kénsav 1766-ban pedig Henry Cavendish angol kémikus bebizonyította, hogy a hidrogén nemcsak a vas és a kénsav kölcsönhatásából származik, hanem más fémek más savakkal való kölcsönhatásából is. Cavendish először írta le a hidrogén tulajdonságait is.

V laboratórium hidrogén feltételeket kapunk:

1. Fémek kölcsönhatása savval:

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2. Alkáli és alkáliföldfémek kölcsönhatása vízzel

2Na + 2H 2O → 2NaOH + H2

Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

V ipar A hidrogént a következő módokon állítják elő:

1. Sók, savak és lúgok vizes oldatainak elektrolízise. A leggyakrabban használt sóoldat:

2NaCl + 2H 2O →el. jelenlegi H 2 + Cl 2 + NaOH

2. Vízgőz visszanyerése vörösen izzó koksz segítségével:

C + H 2 O → t CO + H 2

A keletkező szén-monoxid és hidrogén keveréket ún vízgáz (szintézisgáz),és széles körben használják különféle vegyi termékek (ammónia, metanol stb.) szintézisére. A vízgázból hidrogén felszabadítása érdekében a szén-monoxid szén-dioxiddá alakul, amikor vízgőzzel hevítik:

CO + H 2 → t CO 2 + H 2

3. Metános fűtés vízgőz és oxigén jelenlétében. Ez a módszer jelenleg a fő:

2CH 4 + O 2 + 2H 2 O → t 2CO 2 + 6H 2

A hidrogént széles körben használják:

1. ammónia és hidrogén-klorid ipari szintézise;

2. metanol és szintetikus folyékony üzemanyag előállítása szintézisgáz részeként (2 térfogatrész hidrogén és 1 térfogatrész CO);

3. olajfrakciók hidrogénezése és hidrokrakkolása;

4. folyékony zsírok hidrogénezése;

5. fémek vágása és hegesztése;

6. volfrám, molibdén és rénium kinyerése oxidjaikból;

7. űrmotorok üzemanyagként.

8. A termonukleáris reaktorok hidrogénizotópokat használnak tüzelőanyagként.

Fizikai és Kémiai tulajdonságok hidrogén

A hidrogén színtelen, íztelen és szagtalan gáz. Sűrűség n.o. 0,09 g/l (14-szer könnyebb a levegőnél). A hidrogén rosszul oldódik vízben (100 térfogat vízben csak 2 térfogat gáz), de a d-fémek - nikkel, platina, palládium - jól felszívják (egy térfogat palládiumban legfeljebb 900 térfogat hidrogént oldanak fel).

V kémiai reakciók A hidrogén redukáló és oxidáló tulajdonságokkal rendelkezik. Leggyakrabban a hidrogén redukálószerként működik.

1. Kölcsönhatás nem fémekkel. A hidrogén a nemfémekkel illékony anyagokat képez hidrogénvegyületek(lásd a 25. előadást).

Halogénekkel a reakciósebesség és az áramlási viszonyok fluorról jódra változnak: a hidrogén a fluorral még sötétben is robbanásszerűen reagál, klórral a reakció egészen nyugodtan megy végbe, kevés fény hatására, brómmal és jóddal a reakciók reverzibilisek és csak melegítés hatására mennek végbe:

H 2 + F 2 → 2HF

H 2 + Cl 2 → hν 2HCl

H 2 + I 2 → t 2HI

Oxigénnel a kénes hidrogén pedig enyhe melegítéssel reagál. Az oxigén és a hidrogén 1:2 arányú keverékét nevezzük robbanásveszélyes gáz:

H 2 + O 2 → t H 2 O

H 2 + S → t H 2 S

Nitrogénnel, foszforral és szénnel a reakció melegítés alatt, emelt nyomáson és katalizátor jelenlétében megy végbe. A reakciók reverzibilisek:

3H 2 + N 2 → kat., p, t2NH3

2H 2 + 3P → kat., p, t3PH 3

H 2 + C → kat., p, t CH 4

2. Kölcsönhatás összetett anyagokkal. Magas hőmérsékleten a hidrogén redukálja a fémeket oxidjaikból:

CuO + H 2 → t Cu + H 2 O

3. Nál nél kölcsönhatás alkáli- és alkáliföldfémekkel A hidrogén oxidáló tulajdonságokkal rendelkezik:

2Na + H2 → 2NaH

Ca + H 2 → CaH 2

4. Interakció szerves anyag. A hidrogén aktívan kölcsönhatásba lép számos szerves anyaggal, ezeket a reakciókat hidrogénezési reakcióknak nevezzük. A hasonló reakciókat részletesebben a „Szerves kémia” gyűjtemény III.

A hidrogén gáz, ő áll az első helyen a periódusos rendszerben. Ennek a természetben elterjedt elemnek a neve latinból fordítva azt jelenti, hogy "víz szülése". Tehát milyen fizikai és kémiai tulajdonságait ismerjük a hidrogénnek?

Hidrogén: általános információ

Normál körülmények között a hidrogénnek nincs íze, szaga, színe.

Rizs. 1. A hidrogén képlete.

Mivel az atomnak egy energiaelektronikus szintje van, amely maximum két elektront tartalmazhat, így stabil állapot esetén az atom vagy egy elektront fogadhat be (oxidációs állapot -1), vagy adhat egy elektront (oxidációs állapot +1), ami egy állandó vegyérték I Ezért a hidrogén elem szimbóluma nemcsak az IA csoportba (az I. csoport fő alcsoportjába) kerül az alkálifémekkel együtt, hanem a VIIA csoportba (a VII. csoport fő alcsoportja) a halogénekkel együtt. A halogénatomoknak szintén hiányzik egy elektron a külső szint kitöltéséhez, és a hidrogénhez hasonlóan nem fémek. A hidrogén pozitív oxidációs állapotot mutat azokban a vegyületekben, ahol több elektronegatív nemfémes elemhez kapcsolódik, és negatív oxidációs állapotot a fémekkel rendelkező vegyületekben.

Rizs. 2. A hidrogén elhelyezkedése a periódusos rendszerben.

A hidrogénnek három izotópja van, amelyek mindegyikének saját neve van: protium, deutérium, trícium. Ez utóbbi mennyisége a Földön elenyésző.

A hidrogén kémiai tulajdonságai

V egyszerű dolog Az atomok közötti H 2 kötés erős (a kötési energia 436 kJ/mol), így a molekuláris hidrogén aktivitása alacsony. Normál körülmények között csak nagyon aktív fémekkel lép kölcsönhatásba, és az egyetlen nem fém, amellyel a hidrogén reagál, a fluor:

F 2 + H 2 \u003d 2HF (hidrogén-fluorid)

A hidrogén reakcióba lép más egyszerű (fémek és nemfémek) és összetett (oxidok, határozatlan szerves vegyületek) anyagokkal akár besugárzással és hőmérséklet emeléssel, akár katalizátor jelenlétében.

A hidrogén oxigénben ég el jelentős mennyiségű hő felszabadulásával:

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

A hidrogén és oxigén keveréke (2 térfogatrész hidrogén és 1 térfogatrész oxigén) meggyújtáskor hevesen felrobban, ezért robbanógáznak nevezik. Hidrogénnel végzett munka során be kell tartani a biztonsági előírásokat.

Rizs. 3. Robbanásveszélyes gáz.

Katalizátor jelenlétében a gáz reakcióba léphet nitrogénnel:

3H 2 + N 2 \u003d 2NH 3

- ezzel a reakcióval magasabb hőmérsékleten és nyomáson ammóniát nyernek az iparban.

Olyan körülmények között magas hőmérsékletű a hidrogén képes reagálni kénnel, szelénnel, tellúrral. és alkáli- és alkáliföldfémekkel való kölcsönhatás során hidridek keletkeznek: 4.3. Összes értékelés: 186.

A periódusos rendszerben megvan a maga sajátos helyzete, amely tükrözi az általa kiállított tulajdonságokat, és beszél annak tulajdonságairól. elektronikus szerkezet. Azonban az összes között van egy speciális atom, amely egyszerre két sejtet foglal el. Két elemcsoportban helyezkedik el, amelyek megnyilvánult tulajdonságaikban teljesen ellentétesek. Ez a hidrogén. Ezek a tulajdonságok teszik egyedivé.

A hidrogén nem csak egy elem, hanem egy egyszerű anyag is összetevő sok összetett vegyület, biogén és organogén elem. Ezért részletesebben megvizsgáljuk jellemzőit és tulajdonságait.

A hidrogén mint kémiai elem

A hidrogén az első csoport egyik eleme fő alcsoport, valamint a fő alcsoport hetedik csoportja az első kis periódusban. Ez az időszak csak két atomból áll: a héliumból és az általunk vizsgált elemből. Ismertesse a hidrogén helyzetének fő jellemzőit a periódusos rendszerben.

1. A hidrogén sorszáma 1, az elektronok száma azonos, a protonok száma azonos. Az atomtömeg 1,00795. Ennek az elemnek három 1, 2, 3 tömegszámú izotópja van. Ezek tulajdonságai azonban nagyon eltérőek, mivel a hidrogén esetében akár eggyel is megnövekedik a tömeg, azonnal kétszeres.
2. Az a tény, hogy csak egy elektront tartalmaz a külső oldalán, lehetővé teszi, hogy sikeresen mutasson oxidáló és redukáló tulajdonságokat. Ezenkívül az elektron felszabadulása után szabad pálya marad, amely részt vesz a képződésben kémiai kötések a donor-akceptor mechanizmus szerint.
3. A hidrogén erős redukálószer. Ezért a fő alcsoport első csoportját tekintik fő helyének, ahol a legtöbbet vezet aktív fémek- lúgos.
4. Erős redukálószerekkel, például fémekkel való kölcsönhatás esetén azonban oxidálószer is lehet, amely elektront fogad el. Ezeket a vegyületeket hidrideknek nevezzük. Ennek alapján a halogének alcsoportját vezeti, amelyhez hasonló.
5. Köszönhetően egy nagyon kicsi atomtömeg, a hidrogént tartják leginkább könnyű elem. Ráadásul a sűrűsége is nagyon alacsony, így a könnyedség mércéje is.

Nyilvánvaló tehát, hogy a hidrogénatom teljesen egyedi, minden más elemtől eltérően. Ebből következően tulajdonságai is különlegesek, a kialakítottak pedig egyszerűek és összetett anyagok nagyon fontos. Tekintsük őket tovább.

egyszerű anyag

Ha erről az elemről mint molekuláról beszélünk, akkor azt kell mondanunk, hogy kétatomos. Vagyis a hidrogén (egy egyszerű anyag) gáz. Ennek empirikus képlete H 2 lesz, a grafikus pedig egyetlen szigma kötésen keresztül H-H. Az atomok közötti kötés kialakulásának mechanizmusa kovalens, nem poláris.

1. Metán gőzreformálása.
2. Széngázosítás - a folyamat során a szenet 1000 0 C-ra hevítik, ami hidrogén és magas széntartalmú szén képződését eredményezi.
3. Elektrolízis. Ez a módszer csak különféle sók vizes oldataihoz használható, mivel az olvadékok nem vezetnek vízkisüléshez a katódon.

A hidrogén előállításának laboratóriumi módszerei:

1. Fém-hidridek hidrolízise.
2. Híg savak hatása aktív fémekre és közepes aktivitásra.
3. Alkáli és alkáliföldfémek kölcsönhatása vízzel.

A keletkező hidrogén összegyűjtéséhez a kémcsövet fejjel lefelé kell fordítani. Hiszen ezt a gázt nem lehet úgy összegyűjteni, mint pl. szén-dioxid. Ez hidrogén, sokkal könnyebb, mint a levegő. Gyorsan elpárolog, nagy mennyiségben levegővel keverve felrobban. Ezért a csövet meg kell fordítani. Feltöltés után gumidugóval le kell zárni.

Az összegyűjtött hidrogén tisztaságának ellenőrzéséhez vigyen egy meggyújtott gyufát a nyakába. Ha a pamut süket és csendes, akkor a gáz tiszta, minimális levegőszennyeződéssel. Ha hangos és fütyül, akkor koszos, nagy arányban tartalmaz idegen komponenseket.

Felhasználási területek

A hidrogén elégetésekor felszabadul nagyszámú energia (hő), hogy ez a gáz a legjövedelmezőbb tüzelőanyag. Ráadásul környezetbarát is. Használata azonban ezen a területen jelenleg korlátozott. Ennek oka a tiszta hidrogén szintézisének átgondolatlan és megoldatlan problémája, amely alkalmas lenne reaktorok, motorok és hordozható berendezések, valamint lakossági fűtési kazánok üzemanyagaként való felhasználására.

Végül is a gáz előállításának módszerei meglehetősen drágák, ezért először ki kell dolgozni egy speciális szintézismódszert. Olyan, amely lehetővé teszi, hogy a terméket nagy mennyiségben és minimális költséggel szerezze be.

Számos fő terület van, ahol az általunk fontolóra vett gázt használják.

1. Kémiai szintézisek. Hidrogénezés alapján szappanokat, margarinokat és műanyagokat kapnak. Hidrogén részvételével metanolt és ammóniát, valamint más vegyületeket szintetizálnak.
2. Az élelmiszeriparban - adalékanyagként E949.
3. Repülési ipar (rakétagyártás, repülőgépgyártás).
4. Energiaipar.
5. Meteorológia.
6. Környezetbarát típusú üzemanyag.

Nyilvánvaló, hogy a hidrogén ugyanolyan fontos, mint amennyire bőséges a természetben. Még nagyobb szerepet játszanak az általa képződött különféle vegyületek.

Hidrogénvegyületek

Ezek hidrogénatomokat tartalmazó összetett anyagok. Az ilyen anyagoknak több fő típusa van.

1. Hidrogén-halogenidek. Az általános képlet a HHal. Közülük különösen fontos a hidrogén-klorid. Ez egy gáz, amely vízben oldva oldatot képez sósavból. Ezt a savat széles körben használják szinte minden kémiai szintézisben. És szerves és szervetlen egyaránt. A hidrogén-klorid egy olyan vegyület, amelynek empirikus képlete HCL, és az egyik legnagyobb éves termelés hazánkban. A hidrogén-halogenidek közé tartozik még a hidrogén-jodid, a hidrogén-fluorid és a hidrogén-bromid. Ezek mindegyike a megfelelő savakat képezi.
2. Illékony Szinte mindegyik meglehetősen mérgező gáz. Például hidrogén-szulfid, metán, szilán, foszfin és mások. Azonban nagyon gyúlékonyak.
3. A hidridek fémekkel alkotott vegyületek. A sók osztályába tartoznak.
4. Hidroxidok: bázisok, savak és amfoter vegyületek. Összetételük szükségszerűen tartalmaz egy vagy több hidrogénatomot. Példa: NaOH, K 2, H 2 SO 4 és mások.
5. Hidrogén-hidroxid. Ez a vegyület ismertebb nevén víz. A hidrogén-oxid másik neve. Az empirikus képlet így néz ki - H 2 O.
6. Hidrogén-peroxid. Ez a legerősebb oxidálószer, amelynek képlete H 2 O 2.
7. Számos szerves vegyület: szénhidrogének, fehérjék, zsírok, lipidek, vitaminok, hormonok, illóolajok és mások.

Nyilvánvaló, hogy az általunk vizsgált elem vegyületeinek sokfélesége igen nagy. Ez ismét megerősíti annak nagy jelentőségét a természet és az ember, valamint minden élőlény számára.

a legjobb oldószer

Mint fentebb említettük, ennek az anyagnak a közös neve víz. Két hidrogénatomból és egy oxigénatomból áll, amelyek kovalens kötéssel kapcsolódnak egymáshoz poláris kötések. A vízmolekula egy dipólus, ami megmagyarázza számos tulajdonságát. Különösen az a tény, hogy univerzális oldószer.

Ez a vízi környezetben, hogy szinte minden kémiai folyamatok. A műanyag belső reakciói és energiaanyagcsereélő szervezetekben is hidrogén-oxiddal végezzük.

A vizet a bolygó legfontosabb anyagának tekintik. Köztudott, hogy egyetlen élő szervezet sem tud nélküle élni. A Földön három halmazállapotban képes létezni:

• folyékony;
• gáz (gőz);
• szilárd (jég).

A molekula részét képező hidrogén izotópjától függően háromféle víz létezik.

1. Világos vagy protium. 1 tömegszámú izotóp. A képlet H 2 O. Ez az összes élőlény szokásos formája.
2. Deutérium vagy nehéz, képlete D 2 O. 2 H izotópot tartalmaz.
3. Szupernehéz vagy trícium. A képlet úgy néz ki, mint T3O, az izotóp pedig 3H.

A bolygó friss protiumvízkészletei nagyon fontosak. Már sok országban hiányzik. Módszereket fejlesztenek ki a sós víz kezelésére ivóvíz nyerése érdekében.

A hidrogén-peroxid univerzális gyógymód

Ez a vegyület, mint fentebb említettük, kiváló oxidálószer. Erős képviselőkkel azonban csökkentőként is viselkedhet. Ezenkívül kifejezett baktericid hatással rendelkezik.

Ennek a vegyületnek egy másik neve peroxid. Ebben a formában használják az orvostudományban. A kérdéses vegyület kristályos hidrátjának 3%-os oldata olyan gyógyászati ​​gyógyszer, amelyet kisebb sebek kezelésére használnak, azok fertőtlenítésére. Azonban bebizonyosodott, hogy ebben az esetben a sebgyógyulás idővel fokozódik.

Ezenkívül a hidrogén-peroxidot rakéta-üzemanyagban, az iparban fertőtlenítésre és fehérítésre használják, habképző szerként megfelelő anyagok (például hab) előállításához. Ezenkívül a peroxid segít az akváriumok tisztításában, fehéríti a hajat és fehéríti a fogakat. Ugyanakkor károsítja a szöveteket, ezért nem ajánlják erre a célra a szakemberek.