ВОДОРОД

 

Водород H - первый элемент в периодической системе, самый распространённый элемент во Вселенной (92%); в земной коре массовая доля водорода составляет всего 1%.

Впервые выделен в чистом виде Г. Кавендишем в 1766 г. В 1787г. А.Лавуазье доказал, что водород - химический элемент.

Атом водорода состоит из ядра и одного электрона. Электронная конфигурация - 1S1.═ Молекула водорода двухатомная. Связь ковалентная неполярная.

 

Радиус атома - (0,08 нм);

потенциал ионизации (ПИ) - (13,6 эВ);

электроотрицательность (ЭО) - (2,1);

степени окисления ╜╜- (-1; +1).

 

Изотопы:

 

1

Н - протий (99,98% по массе);

1

 

2

D - дейтерий (0,02%);

1

 

3

T - тритий (получен искусственно).

1

 

Физические свойства.

 

Водород - газ, бесцветный, без запаха; t╟кип = -253╟C; t╟пл = -259╟C; почти не растворяется в воде (в 100V H2O растворяется 2V H2); легче воздуха. D (по воздуху) = 0,069.

 

Способы собирания.

Вытеснением воды

Вытеснением воздуха

 

 

 

Получение

 

1)     взаимодействие активных металлов с кислотами - неокислителями:

 

Zn + 2HCl ╝ ZnCl2 + H2╜

 

2)     взаимодействие алюминия (или цинка) с водными растворами щелочей:

 

2Al + 2NaOH + 6H2O ╝ 2Na[Al(OH)4] + 3H2╜

 

3)     электролиз воды и водных растворов щелочей и солей:

 

2H2O ╝ 2H2╜ + O2╜

2NaCl + 2H2O ╝ H2╜ + Cl2╜ + 2NaOH

 

4)     пропускание паров воды над раскалённым углём при 1000╟C:

 

C + H2O ╚ CO + H2

 

5)     конверсия метана при 900╟C:

CH4 + H2O ╚ CO + 3H2

 

Методы (1,2) используют в лаборатории, (3-5) используют в промышленности.

 

Химические свойства

 

При обычных условиях малоактивен (реагирует только с фтором)

 

Восстановительные свойства:

 

1)     с неметаллами:

2H20 + O2 ╝ 2H2+1O

(со взрывом при поджоге)

 

H20 + S═ √150-250╟╝═ H2+1S

 

 

3H20 + N2═ ╛p;t╟╝ ═2NH3+1

(в присутствии железного катализатора)

 

H20 + F2 ╝ 2HF

(со взрывом)

 

H2 + I2═ ╛t╟╝═ 2H+1I-1

 

 

2)     с оксидами металлов:

H20 + СuO═ √t╟╝ ═Cu + H2O

 

(метод получения малоактивных металлов Pb, Mo, W, Ni, Cu и др. из их оксидов)

 

Окислительные свойства

 

3)     с щелочными и щелочноземельными металлами:

 

H20 + 2Li0 ╝ 2Li+1H-1

H20 + Ca0 ╝ Ca+2H2-1

 

Гидриды═ MeHn - сильные восстановители за счёт водорода в степени окисления (-1). Разлагаются водой и кислотами:

 

NaH + H2O ╝ NaOH + H2╜

CaH2 + 2H2O ╝ Ca(OH)2 + 2H2╜

LiH + HCl ╝ LiCl + H2╜

 

Применение

 

1)     Для промышленного синтеза NH3, HCl, CH3OH (реакцией CO + 2H2═ √p;t╟;kat╝═ CH3OH)

 

2)     Восстановление редких металлов из оксидов (W, Mo и др.).

 

3)     Гидрирование органических соединений (в частности, гидрогенизация растительных масел в твёрдые жиры).

 

4)     Для сварки и резки металлов водородно-кислородным пламенем.

 

 

КОНЕЦ РАЗДЕЛА