Kemijska svojstva vodika: svojstva i primjena

Razmotrite što čini vodik. U tijeku su proučavanje kemijskih svojstava i priprema ovog nemetala. anorganska kemija u školi. Ovaj element je na čelu s periodnim sustavom Mendelejeva i stoga zaslužuje detaljan opis.

Detalji otvaranja stavke

Prije razmatranja fizikalnih i kemijskih svojstava vodika saznajemo kako je pronađen ovaj važan element.

Kemičari koji su radili u šesnaestom i sedamnaestom stoljeću, u svojim su spisima više puta spominjali zapaljivi plin, koji se oslobađa kad je izložen aktivnim metalima. U drugoj polovici osamnaestog stoljeća, G. Cavendish je uspio prikupiti i analizirati ovaj plin, dajući mu naziv "zapaljivi plin".

Fizikalna i kemijska svojstva vodika u to vrijeme nisu proučavana. Tek krajem osamnaestog stoljeća A. Lavoisier je uspio utvrditi analizom da je moguće dobiti taj plin analizom vode. Malo kasnije počeo je nazivati ​​novi element hidrogena, što znači "rađanje vode". Vodik duguje suvremenom ruskom imenu M.F. Solov'ev.

Biti u prirodi

Kemijska svojstva vodika mogu se analizirati samo na temelju prevalencije u prirodi. Ovaj element je prisutan u hidro - i litosferi, a također je dio minerala: prirodni i pridruženi plin, treset, ulje, ugljen, zapaljivi škriljac. Teško je zamisliti odraslu osobu koja ne bi znala da je vodik sastavni dio vode.

Osim toga, ovaj nemetal se nalazi u životinja u obliku nukleinskih kiselina, proteina, ugljikohidrata, masti. Na našoj planeti ovaj se element nalazi u slobodnom obliku vrlo rijetko, možda samo u prirodnom i vulkanskom plinu.

U obliku plazme, vodik čini oko polovice mase zvijezda i sunca, štoviše, on je dio međuzvjezdanog plina. Na primjer, u slobodnom obliku, kao iu obliku metana, amonijaka, ovaj nemetal je prisutan u sastavu kometa, pa čak i nekih planeta.

Fizička svojstva

Prije razmatranja kemijskih svojstava vodika, napominjemo da je pod normalnim uvjetima plinovita tvar lakša od zraka, koja ima nekoliko izotopnih oblika. Gotovo je netopljiv u vodi, ima visoku toplinsku vodljivost. Protium, koji ima maseni broj 1, smatra se njegovim najlakšim oblikom. Tritij, koji ima radioaktivna svojstva, nastaje u prirodi od atmosferskog dušika kada je izložen neuronima UV zraka.

Značajke strukture molekule

Kako bi se uzela u obzir kemijska svojstva vodika, reakcije karakteristične po tome će se zadržati na osobitostima njegove strukture. U ovoj dvoatomskoj molekuli, kovalentni nepolarni kemijska veza. Formiranje atomskog vodika moguće je interakcijom aktivnih metala s kiselinskim otopinama. Ali u ovom obliku ovaj nemetal može postojati samo u neznatnom vremenskom razdoblju, gotovo odmah se rekombinira u molekularnu formu.

Kemijska svojstva

Uzmite u obzir kemijska svojstva vodika. U većini spojeva koje tvori ovaj kemijski element, on pokazuje oksidacijsko stanje +1, što ga čini sličnim aktivnom (alkalni) metali. Glavna kemijska svojstva vodika, karakterizirajući ih kao metal:

• interakcija s kisikom za formiranje vode;
• reakcija s halogenima, praćena stvaranjem vodikovog halida;
• dobivanje sumporovodika kada se kombinira sa sumporom.

U nastavku se nalazi jednadžba reakcija koje karakteriziraju kemijska svojstva vodika. Skrećemo pozornost na činjenicu da kao nemetal (sa stupnjem oksidacije -1), djeluje samo u reakciji s aktivnim metalima, formirajući s njima odgovarajuće hidride.

Vodik pri normalnoj temperaturi neaktivno djeluje s drugim tvarima, tako da se većina reakcija provodi tek nakon predgrijavanja.

Razmotrimo detaljnije neke kemijske interakcije elementa koji vodi periodni sustav kemijskih elemenata Mendeljejeva.

Reakcija formiranja vode popraćena je oslobađanjem energije od 285.937 kJ. Na povišenim temperaturama (više od 550 stupnjeva Celzija) ovaj proces prati jaka eksplozija.

Među tim kemijskim svojstvima plinovitog vodika, koji su pronašli značajnu primjenu u industriji, od interesa je njegova interakcija s metalnim oksidima. Katalitičkim hidrogeniranjem u suvremenoj industriji se obrađuju metalni oksidi, na primjer, čisti metal se ekstrahira iz željeznog oksida (miješani željezni oksid). Ova metoda omogućuje učinkovitu obradu otpadnog metala.

Sinteza amonijaka, koja uključuje interakciju vodika s dušikom u zraku, također je tražena u modernoj kemijskoj industriji. Među uvjetima nastanka ove kemijske interakcije bilježimo tlak i temperaturu.

zaključak

To je vodik koji je pod normalnim uvjetima niska razina kemikalije. S povećanjem temperature njegova se aktivnost značajno povećava. Ova tvar je potrebna u organskoj sintezi. Na primjer, hidrogeniranjem, ketoni se mogu reducirati u sekundarne alkohole, a aldehidi se mogu pretvoriti u primarne alkohole. Osim toga, hidrogeniranjem je moguće pretvoriti nezasićene ugljikovodike klase etilena i acetilena u granične spojeve iz metan serije. Vodik se s pravom smatra jednostavnom supstancom koja se traži u modernoj kemijskoj proizvodnji.