Vodikov oksid: opis tvari, priprema, svojstva

Što je kisikov spoj vodika? Oksid ovog elementa ima određena fizikalna i kemijska svojstva. Pokušajmo razumjeti dualnost karakteristika ovog spoja i identificirati njegove karakteristične osobine.

definicija

Najvažnija i najčešća supstanca na našem planetu je kisikov spoj vodika. Oksid nam je poznat kao obična voda. Teško je zamisliti neki drugi spoj koji ima isto značenje za žive organizme. Oksidi se nazivaju binarnim spojevima, koji uključuju kisik. Važan uvjet za to je položaj kisika na kraju kemijske formule.

klasifikacija

Trenutno postoje tri skupine oksida. Glavni su kisikovi spojevi, koji se formiraju od metala s niskom valencijom (jedan ili dva). Kao iznimke od općeg pravila, mogu se razmotriti berilij i cinkovi oksidi. Unatoč činjenici da je valencija ovih metala jednaka dva, na njihove spojeve kisika se misli amfoterni oksidi. Karakteristika amfoternih spojeva je njihova interakcija s kiselinama i lužinama. Dvostruka svojstva prikazana su i oksidima metala koji imaju valenciju od tri.

Kiseli oksidi koju čine ne-metali, kao i metali s valencijom od četiri do sedam. Koja je skupina vodikov spoj? Oksid ovog elementa pokazuje dvostruka kemijska svojstva, stoga se smatra amfoternim spojem.

Ulazi u laboratorij

Redukcija oksida s vodikom je jedan od načina dobivanja vode. Ovaj proces se koristi u industriji za preradu starog metala, oslobađanje željeznih i obojenih metala iz njega. Hidrogenacija se odnosi na toplinski i katalitički proces, čiji je jedan proizvod tekuća voda.

Prevalencija u prirodi

Postoji li ovaj spoj prirode u prirodi? Oksid ovog nemetala prisutan je u plinovitom obliku u sastav zraka nalazi se u čvrstom stanju u glečerima. Tekući oblik ovog oksida je obična voda s kojom je svaka osoba upoznata. Po pravu, ovaj oksid se smatra najčešćom tvari na Zemlji, osiguravajući protok svih bioloških i kemijskih procesa koji se odvijaju u divljini.

Fizikalna svojstva i strukturne značajke

U normalnim uvjetima voda je bezbojna tekućina bez okusa i mirisa. Ova se tvar smatra izvrsnim polarnim otapalom, stoga se mnogi procesi odvijaju upravo u vodenom mediju. Njegovo vrelište je 100 stupnjeva. Na nultoj temperaturi voda se pretvara u led. Ovaj spoj ima dipolnu strukturu, a to se može objasniti svojstvima molekule. Kako dva elektronska para ostaju neiskorištena u kisiku, u sp3 oksidu, hibridno stanje ima atom kisika, valentni kut je 110 stupnjeva.

Kemijska svojstva

S kojim tvarima reagira vodikov oksid? Kemijska jednadžba koja odražava reakciju između vode i kiselih oksida podrazumijeva stvaranje kiselina. Iznimka od općeg pravila je silicij oksid - ne reagira s vodikovim oksidom. Jednadžba reakcije između kisikovog spoja aktivnog metala i vode prikazana je u obliku: CaO + H ₂ O = Ca (OH) ₂

Krajnji proizvod ove interakcije je alkalija.

Osim reakcija s oksidima, voda može reagirati s metalima. Alkalijski metali (bez zagrijavanja) tvore alkalije, a nastaje i vodikov plin.

Metali srednje aktivnosti (kada se zagrijavaju) tvore oksid i vodik u reakciji s vodom. Nisko-aktivni metali, koji se nalaze u elektrokemijskom nizu naprezanja metala nakon vodika, nisu u stanju interakciju s vodom.

Redoslijed proizvodnje laboratorijske vode može se prikazati na sljedeći način: vodikov oksid. Reakcija koja se odvija u ovom slučaju je egzotermna i popraćena je oslobađanjem velike količine toplinske energije. Krajnji proizvod je vodikov oksid. Jednadžba reakcije ima oblik: 2H2 + O2 = 2H20

Dipolna struktura molekule vode objašnjava mogućnost stvaranja vodikovih veza kovalentne prirode pomoću ovog anorganskog spoja. Ovaj spoj ima najveću vrijednost toplinske vodljivosti, stoga je voda tvar koja se koristi u sustavima grijanja.

Biološki značaj

Nemoguće je zamisliti život osobe bez vode. Ovo univerzalno otapalo nije potrebno samo u kemijskom laboratoriju. Svaki drugi složeni biokemijski proces odvija se u živim bićima. Voda nije samo aktivni sudionik u mnogim sintezama, već djeluje i kao nusproizvod mnogih od njih. Tijekom šezdeset godina svog postojanja, osoba prolazi kroz njegovo tijelo oko 50 tona tog jedinstvenog anorganske tvari.

Vodikov oksid je našao primjenu u mnogim područjima industrijske ljudske aktivnosti. Ovaj spoj je neophodan u medicini, u potražnji u poljoprivredi.

Na primjer, u elektroenergetskom sustavu, opisani kemijski spoj je radni fluid i glavna rashladna tekućina. Električne stanice na njima troše do 40 kubnih metara vode u sekundi. Na primjer, za potpuno hlađenje kondenzatora turbine potrebno je do deset tisuća kubičnih metara vodikovog oksida. U metalurškoj industriji, voda se koristi kao rashladna tvar za glavnu opremu, a koriste se i njezina fizikalna svojstva, kao što je visoka toplinska vodljivost.

U kemijskoj industriji to je potražnja kao dobro otapalo, kao i izvrsno "vozilo" za pomicanje reagensa iz jednog tehnološkog proizvoda u drugi.

Napominjemo da se povlačenje tekućeg industrijskog otpada također provodi u obliku suspenzija i emulzija. Teško je pouzdano procijeniti one količine vodikovog oksida koje se odnose na potrebe kućanstva i industrije.

U medicini je voda izvrsno otapalo, tvar za higijenu i sanitaciju, lijek. Ona osigurava prijenos hranjivih tvari na biljke, aktivni je sudionik fotosinteze, regulatora temperature živih bića. U svakodnevnom životu ovaj je kemijski spoj potreban kako za kuhanje tako i za uklanjanje produkata ljudskog otpada. Zato je toliko važno da voda za piće koju ljudi koriste zadovoljava sve zahtjeve i ne sadrži nečistoće koje su štetne za ljudsko zdravlje.

Usput, među brojnim stvorenjima koja žive na našem planetu, samo virusi ne trebaju vodu.