Vedyn kemialliset ominaisuudet: Ominaisuudet ja käyttö. Happi ja sen ominaisuudet. Happiyhdisteet vedyn kanssa

Yleisin elementti maailmankaikkeudessa on vety. Stars-aineella se on nuklei-protonit - ja se on materiaali ternucleaarisille prosesseille. Lähes puolet auringon massasta koostuu myös H2-molekyyleistä. Sen sisältö maankuoressa saavuttaa 0,15% ja atomit ovat läsnä öljyn, maakaasun, veden koostumuksessa. Yhdessä hapen, typen ja hiilen kanssa se on organogeeninen elementti, joka on osa kaikkia eläviä organismeja maan päällä. Artikkelissamme tutkimemme vedyn fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, määrittelemme sen käytön tärkeimmät alueet teollisuudessa ja luonteeltaan merkityksellisillä.

Asento Mendeleev: n kemiallisten elementtien jaksollisessa järjestelmässä

Ensimmäinen elementti, joka avataan jaksollisen järjestelmän, on vety. Sen atomi massa on 1,0079. Siinä on kaksi vakaa (ruokavalio ja deuterium) ja yksi radioaktiivinen isotooppi (tritium). Fysikaaliset ominaisuudet määräytyvät ei-memetalin paikkakunnalla kemiallisten elementtien taulukossa. Normaaleissa olosuhteissa vety (sen kaava - H2) edustaa kaasua, mikä on lähes 15 kertaa kevyempi kuin ilma. Elementtitomin rakenne on ainutlaatuinen: se koostuu vain ytimestä ja yhdestä elektronista. Aineen molekyyli on ductomaattinen, hiukkaset on kytketty käyttäen kovalenttista ei-polaarista liitäntää. Sen energian intensiteetti on tarpeeksi suuri - 431 kJ. Tämä selittää yhdisteen alhaisen kemiallisen aktiivisuuden normaaleissa olosuhteissa. Vedyn sähköinen kaava on seuraava: H: H.

Aineella on toinen määrä ominaisuuksia, jotka eivät ole analogeja muiden ei-metallien kesken. Harkitse joitakin niistä.

Liukoisuus ja lämpöjohtavuus

Metallit tehdään parhaiten parhaiten, mutta vety lämpöjohtavuudessa lähestyy niitä. Ilman selitys ilmiö on erittäin suuri nopeus sävymolekyylien lämpöliikkeestä, joten vety-ilmakehässä lämmitetty esine jäähtyy 6 kertaa nopeammin kuin ilmassa. Yhdiste voidaan purkaa hyvin metalleissa, esimerkiksi lähes 900 vetymäärää voidaan imeytyä yhdellä palladium-tilavuudella. Metallit voivat syöttää H2: n kanssa kemiallisiin reaktioihin, joissa vedyn hapettavat ominaisuudet ilmenevät. Tällöin hydridit muodostetaan:

2NA + H 2 \u003d 2 nah.

Tässä reaktiossa elementin atomeja vastaanottaa elektronit metallihiukkasista, kääntymällä anoniksi yhdellä negatiivisella varauksella. Yksinkertainen aine H2 tässä tapauksessa on hapettava aine, joka ei yleensä ole tyypillistä.

Vety pelkistävänä aineena

Yksinkertaistaa metallit ja vety ei ole vain korkea lämpöjohtavuus vaan myös niiden atomien kyky kemiallisissa prosesseissa, jolloin saadaan omat elektronit, jotka on hapetettu. Esimerkiksi tärkeimmät oksidit tulevat reaktioon vedyn kanssa. Redox-reaktio päättyy puhtaan metallin vapautumiseen ja vesimolekyylien muodostumiseen:

CUO + H 2 \u003d CU + H 2 O.

Happi-aineen vuorovaikutus lämmitykseen johtaa myös vesimolekyylien valmistukseen. Prosessi on eksoterminen ja siihen liittyy suuri määrä lämpöenergiaa. Jos H2: n ja O2: n kaasuseos reagoi 2: 1-suhteessa, sitä kutsutaan se räjähtää, kun sytytys:

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

Vesi on ja on keskeinen rooli maan hydrosfäärin, ilmaston, sään muodostamassa. Se tarjoaa luonteeltaan elementtejä, tukee kaikkia elimistöjen tärkeitä prosesseja - planeetan asukkaat.

Vuorovaikutus muiden kuin metallien kanssa

Vetyä tärkeimmät kemialliset ominaisuudet ovat sen reaktiot, joissa ei ole metallisia elementtejä. Normaaleissa olosuhteissa se on riittävän kemiallisesti inertti, joten aine voi reagoida vain halogeenilla, esimerkiksi fluorina tai kloorilla, jotka ovat aktiivisimpia kaikkien ei-metallien kesken. Siten fluorin ja vetyjen seos räjähtää pimeässä tai kylmässä ja kloorilla - kuumennettaessa tai valossa. Reaktiotuotteet ovat halogeenikoodit, joiden vesipitoiset liuokset tunnetaan fluoridina ja kloridihappoina. C on vuorovaikutuksessa 450-500 asteessa, 30-100 MPa-paineessa ja katalyytin läsnä ollessa:

N2 + 3H2 ⇔ P, T, KAT ⇔ 2NH3.

Vegeen kemialliset ominaisuudet ovat erittäin tärkeitä teollisuudelle. Esimerkiksi voit saada arvokasta kemiallista tuotetta - ammoniakkia. Se on tärkein raaka-aine nitraatihapon ja typpilannoitteiden saamiseksi: karbamidi, ammoniumnitraatti.

Orgaaniset aineet

Hiilen ja vedyn välillä on yksinkertaisin hiilivety - metaani:

C + 2H 2 \u003d CH 4.

Aine on olennainen osa luonnollista ja niitä käytetään arvokkaana polttoaineena ja raaka-aineiden orgaanisen synteesin teollisuudelle.

Hiiliyhdisteiden kemiassa elementti on osa suurta määrää aineita: alkanaa, alkeneja, hiilihydraatteja, alkoholeja jne. On olemassa monia orgaanisten yhdisteiden reaktioita H2-molekyyleillä. He käyttävät yleistä nimeä - hydraus tai hydraus. Joten, aldehydit voidaan palauttaa vety alkoholeihin, tyydyttymättömiin hiilivetyihin - Alanoville. Esimerkiksi etyleeni muuttuu Ethan:

C2H4 + H2 \u003d C2H6.

Tällaiset vedyn kemialliset ominaisuudet ovat tärkeitä, kuten nestemäisten öljyjen hydraus: auringonkukka, maissi, rypsi. Se johtaa kiinteisiin rasvoihin - Salomas, jota käytetään glyseriinin, saippua, steariinin, margariinien kiinteän lajikkeiden tuotannossa. Elintarviketuotteen, maidon, eläinrasvojen, sokerin, ulkonäön ja maun parantamiseksi siihen lisätään siihen vitamiineja.

Artikkelissamme tutkimme vedyn ominaisuuksia ja huomasivat roolinsa henkilön luontoon ja elämään.

Vety avattiin 1800-luvun jälkipuoliskolla fysiikan ja cavendishin fysiikan ja kemian alalla. Hän onnistui korostamaan aineen puhtaassa tilassaan, hän opiskeli sitä ja kuvaili ominaisuuksia.

Tällainen on vedyn avaamisen historia. Kokeiden aikana tutkija päätti, että tämä on palava kaasu, jonka polttaminen ilmassa antaa vettä. Tämä johti korkealaatuisen veden koostumuksen määritelmään.

Mikä on vety

Tietoja vedystä, yksinkertaisena aineena ensimmäistä kertaa Ranskan apteekki A. Lavaisier vuonna 1784, koska se määritti, että yhden lajin atomeja oli osa molekyyliä.

Latinalaisen äänen kemiallisen elementin nimi, kuten vedonumia (lue "vetorium"), mikä tarkoittaa "vesisäiliötä". Nimi viittaa polttoreaktioon, minkä seurauksena vettä muodostuu.

Vetyominaisuus

Vety N. MENDELEEV: n nimeäminen määräsi tämän kemiallisen elementin ensimmäisen sekvenssinumeron, asettaen sen ensimmäisen ryhmän pää alaryhmään ja ensimmäisen ajanjakson ja ehdollisesti seitsemännen ryhmän tärkeimmässä alaryhmässä.

Atomipaino (atomipaino) vedyn on 1,00797. Molekyylipaino H2 on 2 A. e. Molaarinen massa on numeerisesti yhtä suuri kuin hänelle.

Esittelee kolme isotooppia, joilla on erityinen nimi: yleisin ruokavalio (h), vaikea deuterium (d), radioaktiivinen tritium (t).

Tämä on ensimmäinen elementti, joka voidaan jakaa kokonaan isotooppeihin yksinkertaisella tavalla. Se perustuu suuriin isotooppien päälliköille. Prosessi toteutettiin ensimmäisen kerran vuonna 1933. Se selitetään se, että vain vuonna 1932 isotooppi paljastettiin massalla 2.

Fyysiset ominaisuudet

Normaaleissa olosuhteissa yksinkertainen vedyn sisältö kahdenheityn molekyylien muodossa on kaasua ilman väriä, jolla ei ole makua ja hajua. Hieman liukoinen veteen ja muihin liuottimiin.

Kiteytyslämpötila - 259.2 O C, kiehumispiste - 252,8 O C. Vetymolekyylien halkaisija on niin pieni, että niillä on kyky hidastaa diffuusiota useilla materiaaleilla (kumi, lasi, metallit). Tämä ominaisuus löytää käyttöä, kun on välttämätöntä puhdistaa vety kaasumaisista epäpuhtauksista. N. y Vetyyneen tiheys on 0,09 kg / m3.

Onko mahdollista muuttaa vetyä metalliksi analogisesti ensimmäisessä ryhmässä sijaitsevilla elementeillä? Tutkijat ovat osoittaneet, että vety olosuhteissa, kun paine lähestyy 2 miljoonaa ilmakehää, alkaa absorboida infrapunasäteitä, mikä osoittaa aineen molekyylien polarisaatiota. Ehkä jopa korkeampia paineita, vety tulee metalliksi.

Se on kiinnostavaa: On oletus, että planeeteilla - jättiläiset, Jupiter ja Saturn, vety on metallin muodossa. Oletetaan, että metallinen kiinteä vety on myös läsnä maanpäällisen ytimen koostumuksessa, koska maan vaipan aiheuttama ultrahight paine.

Kemialliset ominaisuudet

Kemiallisessa vuorovaikutuksessa vedyn kanssa sekä yksinkertaiset että monimutkaiset aineet tulevat. Mutta vedyn pieni toiminta vaaditaan sopivan olosuhteiden luomisen lisäämiseksi - lämpötilan nousu, katalyyttien käyttö jne.

Kun reaktio on lämmitetty vedyn kanssa, tällaiset yksinkertaiset aineet tulevat esimerkiksi happeen (O 2), klooriin (Cl 2), typpeen (N2), rikki (n2).

Jos tulet puhtaan puhdasta vetyä kaasuputken päähän ilmassa, se polttaa sujuvasti, mutta tuskin huomattavasti. Jos asetat kaasun syöttöputken puhdasta happea ilmakehään, palaminen jatkuu vesipisaroiden muodostumisen kanssa aluksen seinillä, reaktion seurauksena:

Veden polttamiseen liittyy suuri määrä lämpöä. Tämä on eksoterminen yhdistelmäreaktio, jonka menetelmällä happea hapetetaan H2O-oksidin muodostamiseksi. Se on myös redoksireaktio, jossa vety hapetetaan ja happea palautetaan.

Vastaavasti reaktio Cl 2: n kanssa klooriteororatorin muodostumisen kanssa.

Typen vuorovaikutuksen toteuttamiseksi vedyn kanssa vaaditaan korkean lämpötilan ja lisääntyneen paineen sekä katalyytin läsnäoloa. Tuloksena on ammoniakki.

Reaktion seurauksena rikkiä muodostuu vetysulfidia, jonka tunnistaminen helpottaa mätä munien ominaista hajua.

Veteen hapettumisen aste näissä reaktioissa on +1 ja alla kuvatuissa hydrideissä 1.

Kun reaktiot joidenkin metallien kanssa, hydridit muodostetaan esimerkiksi natriumhydridin - nah. Jotkut näistä monimutkaisista yhdisteistä käytetään polttoaineena ohjuksiin sekä lämpöhermoilaan.

Vety reagoi aineiden kanssa monimutkaisesta luokasta. Esimerkiksi kuparioksidilla (II), CUO-kaavalla. Reaktion suorittamiseksi kuparin vety siirretään kuumennetun jauhemaisen kuparioksidin (II) yläpuolelle. Vuorovaikutuksen aikana reagenssi muuttaa värinsä ja muuttuu punaisenruskeana ja testiputkien kylmissä seinillä asetetaan vesipisarat.

Reaktion aikana vety hapetetaan, muodostetaan vettä ja kupari palautetaan oksidista yksinkertaiseen aineeseen (Cu).

Käyttöalueet

Vety on erittäin tärkeä henkilö ja löytää käyttää erilaisia \u200b\u200bpallot:

1. Kemiallisessa tuotannossa on raaka-aineita, muilla teollisuudenaloilla - polttoaine. Älä maksa ilman vetyä ja petrokemian ja jalostamisen yrityksiä.
2. Sähköteollisuudessa tämä yksinkertainen aine suorittaa jäähdytysventtiilin toiminnon.
3. Mustassa ja ei-rautametallurgiassa vedyn on annettava pelkistin rooli.
4. Luo inertti väline tuotteiden pakkaamisen yhteydessä.
5. Farmaseuttinen teollisuus - käyttää vetyä reagenssina vetyperoksidin tuotannossa.
6. Tämä kevyt kaasun täyttö meteorologiset koettimet.
7. Tunnettu tämä elementti ja polttoaineen pelkistävä aine rakettimoottoreille.

Tutkijat yksimielisesti profetoivat vetypolttoaineen Palm -mestaruuskilpailuun voimalaitoksessa.

Vastaanotto teollisuudessa

Teollisuudessa vety saadaan elektrolyysillä, joka altistetaan klorideille tai alkalimetallihydroksidit, jotka on liuotettu veteen. Voit myös saada vetyä tällä tavalla suoraan vedestä.

Käytetään näihin tarkoituksiin koksin tai metaanin muuntaminen vesihöyryllä. Metaanin hajoaminen kohotetussa lämpötilassa antaa myös vetyä. Myös teolliseen vetytuotantoon käytetään murto-kaasun nesteyttä ja murto-menetelmää.

Laboratoriossa

CyPA-laitteisto käyttää vedyn laboratoriota.

Suola tai rikkihappo ja sinkki ulkonevat reagenssiksi. Reaktion seurauksena syntyy vety.

Löytää vetyä luonteeltaan

Vety esiintyy useammin maailmankaikkeudessa. Tärkein massa tähtien, myös auringon ja muiden kosmisen elinten on vety.

Maapallon kuoressa vain 0,15%. Se on läsnä monissa mineraaleissa kaikissa orgaanisissa aineissa sekä veden pinta-alalla planeettamme 3/4 pinnalla.

Ilmakehän yläkerroksissa on mahdollista havaita vedyn jälkiä puhtaassa muodossaan. Etsi se useissa palavalla maakaasulla.

Kaasumainen vety on irti, ja neste on tiheä aine planeetallamme. Vetyä voi muuttaa äänen ääntä, jos hengität sen ja puhua.

Tehokkain vetypommi on helpoin atomin halkaisu.

Vety on kaasu, hän on ensimmäinen paikka säännöllisessä järjestelmässä. Tämän laajamittaisen elementin nimi latinalaisen luonteeseen tarkoittaa "veden tuottamista". Joten mitä vedyn fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia tunnetaan meille?

Vety: Yleistä

Normaaleissa olosuhteissa vety ei ole maku, ei hajua eikä värejä.

Kuva. 1. Vetyä.

Koska atomilla on yksi energiaelektroni taso, jolla voi olla enintään kaksi elektronia, niin vakaa tila voidaan hyväksyä yhtenä elektronina (hapettumisen aste -1), jolloin saadaan yksi elektroni ( hapettumisen aste +1), joka osoittaa vakion valenssin i. Siksi vetyelementin symboli asetetaan paitsi IA-ryhmään (tärkein alaryhmän I-ryhmä) yhdessä alkalimetallien kanssa, mutta myös VIIIA-konsernissa (tärkein alaryhmä) Konserni VII) yhdessä halogeenien kanssa. Halogeeniatomeja puuttuu myös yhdestä elektronista ennen ulkoisen tason täyttämistä, ja ne, kuten vety, ovat ei-metalleja. Vety esittää positiivisen hapettumisen asteen yhdisteissä, jossa se liittyy elektronegatiivisiin elementteihin - ei-metalleja ja negatiivinen hapetusaste on metallien kanssa yhdisteillä.

Kuva. 2. vedyn sijainti jaksollisessa järjestelmässä.

Vetyllä on kolme isotooppia, joista kullakin on oma nimi: osallistujat, deuterium, Tritium. Jälkimmäisen määrä maan päällä on vähäpätöinen.

Vedyn kemialliset ominaisuudet

Yksinkertaisella aineella H2: ssä atomien välinen liitos on kestävä (sidosenergia 436 kJ / mol), joten molekyylivedyn aktiivisuus on pieni. Normaaleissa olosuhteissa se toimii vain erittäin aktiivisten metallien kanssa ja ainoa ei-metalloli, jolla vety tulee reaktioon, on fluori:

F 2 + H 2 \u003d 2HF (Fluoridin vety)

Muita yksinkertaisia \u200b\u200b(metalleja ja ei-metalleja) ja monimutkaisia \u200b\u200b(oksideja, orgaanisia epävarmoja yhdisteitä), vety-aineet reagoivat joko säteilytettäessä ja lisäämällä lämpötilaa tai katalyytin läsnä ollessa.

Vety palaa happea korostamalla huomattava määrä lämpöä:

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

Vetyä, jossa on happea (2 vetymäärää ja 1 hapen tilavuutta), kun sytytys räjähti voimakkaasti ja siksi kuluttaa rostling-kaasun nimeä. Kun työskentelet vedyn kanssa, turvallisuusmääräykset olisi noudatettava.

Kuva. 3. Reduch kaasu.

Katalyyttien läsnä ollessa kaasu voi reagoida typen kanssa:

3H 2 + n 2 \u003d 2NH 3

- Tässä reaktiossa saadaan alan korotetuissa lämpötiloissa ja paineessa ammoniakki.

Korkeassa lämpötila-olosuhteissa vety kykenee reagoimaan harmaan, seleeniin, telluriumiin. Ja kun vuorovaikutuksessa alkalisten ja maa-alkalimetallien kanssa hydridit formuloidaan:

- Tässä tapauksessa vety leikkii hapetin roolin.

Vetyä on ominaisuus lisäämällä lämpötilaa monien metallien oksidien palauttamiseksi, minkä seurauksena vettä muodostuu. Esimerkiksi:

CUO + H 2 \u003d H 2 O + CU

- Tässä prosessissa vety on pelkistävä aine4.3. Saadut yhteenlasketut arviot: 70.

Happi on yleisimpiä elementtejä maan päällä. Yhdessä typen ja merkityksetön määrä muita kaasuja, vapaa happi muodostaa maan ilmakehän. Sen sisältö ilmassa on 20,95 tilavuusprosenttia tai 23,15 painoprosenttia. Maapallon kuoressa 58% atomeista ovat sitoutuneiden happien atomeja (47 painoprosenttia). Happi on osa vettä (varattu sitoutunut happea hydrosfäärissä ovat poikkeuksellisen suuria), kiviä, monia mineraaleja ja suoloja, jotka sisältävät rasvoihin, proteiineihin ja hiilihydraatteja, joista elävät organismit koostuvat. Käytännöllisesti katsoen kaikki maapallon vapaa happi syntyi ja jatkui fotosynteesin prosessin seurauksena.

Fyysiset ominaisuudet.

Happi - kaasu ilman väriä, makua ja hajua, hieman raskaampaa ilmaa. Vessa vedessä pieni liuotin (1 litralla vettä 20 asteessa, 31 ml happea liuotetaan), mutta silti paremmin kuin muut ilmakehän kaasut, joten vesi on rikastettu hapella. Happeen tiheys normaaleissa olosuhteissa on 1,429 g / l. Lämpötilassa -183 0 C ja paine 101.325 kPa happea menee nestemäiseen tilaan. Nestemäisellä hapella on sinertävä väri, vetää magneettikenttä ja -218,7 ° C, muodostaa sinisiä kiteitä.

Luonnollisella hapella on kolme isotoa noin 16, noin 17, noin 18.

Allotropia- kemiallisen elementin kyky olla kahden tai useamman yksinkertaisen aineen muodossa, joka eroaa vain molekyylin tai rakenteen atomien lukumäärään.

Otsonia noin 3 - olemassa ilmakehän yläkerroksissa 20-25 km: n korkeudessa maan pinnasta ja muodostaa ns. "Otsonikerroksen", joka suojaa maata auringon tuhoisasta ultraviolettisäteilystä; Vaalea violetti, myrkyllinen suurina määrinä, joilla on tietty, terävä, mutta miellyttävä haju. Sulamispiste on - 192,7 0 s, kiehumispiste-111,9 0 C. vedessä liukoinen on parempi kuin happi.

Otsoni on vahva hapettava aine. Sen oksidatiivinen aktiivisuus perustuu molekyylin kykyyn hajottaa atomi-hapen vapautumisen kanssa:

Se hapettaa monia yksinkertaisia \u200b\u200bja monimutkaisia \u200b\u200baineita. Joidenkin metallien, otsonidien muodot, esimerkiksi kotassia otsonidi:

K + O 3 \u003d KO 3

Otsoni saadaan erityislaitteissa - otsonomisaattoreissa. Niissä sähköisen purkauksen vaikutuksen alaisena molekyylihappeen muuntaminen otsoniksi:

Samanlainen reaktio tapahtuu ukkosmyrskyjen vaikutuksesta.

Otsonin käyttö johtuu sen voimakkaista oksidatiivisista ominaisuuksista: sitä käytetään kudosten valkaisuun, juomaveden desinfioimiseksi lääketieteessä desinfiointiaineena.

Otsonin hengittäminen suurina määrinä on haitallista: se on ärsyttävää silmien ja hengityselinten limakalvoja.

Kemialliset ominaisuudet.

Kemiallisissa reaktioissa muiden elementtien atomien kanssa (paitsi fluori), hapella on yksinomaan hapettavia ominaisuuksia

Tärkein kemiallinen ominaisuus on kyky muodostaa oksideja lähes kaikki elementit. Samanaikaisesti useimmat aineet, happi reagoi suoraan, varsinkin kun lämmitetään.

Näiden reaktioiden seurauksena pääsääntöisesti oksidit muodostetaan, harvemmin - peroksidit:

2SA + O 2 \u003d 2SAO

2VA + O 2 \u003d 2VAO

2NA + O 2 \u003d Na 2 O 2

Happi ei ole vuorovaikutuksessa suoraan halogeenien, kultaa, platinaa, niiden oksideja saadaan epäsuorasti. Kun rikki lämmitetään, hiili, fosfori polttaa happea.

Happeen vuorovaikutus typen kanssa alkaa vain 1200 ° C: n lämpötilassa tai sähköpurkauksessa:

N 2 + O 2 \u003d 2NO

Veden happea on vettä:

2N 2 + O 2 \u003d 2N 2

Tämän reaktion prosessissa korostetaan merkittävä määrä lämpöä.

Seosta, jossa on kaksi vetymäärää yhdellä hapella sytytysvirtojen aikana; Sitä kutsutaan raisleiksi kaasuksi.

Monet metallit kosketuksissa ilman happea tuhoutuvat - korroosiota. Jotkut metallit normaaleissa olosuhteissa hapetetaan vain pinnasta (esimerkiksi alumiini, kromi). Tuloksena oleva oksidikalvo estää lisää vuorovaikutusta.

4Al + 3o 2 \u003d 2Al 2O 3

Monimutkaiset aineet tietyissä olosuhteissa ovat myös vuorovaikutuksessa hapen kanssa. Samanaikaisesti muodostetaan oksidit ja joissakin tapauksissa - oksidit ja yksinkertaiset aineet.

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2N 2

H 2 S + O 2 \u003d 2S02 + 2N 2

4NN 3 + zo 2 \u003d 2N 2 + 6N 2

4CH 3 NH 2 + 9O 2 \u003d 4CO 2 + 2N 2 + 10H 2O

Kun monimutkaiset aineet vuorovaikutuksessa happi toimii hapettavana aineena. Hapen hapen oksidatiivisen aktiivisuuden osalta sen tärkeä ominaisuus perustuu - kyky tukea polttaminenaineet.

Hapen, jossa vety muodostaa myös yhdisteen - vetyperoksidi H202 on väritön läpinäkyvä neste, jolla on palava submenttinen maku, hyvin liukoinen veteen. Vetyperoksidin kemiallisessa suhteessa on erittäin mielenkiintoinen yhteys. Se on ominaista sen alhainen stabiilius: seisoo, hitaasti hajoaa veteen ja happea:

H20 2 \u003d H20 + O2

Kevyt, lämmitys, alkali-läsnäolo, kosketus hapettavien aineiden kanssa tai pelkistävät aineet nopeuttavat hajoamisprosessia. Hapen hapetusaste vedyn peroksidissa \u003d 1, ts. Siinä on välituote hapen hapettamisen asteesta vedessä (-2) ja molekyylihappos (0), joten vetyperoksidi on redox Duality. Vetyperoksidin oksidatiiviset ominaisuudet ovat paljon vahvempia kuin vähentävät, ja ne näkyvät happamassa, emäksisessä ja neutraalissa väliaineessa.

H202 + 2KI + H2S04 \u003d K2S2S04 + I 2 + 2H 2O

Määritelmä

Vety - kemiallisten elementtien jaksollisen järjestelmän ensimmäinen osa D.I. Mendeleeva. Symboli - N.

Atomi massa - 1 a.e.m. Vetymolekyyli Dvotomen - H2.

Vetyatomin elektroninen konfiguraatio - 1S 1. Vety viittaa S-Elements-perheeseen. Yhdisteissään on hapetusaste -1, 0, +1. Luonnollinen vety koostuu kahdesta stabiilista isotooppeista - intohimoja 1 h (99,98%) ja deuterium 2 h (d) (0,015%) ja radioaktiivisen isotoopin tritium 3 h (t) (jäljitysmäärät, puoliintumisaika - 12,5 vuotta).

Vedyn kemialliset ominaisuudet

Normaaleissa olosuhteissa molekyylivetyllä on suhteellisen pieni reaktiokapasiteetti, jota selitetään suurella lujilla solekyylissä. Lämmitettäessä se ottaa huomioon lähes kaikkiin yksinkertaisiin aineisiin, jotka on muodostettu tärkeimpien alaryhmien (lukuun ottamatta jalokaasuja, B, Si, P, Al). Kemiallisissa reaktioissa se voi toimia pelkistävänä aineena (useammin) ja hapettavana aineena (harvemmin).

Vetynäytteet pelkistävän aineen ominaisuudet (H2 0 -2E → 2N +) Seuraavissa reaktioissa:

1. Yhteisvaikutuksen reaktiot yksinkertaisten aineiden kanssa - ei-metallit. Vety reagoi halogeenillaLisäksi vuorovaikutuksen reaktio fluorin kanssa normaaleissa olosuhteissa, pimeässä räjähdyksellä, kloorilla - kun valaistaan \u200b\u200b(tai UV-säteilytys) ketjumekanismissa, bromilla ja jodilla vain kuumennettaessa; happi (Seosta happea ja vetyä tilavuussuhteessa 2: 1 on nimeltään "Razmu Gas"), harmaa, typpi ja hiili:

H 2 + Hal 2 \u003d 2HHAL;

2H 2 + O 2 \u003d 2H20 + Q (t);

H2 + S \u003d H 2 S (T \u003d 150 - 300C);

3H 2 + N 2 ↔ 2NH3 (T \u003d 500C, P, KAT \u003d FE, PT);

2H 2 + C ↔ CH 4 (T, P, KAT).

2. Vuorovaikutuksen reaktiot monimutkaisten aineiden kanssa. Vety reagoi alhaiset tehokkaat metallioksiditLisäksi se pystyy palauttamaan vain metalleja aktiivisuuteen sinkin oikealla puolella:

CUO + H 2 \u003d CU + H20 (t);

FE 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H20 (T);

WO 3 + 3H 2 \u003d W + 3H 2 O (T).

Vety reagoi muiden kuin metallioksidien kanssa:

H2 + CO 2 ↔ CO + H20 (t);

2H 2 + CO ↔ CH3OH (T \u003d 300C, P \u003d 250 - 300 ATM, KAT \u003d ZNO, CR 2O3).

Vety siirtyy hydrausreaktioon sykloalkanien, alkeenien, areenan, aldehydien ja ketonien orgaanisten yhdisteiden kanssa jne. Kaikki nämä reaktiot suoritetaan kuumennettaessa, paineessa platinaa tai nikkeliä katalysaattoreina:

CH 2 \u003d CH 2 + H 2 ↔ CH3-CH3;

C6H6 + 3H 2 ↔ C 6H12;

C3H6 + H 2↔C3H8;

CH3 CHO + H 2 ↔ CH3-CH2 -OH;

CH 3 -CO-CH3 + H 2 ↔ CH3-CH (OH) -CH3.

Vety hapettavana aineena (H2 + 2E → 2N -) toimii vuorovaikutuksen reaktioissa alkalisten ja maa-alkalimetallien kanssa. Samanaikaisesti hydridit muodostuvat - kiteisiä ionisia yhdisteitä, joissa vety osoittaa hapettumisen aste -1.

2NA + H 2 ↔ 2NAH (T, P).

Ca + H 2 ↔ CAH 2 (T, P).

Vetyfysikaaliset ominaisuudet

Vety - kevyt väritön kaasu, hajuton, tiheys n.u. - 0,09 g / l, 14,5 kertaa kevyempi kuin ilma, t kipi \u003d -252.8s, t pl \u003d - 259,2С. Vety on huonosti liukeneva veteen ja orgaanisesti liuottimiin, hyvin liukenee joissakin metalleissa: nikkeli, palladium, platina.

Nykyaikaisen kosmokemian mukaan vety on maailmankaikkeuden yleisin osa. Vedyn olemassaolon päämuoto ulkoavaruudessa on erilliset atomeja. Maapallon esiintyvyyden mukaan vety on yhdeksäsosa kaikista elementeistä. Päämäärä vedyn maalla on siihen liittyvässä tilassa - veden, öljyn, maakaasun, kivihiilen jne. Koostumuksessa Yksinkertaisen aineen muodossa vedy esiintyy harvoin - tulivuoren kaasujen koostumuksessa.

Vetyä saadaan

Laboratorio ja teolliset menetelmät vedyn tuottamiseksi erotetaan. Laboratoriomenetelmiin sisältyy metallien vuorovaikutus hapojen (1) kanssa sekä alumiinin vuorovaikutus alkalisen (2) vesiliuoksiin. Teollisista menetelmistä vedyn saamiseksi, alkali- ja suolojen (3) vesiliuosten elektrolyysi ja metaanin muuntaminen (4) ovat tärkeässä asemassa.

Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2 (1);

2Al + 2NAOH + 6H 2O \u003d 2Na +3H2 (2);

2NACl + 2H 2O \u003d H2 + Cl2 + 2NAOH (3);

CH 4 + H 2O ↔ CO + H 2 (4).

Esimerkkejä ongelmien ratkaisemisesta

Esimerkki 1.

Tehtävä	Kun 23,8 g: n vuorovaikutus, joka on ylimääräinen kloorivetyhappoa, erotettiin vedystä, joka oli riittävä 12,8 g metallikupari, määrittää tinan hapettumisen aste tuloksena olevassa yhdisteessä.
Päätös	Tinan atomin (... 5S 2 5P 2) elektronisen rakenteen perusteella voidaan päätellä, että kaksi hapetusastetta on ominaista - +2, +4. Tämän perusteella teemme mahdollisten reaktioiden yhtälön: Sn + 2HCl \u003d H2 + SnCI 2 (1); Sn + 4HCl \u003d 2H 2 + SnCI 4 (2); CUO + H 2 \u003d CU + H20 (3). Me löydämme kuparin aineen määrä: v (cu) \u003d m (Cu) / m (cu) \u003d 12,8 / 64 \u003d 0,2 mol. Yhtälön 3 mukaan vedyn aineen määrä: v (h 2) \u003d V (cu) \u003d 0,2 mol. Tietäen tinamassa, löydämme sen määrän sisältöä: v (SN) \u003d M (Sn) / M (Sn) \u003d 23,8 / 119 \u003d 0,2 mol. Vertaa tinan ja vedyn aineen määrää yhtälöllä 1 ja 2 ja ongelman tilan mukaan: v1 (Sn): V1 (H2) \u003d 1: 1 (yhtälö 1); v2 (Sn): V2 (H2) \u003d 1: 2 (yhtälö 2); v (Sn): V (H2) \u003d 0,2: 0,2 \u003d 1: 1 (tehtävä tila). Näin ollen tina vuorovaikutuksessa kloorivetyhapon kanssa yhtälön 1 mukaisesti ja tinan hapettumisen aste on +2.
Vastaus	Tinan hapetusaste on +2.

Esimerkki 2.

Tehtävä	Kaasu, joka valittiin 2,0 g: n sinkkiä 18,7 ml: lla 14,6% suolahappoa (1,07 g / ml liuoksen tiheys), annettiin kuumennettaessa yli 4,0 g kuparioksidia (II). Mikä on tuloksena olevan kiinteän seoksen massa?
Päätös	Sinkin vaikutuksesta kloorivetyhapolla vety korostetaan: Zn + 2NSL \u003d ZnCl2 + H2 (1), joka lämmityksen aikana palauttaa kuparin (II) oksidin kupari (2): CUO + H 2 \u003d CU + H 2 O. Löydä määriä aineita ensimmäisessä reaktiossa: m (P-RA NSL) \u003d 18,7. 1.07 \u003d 20,0 g; m (NSL) \u003d 20,0. 0,146 \u003d 2,92 g; v (NSL) \u003d 2.92 / 36,5 \u003d 0,08 mol; v (Zn) \u003d 2.0 / 65 \u003d 0,031 mol. Sinkki on epäedullisessa asemassa, joten vedyn määrä on yhtä suuri kuin: v (H2) \u003d V (Zn) \u003d 0,031 mol. Toisessa reaktiossa vety on epäedullisessa asemassa, koska: v (CUO) \u003d 4.0 / 80 \u003d 0,05 mol. Reaktion seurauksena 0,031 mol CUO muuttuu 0,031 mol Cu: iin ja massan menetys on: m (CUO) - M (cu) \u003d 0,031 × 80 - 0,031 × 64 \u003d 0,50 g. CUO: n kiinteän seoksen massa Cu: n kanssa vedyn virtauksen jälkeen: 4.0-0.5 \u003d 3,5 g
Vastaus	CUO: n kiinteän seoksen massa Cu: n kanssa on 3,5 g