Kemiska egenskaper hos väte: Funktioner och applikation. Syre och dess egenskaper. Syreföreningar med väte

Det vanligaste elementet i universum är väte. I stjärnans ämne har den typen av kärnor - protoner - och är ett material för termonukleära processer. Nästan hälften av solens massa består också av H2-molekyler. Dess innehåll i jordskorpan når 0,15%, och atomer är närvarande i olja, naturgas, vatten. Tillsammans med syre, kväve och kol är det ett organogent element som är en del av alla levande organismer på jorden. I vår artikel kommer vi att utforska de fysiska och kemiska egenskaperna hos väte, vi definierar de viktigaste områdena för användningen inom industrin och betydelsen.

Position i det periodiska systemet för kemiska element i Mendeleev

Det första elementets öppning Det periodiska systemet är väte. Dess atommassa är 1,0079. Den har två stabila (kost och deuterium) och en radioaktiv isotop (tritium). Fysiska egenskaper bestäms av platsen för nonmetal i tabellen av kemiska element. Under normala förhållanden representerar väte (dess formel - H2) gas, vilket är nästan 15 gånger lättare än luft. Strukturen hos ett element Atom är unik: den består endast av kärna och en elektron. Molekylen av substansen är duktomisk, partiklarna i den är anslutna med användning av en kovalent icke-polär anslutning. Dess energiintensitet är tillräckligt stor - 431 kJ. Detta förklarar den låga kemiska aktiviteten hos föreningen under normala förhållanden. Den elektroniska formeln för väte är som följer: H: h.

Ämnet har ett annat antal egenskaper, vilka inte är analoger bland andra icke-metaller. Tänk på några av dem.

Löslighet och värmeledningsförmåga

Metaller utförs bäst, men väte i värmeledningsförmåga närmar sig dem. Förklaringen av fenomenet är en mycket hög hastighet av termisk rörelse av lätta molekyler av substans, så i väteatmosfären kyler det uppvärmda objektet 6 gånger snabbare än i luft. Föreningen kan demonteras väl i metaller, till exempel, kan nästan 900 vätevolymer absorberas av en palladiumvolym. Metaller kan komma in med H2 till kemiska reaktioner, i vilka de oxidativa egenskaperna hos väte manifesteras. I detta fall bildas hydrider:

2NA + H2 \u003d 2 NaH.

I denna reaktion mottar elementets atomer elektroner från metallpartiklarna, vridning till anon med en enda negativ laddning. Ett enkelt ämne H2 i detta fall är ett oxidationsmedel, vilket vanligtvis inte är typiskt för det.

Väte som ett reduktionsmedel

Förenar metaller och väte, inte bara hög värmeledningsförmåga utan också förmågan hos deras atomer i kemiska processer för att ge sina egna elektroner, det vill säga oxidera. Till exempel kommer de huvudsakliga oxiderna i reaktion med väte. Redoxreaktionen slutar med frisättning av ren metall och bildandet av vattenmolekyler:

CuO + H2 \u003d Cu + H2O.

Interaktionen mellan syrgasämnet med uppvärmning leder också till framställning av vattenmolekyler. Processen är exoterm och åtföljs av frisättningen av ett stort antal termiska energi. Om gasblandningen av H2 och O2 svarar i ett 2: 1-förhållande kallas det det som det exploderar när tändningen:

2H2 + O2 \u003d 2H20

Vatten är och spelar en avgörande roll i bildandet av jordens hydrosfär, klimat, väder. Det ger en cirkulation av element i naturen, stöder alla viktiga processer av organismer - invånarna i vår planet.

Interaktion med icke-metaller

De viktigaste kemiska egenskaperna hos väte är dess reaktioner med icke-metalliska element. Under normala förhållanden är det tillräckligt kemiskt inert, så substansen kan endast reagera med halogener, exempelvis med fluor eller klor, som är mest aktiva bland alla icke-metaller. Således exploderar en blandning av fluor och väte i mörkret eller i kylan, och med klor - vid uppvärmning eller i ljus. Reaktionsprodukterna kommer att vara halogenraser, vars vattenhaltiga lösningar är kända som fluorider och kloridsyror. C interagerar vid 450-500 grader, 30-100 MPa-tryck och i närvaro av en katalysator:

N2 + 3H2NH3, t, Kat ⇔ 2NH3.

De ansedda kemiska egenskaperna hos väte är av stor betydelse för industrin. Till exempel kan du få en värdefull kemisk produkt - ammoniak. Det är det viktigaste råmaterialet för att erhålla nitratsyra och kvävegödselmedel: karbamid, ammoniumnitrat.

Organiska ämnen

Mellan kol och väte leder till framställning av det enklaste kolväte-metanen:

C + 2H2 \u003d CH4.

Ämnet är en väsentlig del av det naturliga och de används som en värdefull typ av bränsle och råmaterial för industrin av organisk syntes.

I kemi av kolföreningar är elementet en del av en stor mängd ämnen: alkananer, alkener, kolhydrater, alkoholer etc. Det finns många reaktioner av organiska föreningar med H2-molekyler. De bär ett generellt namn - hydrogenering eller hydrogenering. Så kan aldehyder återställas till väte till alkoholer, omättade kolväten - till Alkanov. Till exempel blir etylen till etan:

C2H4 + H2 \u003d C2H6.

Sådana kemiska egenskaper hos väte är viktiga, såsom hydrogenering av flytande oljor: solros, majs, rapsfrö. Det leder till fasta fett - salomor, som används vid framställning av glycerin, tvål, stearin, margariniska sorter. För att förbättra utseendet och smaken av livsmedelsprodukten, mjölk, animaliska fetter, socker, vitaminer läggs till det.

I vår artikel studerade vi hydrens egenskaper och fick ut sin roll i en persons natur och liv.

Vätet öppnades under andra hälften av 1700-talets engelska forskare inom fysik och kemisk kemi. Han lyckades lyfta fram ämnet i sin rena tillstånd, han studerade det och beskrev egenskaperna.

Sådan är historien om öppnandet av väte. Under experimenten bestämde forskaren att detta är en brännbar gas, vars förbränning i luften ger vatten. Detta ledde till definitionen av högkvalitativ vattenkomposition.

Vad är väte

Om väte, som en enkel substans, för första gången, den franska kemist A. Lavoisier i 1784, eftersom det bestämde att atomerna av en art var en del av sin molekyl.

Namnet på det kemiska elementet i latinljud som hydrogenum (läs "väte"), vilket betyder "vattenmatning". Namnet hänvisar till förbränningsreaktionen, som ett resultat av vilket vatten bildas.

Väte karakteristik

Beteckningen av väte N. Mendeleev tilldelade detta kemiska element det första sekvensnumret, vilket placerade det i huvudundergruppen av den första gruppen och den första perioden och villkorligt i huvudundergruppen av den sjunde gruppen.

Atomvikt (atomvikt) av väte är 1,00797. Molekylvikten H2 är 2a. e. Molarmassa är numeriskt lika med henne.

Presenterar tre isotoper som har ett speciellt namn: den vanligaste kosten (h), svår deuterium (D), radioaktivt tritium (T).

Detta är det första elementet som kan vara helt uppdelat i isotoper på ett enkelt sätt. Den är baserad på en hög skillnad mellan mästare av isotoper. Processen genomfördes först 1933. Det förklaras av det faktum att endast 1932 avslöjades en isotop med en massa 2.

Fysikaliska egenskaper

Under normala förhållanden är ett enkelt ämne av väte i form av tvåhäftande molekyler, utan färg, vilket inte har någon smak och lukt. Lite löslig i vatten och andra lösningsmedel.

Kristallisationstemperatur - 259,2 o C, kokpunkt - 252,8 o C. Diametern av vätemolekyler är så liten att de har möjlighet att sakta diffusion genom ett antal material (gummi, glas, metaller). Den här egenskapen hittar användningen när det är nödvändigt att rengöra väte från gasformiga föroreningar. Med n. y Väte har en densitet som är lika med 0,09 kg / m3.

Är det möjligt att omvandla väte till metall analogt med element belägna i den första gruppen? Forskare har fastställt att väte under betingelser när trycket närmar sig 2 miljoner atmosfärer, börjar absorbera infraröda strålar, vilket indikerar polariseringen av substansmolekylerna. Kanske med ännu högre tryck kommer väte att bli en metall.

Det är intressant: Det finns ett antagande att på planeter-jättar, jupiter och saturn, är väte i form av en metall. Det antas att metalliskt fast väte också är närvarande i den markbundna kärnans sammansättning, på grund av det ultrahögtrycket som alstras av jordens mantel.

Kemiska egenskaper

I kemisk interaktion med väte, kommer både enkla och komplexa ämnen att komma in. Men den lilla aktiviteten av väte krävs för att öka skapandet av lämpliga förhållanden - en temperaturökning, användningen av katalysatorer etc.

När det upphettas till reaktionen med väte ingår sådana enkla substanser såsom syre (02), klor (Cl2), kväve (N2), svavel (er).

Om du sätter eld för att rengöra väte i slutet av gasröret i luften, kommer den att brinna smidigt, men knappt märkbart. Om du placerar gasmatningsröret i atmosfären av rent syre, fortsätter förbränningen med bildandet av vattendroppar på kärlens väggar, som resultatet av reaktionen:

Förbränning av vatten åtföljs av frisättningen av en stor mängd värme. Detta är en exoterm föreningsreaktion, i vilket förfarande av väte oxideras genom syre för att bilda H2O-oxid. Det är också en redoxreaktion, i vilken väte oxideras och syre återställs.

På samma sätt en reaktion med Cl2 med bildandet av kloroodorodor.

För att genomföra interaktionen av kväve med väte krävs hög temperatur och ökat tryck, såväl som närvaron av en katalysator. Resultatet är ammoniak.

Som ett resultat av reaktionen med svavel bildas vätesulfid, vars erkännande underlättar den karakteristiska lukten av ruttna ägg.

Graden av väteoxidation i dessa reaktioner är +1, och i de här beskrivna hydriderna, 1.

När reaktioner med vissa metaller bildas hydrider, t ex natriumhydrid-NaH. Några av dessa komplexa föreningar används som bränsle för missiler, såväl som i termonukleär energi.

Vätgas reagerar med ämnen från den komplexa kategorin. Till exempel med kopparoxid (II), CuO-formel. För att utföra reaktionen överförs väte av koppar över den uppvärmda pulverformiga kopparoxiden (II). Under interaktionen ändrar reagenset sin färg och blir rödbrun, och på provrörens kalla väggar är vattendroppar avgjorda.

Vätet under reaktionen oxideras, bildande vatten och koppar återställs från oxid till en enkel substans (CU).

Användningsområden

Vätgas är av stor betydelse för en person och finner användning i en mängd olika sfärer:

1. I kemisk produktion är råvaror, i andra branscher - bränsle. Kostna inte utan väte och företag av petrokemi och raffinering.
2. I elkraftindustrin utför detta enkla ämne funktionen hos kylmedlet.
3. I svart och icke-järnmetallurgi skall väte ges rollen som reduktionsmedlet.
4. För att skapa ett inert medium när du packar produkter.
5. Läkemedelsindustrin - använder väte som ett reagens vid framställning av väteperoxid.
6. Denna lätta gasfyll meteorologiska prober.
7. Känt detta element och som ett bränsleducerande medel för raketmotorer.

Forskare profetativt profetera enhälligt för att bränna Palm Championship i kraftteknik.

Kvitto i industrin

I industrin erhålles väte genom elektrolys, som utsätts för klorider eller alkalimetallhydroxider upplösta i vatten. Du kan också få väte på detta sätt direkt från vattnet.

Används för dessa ändamål omvandling av koks eller metan med vattenånga. Nedbrytningen av metan vid förhöjd temperatur ger också väte. Fraktionell gas flytande med fraktionerad metod används också för industriell väteproduktion.

Komma i laboratoriet

Laboratoriet för väte används av cypapparaten.

Salt eller svavelsyra och zink sticker ut som reagens. Som ett resultat av reaktionen bildas väte.

Hitta väte i naturen

Väte uppträder oftare i universum. Stjärnans huvudmassa, inklusive solen och andra kosmiska kroppar är väte.

I jordens skorpa av det bara 0,15%. Det är närvarande i många mineraler, i alla organiska ämnen, såväl som i vatten som täcker på 3/4 yta på vår planet.

I de övre skikten av atmosfären är det möjligt att detektera spår av väte i sin rena form. Hitta det i ett antal brännbara naturgaser.

Gasös väte är den mest lösa, och vätskan är den mest täta substansen på vår planet. Med väte kan du ändra röstens röst, om du andas in och att tala ut.

Grunden för den mest kraftfulla vätebomben är splittringen av den enklaste atomen.

Väte är gas, det är han i det första platsen i det periodiska systemet. Namnet på detta utbredda element i naturen av latin betyder "generering av vatten". Så vilka fysiska och kemiska egenskaper hos väte är kända för oss?

Väte: Allmän information

Under normala förhållanden har väte ingen smak, ingen lukt eller färger.

Fikon. 1. Formel av väte.

Eftersom atomen har en energielektronnivå, på vilken det kan finnas maximalt två elektroner, sedan för ett stabilt tillstånd, kan en atom accepteras som en elektron (graden av oxidation -1), så att ge en elektron (the Graden av oxidation +1), som visar konstant valens I. Därför placeras väteelementsymbolen inte bara i IA-gruppen (den huvudsakliga undergruppen i gruppen) tillsammans med alkaliska metaller, men också i VIIIA-gruppen (huvudundergruppen av gruppen VII) tillsammans med halogener. Halogenatomer saknar också en elektron innan den fylls i den yttre nivån, och de, som väte, är icke-metaller. Väte visar en positiv grad av oxidation i föreningar, där den är associerad med fler elektronegativa element - icke-metaller, och den negativa oxidationsgraden är i föreningar med metaller.

Fikon. 2. Platsen för väte i det periodiska systemet.

Vid väte finns det tre isotoper, som alla har sitt eget namn: deltagare, deuterium, tritium. Antalet senare på jorden är försumbar.

Kemiska egenskaper hos väte

I ett enkelt ämne H2 är förbindelsen mellan atomerna hållbar (bindningsenergi 436 kJ / mol), därför är aktiviteten hos molekylär väte liten. Under normala förhållanden interagerar det endast med mycket aktiva metaller och den enda icke-metallol som väte kommer in i reaktionen är fluor:

F 2 + H2 \u003d 2HF (fluoridväte)

Med andra enkla (metaller och icke-metaller) och komplexa (oxider, organiska osäkra föreningar) reagerar väte substanser antingen vid bestrålning och ökning av temperaturen eller i närvaro av en katalysator.

Vätgas brinner i syre med att lyfta fram en betydande mängd värme:

2H2 + O2 \u003d 2H20

En blandning av väte med syre (2 vätevolymer och 1 syrgasvolym) när tändningen är starkt exploderad och bär därför namnet på den rattlande gasen. När du arbetar med väte bör säkerhetsbestämmelserna följa.

Fikon. 3. Reduch gas.

I närvaro av katalysatorer kan gas reagera med kväve:

3H2 + N2 \u003d 2NH3

- I denna reaktion vid förhöjda temperaturer och tryck i branschen erhålles ammoniak.

Vid höga temperaturförhållanden kan väte reagera med grå, selen, tellurium. Och när de interagerar med alkaliska och jordalkalimetaller formuleras hydrider:

- I det här fallet spelar väte oxidantens roll.

Väte har en egenskap samtidigt som temperaturen ökar att återställa oxider av många metaller, som ett resultat av vilket vatten bildas. Till exempel:

CuO + H2 \u003d H2O + Cu

- I denna process är väte ett reduktionsmedel4.3. Totala betyg erhållna: 70.

Syre är det vanligaste elementet på jorden. Tillsammans med kväve och obetydligt antal andra gaser bildar det fria syre jordens atmosfär. Dess innehåll i luften är 20,95 volymprocent eller 23,15 viktprocent. I jordskorpan är 58% atomer atomer av bunden syre (47 viktprocent). Oxygen är en del av vattnet (reserver av bunden syre i hydrosfärmen är exceptionellt stora), stenar, många mineraler och salter, innehåller i fetter, proteiner och kolhydrater, från vilka levande organismer består. Nästan alla fria syre av jorden uppstod och kvarstod som ett resultat av fotosyntesprocessen.

Fysikaliska egenskaper.

Syre - gas utan färg, smak och lukt, lite tyngre luft. I vattnet är ett litet lösningsmedel (i 1 liter vatten vid 20 grader, 31 ml syre upplöst), men fortfarande bättre än andra atmosfäriska gaser, är därför vatten berikat med syre. Tätheten av syre under normala förhållanden är 1,429 g / l. Vid temperaturer -183 0 ° C och ett tryck på 101 325 kPa-syre går in i ett flytande tillstånd. Flytande syre har en blåaktig färg, drar in ett magnetfält och vid -218,7 ° C bildar blå kristaller.

Naturligt syre har tre isotop ca 16, ca 17, ca 18.

Allotropi- det kemiska elementets förmåga att existera i form av två eller flera enkla ämnen, som endast skiljer sig i antalet atomer i molekylen eller strukturen.

Ozon ca 3 - existerar i atmosfärens övre skikt i en höjd av 20-25 km från jordens yta och bildar det så kallade "ozonskiktet", vilket skyddar jorden från den destruktiva ultraviolett strålningen av solen; Blek violett, giftig i stora mängder med en specifik, skarp, men trevlig lukt. Smältpunkten är - 192,7 0 S, kokpunkten-111,9 0 C. I vatten är löslig bättre än syre.

Ozon är ett starkt oxidationsmedel. Dess oxidativa aktivitet är baserad på molekylens förmåga att sönderdelas med frisättningen av atomytan:

Det oxiderar många enkla och komplexa ämnen. Med vissa metaller bildas ozonider, till exempel potassia ozonid:

K + O 3 \u003d KO 3

Ozon erhålls i speciella enheter - ozonomatorer. I dem, under verkan av en elektrisk urladdning, omvandling av molekylärt syre till ozon:

En liknande reaktion sker under åskvädernas verkan.

Användningen av ozon beror på dess starka oxidativa egenskaper: den används för att bleka vävnaderna, desinfektion av dricksvatten, i medicin som desinfektionsmedel.

Inandning av ozon i stora mängder är skadlig: det är irriterande av slemhinnorna i ögonen och andningsorganen.

Kemiska egenskaper.

I kemiska reaktioner med atomer av andra element (förutom fluor) uppvisar syre exklusivt oxidativa egenskaper

Den viktigaste kemiska egenskapen är möjligheten att bilda oxider med nästan alla element. Samtidigt, med de flesta ämnen reagerar syre direkt, speciellt vid uppvärmning.

Som ett resultat av dessa reaktioner bildas oxider, mindre ofta - peroxider:

2SA + O 2 \u003d 2SAO

2VA + O 2 \u003d 2VAO

2NA + O 2 \u003d Na2O2

Syre interagerar inte direkt med halogener, guld, platina, deras oxider erhålls indirekt. När svavel uppvärmd, kol, fosfor brinner i syre.

Samspelet mellan syre med kväve börjar endast vid en temperatur av 1200 0 s eller i en elektrisk urladdning:

N 2 + o 2 \u003d 2no

Med väte syre bildar vatten:

2N 2 + O 2 \u003d 2N 2

I processen med denna reaktion framhävs en betydande mängd värme.

En blandning av två vätevolymer med ett syre under tändningen exploderar; Det kallas en rattled gas.

Många metaller i kontakt med luft syre förstörs - korrosion. Vissa metaller under normala förhållanden oxideras endast från ytan (till exempel aluminium, krom). Den resulterande oxidfilmen förhindrar ytterligare interaktion.

4al + 3o 2 \u003d 2al 2 03

Komplicerade ämnen under vissa förhållanden interagerar också med syre. Samtidigt bildas oxider, och i vissa fall - oxider och enkla ämnen.

CH4 + 2O2 \u003d CO2 + 2N 2

H2S + O2 \u003d 2SO2 + 2N 2

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

4CH3 NH2 + 9O2 \u003d 4CO2 + 2N2 + 10H20

När du interagerar med komplexa ämnen verkar syre som ett oxidationsmedel. Om oxidativ aktivitet av syre är dess viktiga egendom baserad - förmågan att stödja förbränningämnen.

Syre med väte bildar också en förening - väteperoxid H2O2 är en färglös transparent vätska med en brinnande astringent smak, vällöslig i vatten. I kemiska förhållandet mellan väteperoxid är en mycket intressant anslutning. Det kännetecknas av sin låga stabilitet: när det står, sönderdelas långsamt på vatten och syre:

H2O2 \u003d H2O + O2

Ljus, uppvärmning, alkalisk närvaro, kontakt med oxidationsmedel eller reduktionsmedel accelererar sönderdelningsprocessen. Graden av oxidation av syre i väteperoxid \u003d - 1, dvs. Den har ett mellanliggande värde mellan graden av oxidation av syre i vatten (-2) och i molekylärt syre (0), så väteperoxid uppvisar redox dualitet. De oxidativa egenskaperna hos väteperoxid är mycket starkare än att reducera, och de förekommer i sura, alkaliska och neutrala medier.

H2O2 + 2KI + H2SO4 \u003d K2SO4 + I 2 + 2H20

Definition

Väte - Det första elementet i det periodiska systemet för kemiska element D.I. Mendeleeva. Symbol - N.

Atommassa - 1 a.e.m. Vätgasmolekyl dvotomen - H2.

Elektronisk konfiguration av väteatom - 1S 1. Vätgas hänvisar till S-elements-familjen. I dess föreningar finns en oxidationsgrad -1, 0, +1. Naturligt väte består av två stabila isotoper - lustar 1 h (99,98%) och deuterium 2H (d) (0,015%) och radioaktiv isotop av tritium 3 h (t) (spårmängder, halveringstid - 12,5 år).

Kemiska egenskaper hos väte

Under normala förhållanden uppvisar molekylärt väte en relativt låg reaktionskapacitet, som förklaras av den höga styrkan hos band i molekylen. Vid uppvärmning tar det hänsyn till nästan alla de enkla ämnen som bildas av elementen i de huvudsakliga undergrupperna (förutom ädelgaser, B, Si, P, AL). I kemiska reaktioner kan den fungera som ett reduktionsmedel (oftare) och oxidationsmedel (mindre ofta).

Väte uppvisar egenskaper för reduktionsmedlet (H2O-2E → 2N +) i följande reaktioner:

1. Reaktioner av interaktion med enkla ämnen - icke-metaller. Väte reagerar med halogenDessutom, reaktionen av interaktion med fluor under normala förhållanden, i mörkret, med en explosion, med klor - vid upplyst (eller UV-bestrålning) på kedjemekanismen, med brom och jod endast vid uppvärmning; syre (en blandning av syre och väte i volymförhållande 2: 1 kallas "Razmu gas"), grå, kväve och kol:

H2 + HAL 2 \u003d 2HHAL;

2H2 + O2 \u003d 2H20 + Q (T);

H2 + S \u003d H2S (t \u003d 150 - 300C);

3H2 + N2 \u003c2NH3 (t \u003d 500C, P, Kat \u003d Fe, PT);

2H 2 + C ↔ CH4 (T, P, KAT).

2. Reaktioner av interaktion med komplexa ämnen. Väte reagerar med låg effektiva metalloxiderDessutom kan den återställa endast metaller i en aktivitetsrad till höger om zink:

CuO + H2 \u003d Cu + H2O (t);

Fe 2 03 + 3H2 \u003d 2FE + 3H20 (t);

WO3 + 3H2 \u003d W + 3H20 (t).

Väte reagerar med icke-metalloxider:

H2 + CO 2 ↔ CO + H2O (t);

2H 2 + CO ↔ CH3OH (t \u003d 300C, p \u003d 250 - 300 atm., Kat \u003d ZnO, Cr2O3).

Väte kommer in i hydrogeneringsreaktionen med organiska föreningar av cykloalkaner, alkener, arena, aldehyder och ketoner etc. Alla dessa reaktioner utförs när de upphettas, under tryck, platina eller nickel används som katalysatorer:

CH2 \u003d CH2 + H2C CH3 -CH3;

C6H6 + 3H2C6H12;

C3H6 + H2CEC3H8;

CH3CO + H2CH3-CH2 -OH;

CH3 -CO-CH3 + H2C CH3 -CH (OH) -CH3.

Väte som ett oxidationsmedel (H2 + 2E → 2N-) verkar i reaktionerna av interaktion med alkaliska och jordalkalimetaller. Samtidigt bildas hydrider - kristallina joniska föreningar i vilka väte visar graden av oxidation -1.

2na + h 2 ↔ 2nah (t, p).

Ca + H 2 ↔ CAH 2 (T, P).

Fysiska egenskaper hos väte

Väte - lätt färglös gas, luktfri, densitet vid N.U. - 0,09 g / l, 14,5 gånger lättare än luft, T KIP \u003d -252,8S, T pl \u003d - 259,2С. Väte är dåligt lösligt i vatten och organiskt lösningsmedel, väl lösliga i vissa metaller: nickel, palladium, platina.

Enligt modern kosmokemi är väte det vanligaste elementet i universum. Huvudformen av förekomsten av väte i yttre rymden är separata atomer. Enligt förekomsten på jorden, rankas väte 9: e bland alla element. Huvudmängden av väte på marken är i tillhörande tillstånd - i kompositionen av vatten, olja, naturgas, stenkol, etc. I form av en enkel substans uppträder väte sällan - i sammansättningen av vulkaniska gaser.

Få väte

Laboratorie- och industriella metoder för att producera väte särskiljas. Laboratoriemetoder innefattar interaktionen av metaller med syror (1), såväl som interaktionen mellan aluminium med en vattenhaltig lösningar av alkalier (2). Bland de industriella metoderna för att erhålla väte spelar elektrolysen av de vattenhaltiga lösningarna av alkali och salter (3) och metanomvandlingen (4) en viktig roll.

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

2al + 2naOH + 6H20 \u003d 2Na +3H2 (2);

2Nacl + 2H20 \u003d H2 + Cl2 + 2NaOH (3);

CH4 + H2O ↔ CO + H2 (4).

Exempel på att lösa problem

Exempel 1.

Uppgiften	När interaktionen av 23,8 g av en metalltenn med ett överskott av saltsyra präglades med väte, i en mängd som är tillräcklig för att erhålla 12,8 g metallkoppar, bestämma graden av oxidation av tenn i den resulterande föreningen.
Beslut	Baserat på den elektroniska strukturen hos tennatomen (... 5S 2 5P 2) kan man dra slutsatsen att två oxidationsgrader är karakteristiska - +2, +4. Baserat på detta kommer vi att göra ekvationen av möjliga reaktioner: SN + 2HCl \u003d H2 + SNCl 2 (1); SN + 4HCl \u003d 2H2 + SNCl 4 (2); CuO + H2 \u003d Cu + H2O (3). Vi finner mängden kopparämne: v (cu) \u003d m (cu) / m (cu) \u003d 12,8 / 64 \u003d 0,2 mol. Enligt ekvation 3, mängden väte ämne: v (H2) \u003d V (cu) \u003d 0,2 mol. Att veta tennmassa, vi hittar sin mängd ämne: v (sn) \u003d m (s) / m (sn) \u003d 23,8 / 119 \u003d 0,2 mol. Jämför mängden tenn och väte ämne med ekvation 1 och 2 och under tillståndet av problemet: v 1 (SN): V 1 (H2) \u003d 1: 1 (ekvation 1); v 2 (SN): V2 (H2) \u003d 1: 2 (ekvation 2); v (SN): V (H2) \u003d 0,2: 0,2 \u003d 1: 1 (Uppgiftsförhållande). Följaktligen interagerar tenn med saltsyra enligt ekvation 1 och graden av oxidation av tenn är +2.
Svar	Graden av oxidation av tenn är +2.

Exempel 2.

Uppgiften	Gasen, som väljs under verkan av 2,0 g zink per 18,7 ml 14,6% saltsyra (tätheten av lösningen av 1,07 g / ml), tillåts vid uppvärmning över 4,0 g kopparoxid (II). Vad är massan av den resulterande fasta blandningen?
Beslut	Under verkan av zink på saltsyra är väte framhävd: Zn + 2NSL \u003d ZnCl2 + H2 (1), som vid uppvärmning återställer koppar (II) oxid till koppar (2): CuO + H2 \u003d Cu + H2O. Hitta mängder ämnen i den första reaktionen: 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. Zink är missgynnad, så mängden väte som är förskjuten är lika med: v (H2) \u003d V (Zn) \u003d 0,031 mol. I den andra reaktionen är väte i nackdelen, eftersom: v (cuo) \u003d 4,0 / 80 \u003d 0,05 mol. Som ett resultat av reaktionen kommer 0,031 mol cuo att bli till 0,031 mol Cu, och massförlusten kommer att vara: m (cuo) - m (cu) \u003d 0,031 × 80 - 0,031 × 64 \u003d 0,50 g. Massan av fast blandning av CuO med Cu efter flödet av väte kommer att vara: 4.0-0.5 \u003d 3,5 g
Svar	Massan av fast blandning av CuO med Cu är lika med 3,5 g