Esempi di composti contenenti idrogeno. Idrogeno. Proprietà fisiche e chimiche, ottenere. Metodi per la produzione di idrogeno

Struttura e Proprietà fisiche idrogeno L'idrogeno è un gas biatomico H2. Non ha colore né odore. È il gas più leggero. Per questa sua proprietà veniva utilizzato in palloni aerostatici, dirigibili e dispositivi simili, ma l'uso diffuso dell'idrogeno per questi scopi è ostacolato dalla sua esplosività mista ad aria.

Le molecole di idrogeno sono non polari e molto piccole, quindi c'è poca interazione tra loro. Di conseguenza, ha molto basse temperature fusione (-259°C) ed ebollizione (-253°C). L'idrogeno è praticamente insolubile in acqua.

L'idrogeno ha 3 isotopi: 1H ordinario, deuterio 2H o D e trizio radioattivo 3H o T. Gli isotopi pesanti dell'idrogeno sono unici in quanto sono 2 o anche 3 volte più pesanti dell'idrogeno ordinario! Ecco perché la sostituzione dell'idrogeno ordinario con deuterio o trizio influisce in modo significativo sulle proprietà della sostanza (ad esempio, i punti di ebollizione dell'idrogeno ordinario H2 e del deuterio D2 differiscono di 3,2 gradi). Interazione dell'idrogeno con sostanze semplici L'idrogeno è un non metallo di elettronegatività media. Pertanto, ha sia proprietà ossidanti che riducenti.

Le proprietà ossidanti dell'idrogeno si manifestano nelle reazioni con i metalli tipici - elementi dei principali sottogruppi I-II gruppi tavole periodiche. I metalli più attivi (alcalino e alcalino terroso) quando riscaldati con idrogeno danno idruri - sostanze solide simili al sale contenenti uno ione idruro H- nel reticolo cristallino. 2Na + H2 = 2NaH ; Ca + H2 = CaH2 Le proprietà riducenti dell'idrogeno si manifestano in reazioni con non metalli più tipici dell'idrogeno: 1) Interazione con alogeni H2+F2=2HF

L'interazione con gli analoghi del fluoro - cloro, bromo, iodio procede in modo simile. Quando l'attività dell'alogeno diminuisce, l'intensità della reazione diminuisce. La reazione con il fluoro avviene in condizioni normali con un'esplosione, la reazione con il cloro richiede illuminazione o riscaldamento e la reazione con iodio procede solo con un forte riscaldamento ed è reversibile. 2) Interazione con l'ossigeno 2H2 + O2 \u003d 2H2O La reazione procede con un grande rilascio di calore, a volte con un'esplosione. 3) Interazione con lo zolfo H2 + S = H2S Lo zolfo è un non metallo molto meno attivo dell'ossigeno e l'interazione con l'idrogeno procede senza intoppi.b 4) Interazione con l'azoto 3H2 + N2↔ 2NH3 La reazione è reversibile, procedendo in misura notevole solo in presenza di un catalizzatore, quando riscaldato e sotto pressione. Il prodotto si chiama ammoniaca. 5) Interazione con il carbonio C + 2H2↔ CH4 La reazione avviene in arco elettrico oa temperature molto elevate. Come sottoprodotti si formano anche altri idrocarburi. 3. Interazione dell'idrogeno con sostanze complesse L'idrogeno mostra anche proprietà riducenti nelle reazioni con sostanze complesse: 1) Riduzione degli ossidi metallici situati nella serie elettrochimica di tensioni a destra dell'alluminio, nonché degli ossidi non metallici: Fe2O3 + 2H2 2Fe + 3H2O ; CuO + H2 Cu + H2O Idrogeno viene utilizzato come agente riducente per l'estrazione di metalli dai minerali di ossido. Le reazioni procedono per riscaldamento 2) Adesione a sostanze organiche insature; С2Н4 + Н2(t;p) → С2Н6 Le reazioni procedono in presenza di un catalizzatore e sotto pressione. Per il momento non toccheremo altre reazioni dell'idrogeno. 4. Ottenere idrogeno Nell'industria, l'idrogeno si ottiene dalla lavorazione di materie prime di idrocarburi: gas naturale e associato, coke, ecc. Metodi di laboratorio per ottenere idrogeno:

1) L'interazione dei metalli, che sta nella serie elettrochimica delle tensioni dei metalli a sinistra dell'idrogeno, con gli acidi. Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb (H2) Cu Hg Ag Pt Mg + 2HCl = MgCl2 + H22) Interazione dei metalli a sinistra del magnesio nella serie di tensioni elettrochimiche dei metalli, s acqua fredda. In questo caso si formano anche alcali.

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 Un metallo situato nella serie di metalli di tensione elettrochimica a sinistra del manganese è in grado di spostare l'idrogeno dall'acqua in determinate condizioni (magnesio - dall'acqua calda, alluminio - a condizione che il film di ossido venga rimosso dal superficie).

Mg + 2H2O Mg(OH)2 + H2

Un metallo situato nella serie elettrochimica di tensioni metalliche a sinistra del cobalto è in grado di sostituire l'idrogeno dal vapore acqueo. Questo forma anche un ossido.

3Fe + 4H2Opar Fe3O4 + 4H23) Interazione di metalli, i cui idrossidi sono anfoteri, con soluzioni alcaline.

I metalli i cui idrossidi sono anfoteri spostano l'idrogeno dalle soluzioni alcaline. Devi conoscere 2 di questi metalli: alluminio e zinco:

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + + 3H2

Zn + 2KOH + 2H2O = K2 + H2

In questo caso si formano sali complessi: idrossialluminati e idrossizincati.

Tutti i metodi elencati finora si basano sullo stesso processo: l'ossidazione di un metallo con un atomo di idrogeno nello stato di ossidazione +1:

М0 + nН+ = Мn+ + n/2 H2

4) Interazione degli idruri metallici attivi con l'acqua:

CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2

Questo processo si basa sull'interazione dell'idrogeno nello stato di ossidazione -1 con l'idrogeno nello stato di ossidazione +1:

5) Elettrolisi soluzione acquosa alcali, acidi, alcuni sali:

2H2O 2H2 + O2

5. Composti di idrogeno In questa tabella, a sinistra, sono evidenziate con una leggera ombra le cellule degli elementi che formano i composti ionici, gli idruri, con l'idrogeno. Queste sostanze contengono lo ione idruro H-. Sono sostanze solide incolori simili al sale e reagiscono con l'acqua per rilasciare idrogeno.

Gli elementi dei principali sottogruppi dei gruppi IV-VII formano composti di una struttura molecolare con idrogeno. A volte sono anche chiamati idruri, ma questo non è corretto. Non contengono uno ione idruro, sono costituiti da molecole. Di norma, i composti di idrogeno più semplici di questi elementi sono gas incolori. Le eccezioni sono l'acqua, che è un liquido, e l'acido fluoridrico, che, quando temperatura ambiente gassoso, ma condizioni normali- liquido.

Le cellule scure indicano elementi che formano composti con idrogeno che mostrano proprietà acide.

Le cellule scure con una croce denotano elementi che formano composti con idrogeno che mostrano proprietà di base.

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29). caratteristiche generali delle proprietà degli elementi del sottogruppo principale 7gr. Cloro. proprietà della tradizione. Acido cloridrico. Il sottogruppo degli alogeni comprende fluoro, cloro, bromo, iodio e astato (l'astato è un elemento radioattivo, poco studiato). Questi sono p-elementi del gruppo VII sistema periodico DI Mendeleev. A livello di energia esterna, i loro atomi hanno 7 elettroni ns2np5. Questo spiega la comunanza delle loro proprietà.

Aggiungono facilmente un elettrone alla volta, mostrando uno stato di ossidazione di -1. Gli alogeni hanno questo stato di ossidazione nei composti con idrogeno e metalli.

Tuttavia, gli atomi di alogeno, oltre al fluoro, possono anche presentare stati di ossidazione positivi: +1, +3, +5, +7. I possibili valori degli stati di ossidazione sono spiegati dalla struttura elettronica, che per gli atomi di fluoro può essere rappresentata dallo schema

Essendo l'elemento più elettronegativo, il fluoro può accettare solo un elettrone per sottolivello 2p. Ha un elettrone spaiato, quindi il fluoro è solo monovalente e lo stato di ossidazione è sempre -1.

La struttura elettronica dell'atomo di cloro è espressa dallo schema L'atomo di cloro ha un elettrone spaiato al sottolivello 3p e il solito stato (non eccitato) del cloro è monovalente. Ma poiché il cloro è nel terzo periodo, ha altri cinque orbitali del sottolivello 3d, che possono ospitare 10 elettroni.

Il fluoro non ha orbitali liberi, il che significa che durante le reazioni chimiche non c'è separazione di elettroni accoppiati nell'atomo. Pertanto, quando si considerano le proprietà degli alogeni, si dovrebbe sempre tenere conto delle caratteristiche del fluoro e dei composti.

Le soluzioni acquose di composti di idrogeno di alogeni sono acidi: HF - fluoridrico (fluoridrico), HCl - cloridrico (cloridrico), HBr - bromidrico, HI - idroiodico.

Cloro (lat.Cloro), Cl, elemento chimico gruppo VII del sistema periodico di Mendeleev, numero atomico 17, massa atomica 35.453; appartiene alla famiglia degli alogeni. In condizioni normali (0°C, 0,1 MN/m2 o 1 kgf/cm2) un gas giallo-verde con un odore pungente e irritante. Il cloro naturale è costituito da due isotopi stabili: 35Cl (75,77%) e 37Cl (24,23%).

Proprietà chimiche del cloro. La configurazione elettronica esterna dell'atomo Cl è 3s23p5. In base a ciò, il cloro nei composti mostra stati di ossidazione -1, +1, +3, +4, +5, +6 e +7. Il raggio covalente dell'atomo è 0,99 Å, il raggio ionico di Cl è 1,82 Å, l'affinità elettronica dell'atomo di cloro è 3,65 eV e l'energia di ionizzazione è 12,97 eV.

Chimicamente il cloro è molto attivo, si combina direttamente con quasi tutti i metalli (con alcuni solo in presenza di umidità o quando riscaldato) e con i non metalli (tranne carbonio, azoto, ossigeno, gas inerti), formando i corrispondenti cloruri, reagisce con molti composti, sostituisce l'idrogeno negli idrocarburi saturi e si unisce ai composti insaturi. Il cloro sposta il bromo e lo iodio dai loro composti con idrogeno e metalli; dai composti del cloro con questi elementi, viene sostituito dal fluoro. metalli alcalini in presenza di tracce di umidità interagiscono con il cloro con accensione, la maggior parte dei metalli reagisce con il cloro secco solo se riscaldata, il fosforo si accende in un'atmosfera di cloro, formando PCl3 e, dopo ulteriore clorurazione, PCl5; lo zolfo con cloro, quando riscaldato, dà S2Cl2, SCl2 e altro SnClm. Arsenico, antimonio, bismuto, stronzio, tellurio interagiscono vigorosamente con il cloro. Una miscela di cloro e idrogeno brucia con una fiamma incolore o giallo-verde per formare acido cloridrico (questa è una reazione a catena). Il cloro forma ossidi con l'ossigeno: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7, Cl2O8, nonché ipocloriti (sali di acido ipocloroso), cloriti, clorati e perclorati. Tutti i composti dell'ossigeno del cloro formano miscele esplosive con sostanze facilmente ossidabili. Il cloro nell'acqua viene idrolizzato, formando acido ipocloroso e cloridrico: Cl2 + H2O = HClO + HCl. Quando si clorano soluzioni acquose di alcali al freddo, si formano ipocloriti e cloruri: 2NaOH + Cl2 \u003d NaClO + NaCl + H2O e, quando riscaldati, clorati. Mediante la clorazione dell'idrossido di calcio secco si ottiene la candeggina. Quando l'ammoniaca reagisce con il cloro, si forma tricloruro di azoto. Nella clorazione dei composti organici, il cloro sostituisce l'idrogeno o si aggiunge tramite legami multipli, formando vari composti organici contenenti cloro. Il cloro forma composti interalogeni con altri alogeni. I fluoruri ClF, ClF3, ClF3 sono molto reattivi; ad esempio, in un'atmosfera ClF3, la lana di vetro si accende spontaneamente. Sono noti composti del cloro con ossigeno e fluoro - Ossfluoruri di cloro: ClO3F, ClO2F3, ClOF, ClOF3 e perclorato di fluoro FClO4. Acido cloridrico (cloridrico, cloridrico, acido cloridrico) - HCl, una soluzione di acido cloridrico in acqua; acido monobasico forte. Incolore (l'acido cloridrico tecnico è giallastro a causa delle impurità di Fe, Cl2, ecc.), "fumante" nell'aria, liquido caustico. La concentrazione massima a 20 °C è del 38% in peso. I sali dell'acido cloridrico sono chiamati cloruri.

Interazione con forti agenti ossidanti (permanganato di potassio, biossido di manganese) con rilascio di cloro gassoso:

Interazione con ammoniaca con formazione di denso fumo bianco, costituito dai più piccoli cristalli di cloruro di ammonio:

risposta di qualità a acido cloridrico e il suo sale è la sua interazione con il nitrato d'argento, che forma un precipitato di cagliata di cloruro d'argento, insolubile in acido nitrico:

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1. Idrogeno. caratteristiche generali

Idrogeno H - il primo elemento nel sistema periodico, l'elemento più comune nell'universo (92%); in la crosta terrestre frazione di massa l'idrogeno è solo dell'1%.

Isolato per la prima volta nella sua forma pura da G. Cavendish nel 1766. Nel 1787. A. Lavoisier ha dimostrato che l'idrogeno è un elemento chimico.
Un atomo di idrogeno è costituito da un nucleo e un elettrone. La configurazione elettronica è 1S1. La molecola di idrogeno è biatomica. Il legame è covalente non polare.
Raggio di un atomo - (0,08 nm);
potenziale di ionizzazione (PI) - (13,6 eV);
elettronegatività (EO) - (2.1);
stati di ossidazione - (-1; +1).

2. Esempi di composti contenenti idrogeno
HCL, H2O, H2S04 ecc.

In questo compito, devi dare caratteristiche generali l'elemento idrogeno.

Ordine di questo compito

• Annotare la posizione dell'elemento idrogeno nella tavola periodica degli elementi chimici;
• Descrivi questo elemento chimico;
• Annota i composti che contengono idrogeno.

L'idrogeno è il seguente composto

Idrogeno - è il primo elemento del sistema periodico di elementi, indicato dal simbolo H. Questo elemento è nel primo gruppo del sottogruppo principale, così come nel settimo gruppo del sottogruppo principale nel primo piccolo periodo.

Grazie ad un piccolissimo massa atomica L'idrogeno è considerato l'elemento più leggero. Inoltre, anche la sua densità è molto bassa, quindi è anche il punto di riferimento per la leggerezza. Pertanto, ad esempio, bolla, pieni di idrogeno, tendono a salire nell'aria.

È la sostanza più comune sul nostro pianeta e oltre. Dopotutto, quasi tutto lo spazio interstellare e le stelle sono costituiti proprio da questo composto.

Esistono diversi tipi principali di composti contenenti idrogeno

• Alogenuri di idrogeno: come HCl, HI, HF, ecc. Cioè, quelli che hanno formula generale Hal.
• Composti di idrogeno volatili di non metalli: H2S, CH4.
• Idruri: NaH, LiH.
• Idrossidi, acidi: NaOH, HCl.
• Idrossido di idrogeno: H2O.
• Perossido di idrogeno: H2O.
• Numerose composti organici: idrocarburi, proteine, grassi, lipidi, vitamine, ormoni, oli essenziali e altri.

• Designazione - H (Idrogeno);
• Nome latino - Hydrogenium;
• Periodo - I;
• Gruppo - 1 (Ia);
• Massa atomica - 1.00794;
• Numero atomico - 1;
• Raggio di un atomo = 53 pm;
• Raggio covalente = 32 pm;
• La distribuzione degli elettroni - 1s 1;
• punto di fusione = -259,14°C;
• punto di ebollizione = -252,87°C;
• Elettronegatività (secondo Pauling / secondo Alpred e Rochov) \u003d 2.02 / -;
• Stato di ossidazione: +1; 0; -uno;
• Densità (n.a.) \u003d 0,0000899 g / cm 3;
• Volume molare = 14,1 cm 3 / mol.

Composti binari dell'idrogeno con ossigeno:

L'idrogeno ("dare vita all'acqua") fu scoperto dallo scienziato inglese G. Cavendish nel 1766. Questo è l'elemento più semplice in natura: un atomo di idrogeno ha un nucleo e un elettrone, probabilmente per questo motivo l'idrogeno è l'elemento più comune nell'universo (più della metà della massa della maggior parte delle stelle).

A proposito dell'idrogeno, possiamo dire che "la bobina è piccola, ma costosa". Nonostante la sua "semplicità", l'idrogeno dà energia a tutti gli esseri viventi sulla Terra: sul Sole si verifica una reazione termonucleare continua, durante la quale si forma un atomo di elio da quattro atomi di idrogeno, questo processo è accompagnato dal rilascio di un'enorme quantità di energia (per maggiori dettagli, vedi Fusione nucleare).

Nella crosta terrestre, la frazione di massa dell'idrogeno è solo dello 0,15%. Nel frattempo, la stragrande maggioranza (95%) di tutti quelli conosciuti sulla Terra sostanze chimiche contengono uno o più atomi di idrogeno.

Nei composti con non metalli (HCl, H 2 O, CH 4 ...), l'idrogeno cede il suo unico elettrone a elementi più elettronegativi, mostrando uno stato di ossidazione di +1 (più spesso), formando solo legami covalenti(vedi Legame covalente).

Nei composti con metalli (NaH, CaH 2 ...), l'idrogeno, al contrario, assume il suo unico orbitale s un elettrone in più, cercando così di completare il suo strato di elettroni, mostrando uno stato di ossidazione di -1 (meno spesso) , formando più spesso un legame ionico (vedi Legame ionico), poiché la differenza nell'elettronegatività di un atomo di idrogeno e di un atomo di metallo può essere abbastanza grande.

H2

Allo stato gassoso, l'idrogeno è sotto forma di molecole biatomiche, formando un legame covalente non polare.

Le molecole di idrogeno hanno:

• grande mobilità;
• grande forza;
• bassa polarizzabilità;
• dimensioni e peso ridotti.

Proprietà dell'idrogeno gassoso:

• il gas più leggero in natura, incolore e inodore;
• poco solubile in acqua e solventi organici;
• si scioglie in piccole quantità nei metalli liquidi e solidi (soprattutto in platino e palladio);
• difficile da liquefare (a causa della sua bassa polarizzabilità);
• ha la più alta conducibilità termica di tutti i gas conosciuti;
• quando riscaldato, reagisce con molti non metalli, mostrando le proprietà di un agente riducente;
• a temperatura ambiente reagisce con il fluoro (si verifica un'esplosione): H 2 + F 2 = 2HF;
• reagisce con i metalli formando idruri, mostrando proprietà ossidanti: H 2 + Ca = CaH 2;

Nei composti, l'idrogeno mostra le sue proprietà riducenti molto più fortemente di quelle ossidanti. L'idrogeno è l'agente riducente più forte dopo carbone, alluminio e calcio. Le proprietà riducenti dell'idrogeno sono ampiamente utilizzate nell'industria per ottenere metalli e non metalli (sostanze semplici) da ossidi e galluri.

Fe 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H 2 O

Reazioni dell'idrogeno con sostanze semplici

L'idrogeno accetta un elettrone, interpretando il ruolo agente riducente, nelle reazioni:

• Insieme a ossigeno(quando acceso o in presenza di un catalizzatore), in un rapporto di 2:1 (idrogeno:ossigeno) si forma un gas detonante esplosivo: 2H 2 0 + O 2 \u003d 2H 2 +1 O + 572 kJ
• Insieme a grigio(se riscaldato a 150°C-300°C): H 2 0 +S ↔ H 2 +1 S
• Insieme a cloro(quando acceso o irradiato con raggi UV): H 2 0 + Cl 2 \u003d 2H +1 Cl
• Insieme a fluoro: H 2 0 + F 2 \u003d 2H +1 F
• Insieme a azoto(se riscaldato in presenza di catalizzatori o ad alta pressione): 3H 2 0 +N 2 ↔ 2NH 3 +1

L'idrogeno dona un elettrone, interpretando il ruolo agente ossidante, in reazioni con alcalino e terra alcalina i metalli per formare idruri metallici - composti ionici simili al sale contenenti ioni idruro H - sono sostanze cristalline instabili di colore bianco.

Ca + H 2 \u003d CaH 2 -1 2Na + H 2 0 \u003d 2NaH -1

È raro che l'idrogeno mostri uno stato di ossidazione di -1. Reagendo con l'acqua, gli idruri si decompongono, riducendo l'acqua ad idrogeno. La reazione dell'idruro di calcio con l'acqua è la seguente:

CaH 2 -1 + 2H 2 +1 0 \u003d 2H 2 0 + Ca (OH) 2

Reazioni dell'idrogeno con sostanze complesse

• ad alta temperatura, l'idrogeno riduce molti ossidi metallici: ZnO + H 2 \u003d Zn + H 2 O
• l'alcol metilico si ottiene dalla reazione dell'idrogeno con il monossido di carbonio (II): 2H 2 + CO → CH 3 OH
• nelle reazioni di idrogenazione, l'idrogeno reagisce con molte sostanze organiche.

Più in dettaglio, le equazioni delle reazioni chimiche dell'idrogeno e dei suoi composti sono considerate nella pagina "Idrogeno e suoi composti - equazioni delle reazioni chimiche che coinvolgono l'idrogeno".

Applicazione dell'idrogeno

• nell'energia nucleare vengono utilizzati gli isotopi dell'idrogeno: deuterio e trizio;
• nell'industria chimica l'idrogeno viene utilizzato per la sintesi di molte sostanze organiche, ammoniaca e acido cloridrico;
• in Industria alimentare l'idrogeno viene utilizzato nella produzione di grassi solidi attraverso l'idrogenazione degli oli vegetali;
• per la saldatura e il taglio dei metalli viene utilizzata un'elevata temperatura di combustione dell'idrogeno in ossigeno (2600 ° C);
• nella produzione di alcuni metalli, l'idrogeno viene utilizzato come agente riducente (vedi sopra);
• poiché l'idrogeno è un gas leggero, viene utilizzato in aeronautica come riempitivo palloncini, palloncini, dirigibili;
• Come combustibile, l'idrogeno viene utilizzato miscelato con CO.

A tempi recenti gli scienziati prestano molta attenzione alla ricerca di fonti alternative di energia rinnovabile. Una delle aree promettenti è l'energia "idrogeno", in cui l'idrogeno viene utilizzato come combustibile, il cui prodotto di combustione è l'acqua ordinaria.

Metodi per la produzione di idrogeno

Metodi industriali per la produzione di idrogeno:

• conversione del metano (riduzione catalitica del vapore acqueo) con vapore acqueo ad alta temperatura (800°C) su catalizzatore al nichel: CH 4 + 2H 2 O = 4H 2 + CO 2 ;
• conversione del monossido di carbonio con vapore (t=500°C) su catalizzatore Fe 2 O 3: CO + H 2 O = CO 2 + H 2 ;
• decomposizione termica del metano: CH 4 \u003d C + 2H 2;
• gassificazione di combustibili solidi (t=1000°C): C + H 2 O = CO + H 2 ;
• elettrolisi dell'acqua (un metodo molto costoso in cui si ottiene idrogeno purissimo): 2H 2 O → 2H 2 + O 2.

Metodi di laboratorio per la produzione di idrogeno:

• azione sui metalli (solitamente zinco) con acido cloridrico o diluito solforico: Zn + 2HCl \u003d ZCl 2 + H 2; Zn + H 2 SO 4 \u003d Zn SO 4 + H 2;
• l'interazione del vapore acqueo con trucioli di ferro caldo: 4H 2 O + 3Fe \u003d Fe 3 O 4 + 4H 2.

Schema generale "IDROGENO"

io. L'idrogeno è un elemento chimico

a) Posizione nella RESP

• numero di serie №1
• periodo 1
• gruppo I (sottogruppo principale "A")
• massa relativa Ar(H)=1
• Nome latino Hydrogenium (dando vita all'acqua)

b) La prevalenza dell'idrogeno in natura

L'idrogeno è un elemento chimico.	Nella crosta terrestre(litosfera e idrosfera) – 1% in peso (10° posto tra tutti gli elementi)
	ATMOSFERA - 0,0001% per numero di atomi
	L'elemento più comune nell'universo – 92% di tutti gli atomi (il principale costituente delle stelle e del gas interstellare)

Idrogeno - chimico elemento	Nelle connessioni	H 2 O - acqua(11% in peso)
		CH 4 - gas metano(25% in peso)
		materia organica(petrolio, gas naturali combustibili e altri) Negli organismi animali e vegetali(cioè nella composizione di proteine, acidi nucleici, grassi, carboidrati e altri) Nel corpo umano in media contiene circa 7 chilogrammi di idrogeno.

c) La valenza dell'idrogeno nei composti

II. L'idrogeno è una sostanza semplice (H 2)

Ricevuta

1.Laboratorio (apparato Kipp) A) L'interazione dei metalli con gli acidi: Zn+ 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2 sale B) Interazione dei metalli attivi con l'acqua: 2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2 base

2. Industria · elettrolisi dell'acqua e-mail attuale 2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 · Da gas naturale t, Ni CH 4 + 2H 2 O \u003d 4H 2 + CO 2

Trovare l'idrogeno in natura.

L'idrogeno è ampiamente distribuito in natura, il suo contenuto nella crosta terrestre (litosfera e idrosfera) è dell'1% in massa e del 16% in numero di atomi. L'idrogeno fa parte della sostanza più comune sulla Terra: l'acqua (11,19% di idrogeno in massa), nei composti che compongono il carbone, il petrolio, i gas naturali, l'argilla, nonché gli organismi animali e vegetali (cioè nella composizione di proteine, acidi nucleici, grassi, carboidrati, ecc.). L'idrogeno è estremamente raro allo stato libero; si trova in piccole quantità nei gas vulcanici e in altri gas naturali. Nell'atmosfera sono presenti quantità trascurabili di idrogeno libero (0,0001% per numero di atomi). Nello spazio vicino alla Terra, l'idrogeno sotto forma di un flusso di protoni forma la cintura di radiazione interna ("protone") della Terra. L'idrogeno è l'elemento più abbondante nello spazio. Sotto forma di plasma, costituisce circa la metà della massa del Sole e della maggior parte delle stelle, la maggior parte dei gas del mezzo interstellare e delle nebulose gassose. L'idrogeno è presente nell'atmosfera di numerosi pianeti e nelle comete sotto forma di H 2 , metano CH 4 , ammoniaca NH 3 , acqua H 2 O e radicali. Sotto forma di un flusso di protoni, l'idrogeno fa parte della radiazione corpuscolare del Sole e dei raggi cosmici.

Esistono tre isotopi dell'idrogeno:
a) idrogeno leggero - protium,
b) idrogeno pesante - deuterio (D),
c) idrogeno superpesante - trizio (T).

Il trizio è un isotopo instabile (radioattivo), quindi praticamente non si trova in natura. Il deuterio è stabile, ma è molto piccolo: 0,015% (della massa di tutto l'idrogeno terrestre).

La valenza dell'idrogeno nei composti

Nei composti, l'idrogeno mostra valenza IO.

Proprietà fisiche dell'idrogeno

Una sostanza semplice idrogeno (H 2) è un gas, più leggero dell'aria, incolore, inodore, insapore, t kip \u003d - 253 0 C, l'idrogeno è insolubile in acqua, combustibile. L'idrogeno può essere raccolto spostando l'aria da una provetta o dall'acqua. In questo caso, il tubo deve essere capovolto.

Ottenere idrogeno

In laboratorio, l'idrogeno è prodotto dalla reazione

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2.

Ferro, alluminio e alcuni altri metalli possono essere usati al posto dello zinco e alcuni altri acidi diluiti possono essere usati al posto dell'acido solforico. L'idrogeno risultante viene raccolto in una provetta mediante il metodo dello spostamento dell'acqua (vedi Fig. 10.2 b) o semplicemente in un pallone capovolto (Fig. 10.2 a).

Nell'industria l'idrogeno si ottiene in grandi quantità dal gas naturale (principalmente metano) interagendo con il vapore acqueo a 800 °C in presenza di un catalizzatore di nichel:

CH 4 + 2H 2 O \u003d 4H 2 + CO 2 (t, Ni)

o trattati ad alta temperatura con carbone a vapore acqueo:

2H 2 O + C \u003d 2H 2 + CO 2. (t)

L'idrogeno puro si ottiene dall'acqua decomponendola elettro-shock(sottoposto a elettrolisi):

2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 (elettrolisi).