Водород — первый элемент периодической системы элементов. Широко распространён в природе. Катион (и ядро) самого распространённого изотопа водорода 1H — протон. Свойства ядра 1H позволяют широко использовать ЯМР-спектроскопию в анализе органических веществ. Три изотопа водорода имеют собственные названия: 1H — протий (Н), 2H — дейтерий (D) и 3H — тритий (радиоактивен) (T). Простое вещество водород — H2 — лёгкий бесцветный газ. В смеси с воздухом или кислородом горюч и взрывоопасен. Нетоксичен.
Получение:
Получение:
- 1. Действие разбавленных кислот на металлы. Для проведения такой реакции чаще всего используют цинк и разбавленную соляную кислоту:
- Zn + 2HCl =ZnCl2 + H2^
- 2. Взаимодействие кальция с водой:
- Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2^
- 3.Гидролиз гидридов:
- NaH + H2O =NaOH + H2^
- 4. Действие щелочей на цинк или алюминий:
- 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2^
- Zn + 2KOH + 2H2O =K2[Zn(OH)4] + H2^
- 5.С помощью электролиза. При электролизе водных растворов щелочей или кислот на катоде происходит выделение водорода, например:
- 2H3O+ + 2e- = H2^ + 2H2O Молекулы водорода Н2 довольно прочны, и для того, чтобы водород мог вступить в реакцию, должна быть затрачена большая энергия:
- Н2 = 2Н - 432 кДж
- Поэтому при обычных температурах водород реагирует только с очень активными металлами, например с кальцием, образуя гидрид кальция:
- Ca + Н2 = СаН2
- и с единственным неметаллом — фтором, образуя фтороводород:
- F2 + H2 = 2HF
- С большинством же металлов и неметаллов водород реагирует при повышенной температуре или при другом воздействии, например при освещении:
- О2 + 2Н2 = 2Н2О
- Он может «отнимать» кислород от некоторых оксидов, например:
- CuO + Н2 = Cu + Н2O
- Записанное уравнение отражает восстановительные свойства водорода.
- N2 + 3H2 > 2NH3
- С галогенами образует галогеноводороды:
- F2 + H2 > 2HF, реакция протекает со взрывом в темноте и при любой температуре,
- Cl2 + H2 > 2HCl, реакция протекает со взрывом, только на свету.
- С сажей взаимодействует при сильном нагревании:
- C + 2H2 > CH4
- При взаимодействии с активными металлами водород образует гидриды:
- 2Na + H2 > 2NaH
- Ca + H2 > CaH2
- Mg + H2 > MgH2
- Гидриды — солеобразные, твёрдые вещества, легко гидролизуются:
- CaH2 + 2H2O > Ca(OH)2 + 2H2^ Оксиды восстанавливаются до металлов:
- CuO + H2 > Cu + H2O
- Fe2O3 + 3H2 > 2Fe + 3H2O
- WO3 + 3H2 > W + 3H2O
Последнее редактирование модератором: