Применение водорода

Водород.

Водород – легкий газ без цвета, без запаха. Молекула водорода состоит из двух атомов, связанных между собой ковалентной неполярной связью.

Получение: 1.В промышленности: Конверсионный способ. Вначале получают водяной газ, пропуская пары воды через раскаленный кокс при 1000 °С: С + Н2О -tà СО + Н2. Затем оксид углерода (II) окисляют в оксид углерода (IV), пропуская смесь водяного газа с избытком паров воды над нагретым до 400–450 °С катализатором Fe2O3: CO +H2O = CO2 + H2. Окисление метана водяным паром: CH4 + 2Н2O –(t, Ni)à4Н2 + CO2 Термическое разложение метана при 1200 °С: CH4 -tà C + 2H2 Электролиз водного раствора поваренной соли или гидроксида натрия: (NaOH) + 2Н2O –эл.токà 2Н2 + O2 2NaCl + 2H2O –эл.токà H2 + Cl2 + 2NaOH; 2. В лаборатории: Zn + 2HCl à ZnCl2 + Н2 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2; Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2.

Свойства: 1.С металлами: Н2 + 2Na -tà2NaH Н2 + Са -tà СаН2 2. С неметаллами: 2Н2 + O2 à 2Н2O Н2 + Cl2 -hvà 2HCl 3Н2 + N2 -t, p, кат.à 2NH3 H2 + S à H2S 3. С оксидами металлов (неактивных) и неметаллов: CuO + H2 à Cu + H2O 2NO + 2H2 = N2 + 2H2O.

Водородные соединения металлов и неметаллов.

1. Ионные гидриды: Получение: Н₂ + 2Na -tà2NaH

Свойства: разлагаются водой и кислотами:

NaH + Н₂O à NaOH + Н₂

СаН₂ + 2HCl à CaCl₂ + 2Н₂

2. Ковалентные водородные соединения:

Все газы, кроме воды (водородные связи).

CH4- метан	NH3-аммиак	H2O - вода	HF –фтороводород
SiH4 - силан	PH3 - фосфин	H2S - сероводород	HCl - хлороводород

Неустойчивые: фосфин и силан.

Основными свойствами обладает: аммиак.

Амфотерные свойства проявляет: вода.

Кислоты образуют в водном растворе: сероводород и галогеноводороды.

Вода.

Молекулы воды связаны водородными связями: nH₂O = (Н₂O)_n, поэтому вода жидкая в отличии от ее газообразных аналогов H₂S, H₂Se и Н₂Те.

Свойства:

1. С металлами:

а) щелочные и щелочноземельные (кроме бериллия и магния): 2Na + 2Н₂O = 2NaOH + Н₂

б) остальные металлы в ряду активности до Н могут окисляться водяным паром до оксида при высокой температуре: Fe + 4Н₂O-tà Fe₃O₄ + 4Н₂

2. С оксидами щелочных и щелочноземельных металлов: Н₂O + СаО = Са(OH)₂

3. С кислотными оксидами растворимых кислот: P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄.

4. Гидролиз солей, бинарных соединений металлов и неметаллов:

2CuSO₄ + 2Н₂O ⇄ (CuOH)₂SO₄ + H₂SO₄

Al₂S₃ + 6H₂O à 2Al(OH)₃ + 3H₂S

Са₃Р₂ + 6Н₂О à 3Са(ОН)₂ + 2РН₃↑

PCl₅ + 4H₂O à H₃PO₄ + 5HCl

Применение водорода

Применение водорода основано на его физических и химических свойствах: