WODÓR Hydrogenium
Transkrypt
WODÓR Hydrogenium
Położenie pierwiastka w UKŁADZIE OKRESOWYM Nazwa Wodór Nazwa łacińska Hydrogenium Symbol H Liczba atomowa 1 Masa atomowa 1,00794 Temperatura topnienia -259,2 259,2°°C Temperatura wrzenia -252,2 252,2°°C Gęstość 0,08988 g/l (gaz, 0° 0°C, 1 atm) Gęstość względna 0,07 (ciecz, -253 253°°C) 0,07 (staly, -262 262°°C, 1 atm) Stopnie utlenienia -I, I Konfiguracja elektronowa 1s1 Elektroujemność 2,1 Wodór we Wszechświecie. Najbardziej rozpowszechniony pierwiastek we Wszechświecie, Stanowi główny składnik budujący gwiazdy, Wodór dzięki reakcjom termojądrowym przemienia się w hel, (wydzielana jest energia promienista, docierająca do naszej planety. Występowanie wodoru w przyrodzie. Woda (najbardziej rozpowszechniony związek na kuli ziemskiej). Główny składnik połączeń organicznych tworzących świat roślin i zwierząt. W drobnych ilościach w gazach wulkanicznych, czasem w gazie ziemnym, ropie naftowej. Cząsteczki wodoru są obecne w atmosferze (wodór na ziemi stanowi około 0,9% wszystkich pierwiastków . Odkrywca wodoru – Henry Cavendih (rok 1766) Cavendish Henry (1731–1810), chemik i fizyk angielski, członek Royal Society w Londynie. PROT (1H) Izotopy wodoru: W skład jądra wchodzi jeden proton. Nie posiada neutronów. Jest izotopem stabilnym. DEUTER (2H lub 2D) W skład jądra wchodzi 1 proton i jeden neutron. Jest izotopem stabilnym. Ze względu na to, że deuter ma dwukrotnie większą masę od protu, różnią się one znacząco właściwościami fizycznymi, a także chemicznymi (silny efekt izotopowy). TRYT (3H lub 3T) W skład jądra wchodzi jeden proton i 2 neutrony. Jest izotopem niestabilnym. Ulega rozpadowi β- z utworzeniem helu-3: Na skalę przemysłową wodór otrzymuje się następującymi metodami: • Poprzez konwersję realizowaną podczas przepuszczania alkanu nad parą wodną, np. metanu: CH4 + 2H2O → 4H2 + CO2 • Przez reakcję pary wodnej z koksem w reakcji Boscha: C + H2O → CO + H2 W laboratorium wodór można otrzymać na kilka sposobów: • Elektroliza wody (wodnego roztworu soli lub wodorotlenku metalu alkalicznego): 2 H2O → 2 H2 +O2 Roztwarzanie metali: •Reakcja metalu reaktywnego z wodą, np.: 2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2↑ •Reakcja metalu nieszlachetnego z kwasem, np.: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑ • Spalanie magnezu w parze wodnej: Mg + H2O → MgO + H2↑ • Reakcja metalu amfoterycznego z roztworem zasady, np.: 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ Powyższe reakcje roztwarzania metali wykonywać można dogodnie w aparacie Kippa. Wodór w temperaturze pokojowej jest pierwiastkiem niezbyt aktywnym chemicznie; łączy się tylko bezpośrednio z fluorem, a podczas naświetlania również z chlorem (obie reakcje są gwałtowne). W podwyższonych temperaturach wodór reaguje z licznymi pierwiastkami, głównie z niemetalami, a spośród metali z metalami silnie elektrododatnimi, jak Li, Na i Ca. Reakcje chemiczne wodoru Związki wodoru Prawie wszystkie związki organiczne Wodorki Kwasy: beztlenowe tlenowe Wodorotlenki Wodorki są to dwuskładnikowe związki chemiczne wodoru z innymi pierwiastkami. Wodorki metali reagują z wodą, tworząc wodorotlenki i wodór - mają charakter zasadowy. Wodorki większości niemetali rozpuszczają się w wodzie, a ich wodne roztwory wykazują charakter kwasowy. Wodorkiem o dużym znaczeniu przemysłowym jest amoniak, którego wodny roztwór ma odczyn zasadowy. Wiązanie wodorowe – rodzaj stosunkowo słabego międzycząsteczkowego wiązania chemicznego polegającego głównie na przyciąganiu elektrostatycznym między atomem wodoru i atomem elektroujemnym zawierającym wolne pary elektronowe. Zastosowanie Wodoru. Surowiec do syntezy podstawowych produktów przemysłu chemicznego. Do procesów redukcji (np. tlenków metali) i uwodorniania (utwardzania) tłuszczów. Do uzyskiwania wysokich temperatur w palnikach tlenowodorowych - cięcie i spawanie metali. Materiał napędowy rakiet kosmicznych. Był stosowany do napełniania balonów i sterowców. Ogniwa paliwowe. Zadanie 1. Zadanie 2. Oblicz ile cząsteczek wody należy poddać rozkładowi, aby otrzymać 1 dm 3 wodoru.