Oxid vodíku: získání a vlastnosti

Nejdůležitější a nejrozšířenější látkou na naší planetě je samozřejmě voda. Co s ní může být srovnáváno s důrazem? Je známo, že život na Zemi byl možný pouze s příchodem tekutiny. Co je voda (oxid vodíku) z chemického hlediska? Co tvoří a jaké vlastnosti má? Pokusme se pochopit tento článek.

Vodík a jeho sloučeniny

Nejlehčí atom v celém periodickém systému je vodík. Dále zaujímá dvojité místo, umístěné jak v podskupině halogenů, tak v první skupině alkalických kovů. Co vysvětluje takové funkce? Elektronická struktura pláště atomu. Má jen jeden elektron, který může volně opustit a připojit se k sobě, tvořit pár a dokončit vnější úroveň.

Proto jsou hlavní a jediná oxidační stavy tohoto prvku +1 a -1. Snadno interaguje s kovy, vytvářejí hydridy - pevné, neprchavé sloučeniny soli bílé barvy.

Vodík také snadno vytváří těkavé molekuly látek, které interagují s nekovymi látkami. Například:

• Sírovodík H₂S;
• methan CH₄;
• silan SiH₄ a další.

Obecně platí, že vodík tvoří hodně. Nejdůležitější látkou, kterou vstupuje, je však oxid vodíku, jehož vzorec je H₂A. Jedná se o nejznámější složku, kterou se dokonce i žák základní školy učí podle vzorce, který dosud není obeznámen s chemií. Koneckonců, voda (a to je vyšší oxid vodík) je nejen běžnou látkou, ale také zdrojem života na naší planetě.

Samotný název prvku odráží jeho hlavní podstatu - vodík, to znamená "zrodit vodu". Jako každý jiný oxid, je to také binární sloučenina s množstvím fyzikálních, chemických vlastností. Kromě toho existují zvláštní vlastnosti, které odlišují vodu od všech ostatních sloučenin.

Důležitá skupina sloučenin, které tvoří vodík, jsou také kyseliny, organické i minerální.

Chemické vlastnosti vodíku

Z hlediska chemické aktivity je vodík poměrně silným redukčním činidlem. V mnoha reakcích vykazuje právě takové vlastnosti. Při interakci s ještě silnějšími kovy se však stává oxidačním činidlem.

V průmyslu je velmi důležité interakce vodíku s oxidy kovů. Koneckonců, toto je jeden ze způsobů, jak získat druhou ve své čisté podobě. Hydrodynamika je metallurgická metoda pro syntézu čistých kovů z jejich oxidů redukcí vodíkem.

Reakce vodíku s oxidem má následující obecnou formu: Me_xO_y + H₂ = H₂O + Me.

Samozřejmě, toto je zdaleka to jediný způsob, jak syntetizovat čisté kovy. Jsou i další. Redukcí oxidů vodíkem je však energeticky spíše ziskový a nekomplikovaný výrobní proces, který našel široké uplatnění.

Další zajímavostí je, že když je vodík smíchán se vzduchem, vodík může tvořit vysoce výbušnou směs. Jmenuje se výbušný plyn. K tomu je třeba míchání vypočítat dvěma objemy vodíku na kyslík.

Voda - oxid vodíku

Skutečnost, že tento oxid je velmi důležitý, jsme již několikrát zmínili. Nyní ji charakterizujeme z hlediska chemie. Obsahuje tato směs skutečně tuto třídu anorganických látek?

Chcete-li to provést, zkuste trochu jiný způsob zapsání vzorce: H₂O = NON. Podstata je stejná, počet atomů je stejný, nicméně je nyní zřejmé, že před námi máme hydroxid. Jaké vlastnosti má mít? Zvažte disociaci sloučeniny:

NON = H⁺ + HE^-.

Proto, kyselinové vlastnosti, protože v roztoku jsou kationty vodíku. Kromě toho nemohou být základní, protože alkálie tvoří pouze kovy.

Jiným názvem, který má oxid vodíku, je tedy kyselina obsahující kyslík nejjednodušší kompozice. Jakmile takové složité zapletení jsou charakteristické pro danou molekulu, jeho vlastnosti budou zvláštní. A vlastnosti odpuzují strukturu molekuly, takže ji rozložíme.

Struktura molekuly vody

Poprvé o tomto modelu, myslel si Nils Bohr, vlastní přednost a autorství v této věci. Měl následující vlastnosti.

1. Molekula vody je dipól, protože prvky, které tvoří její složení, se velmi liší v hodnotě elektronegativity.
2. Jeho tvar je trojúhelníkový, na základně vodík a nahoře kyslík.
3. Díky této konstrukci je látka schopná tvořit vodíkové vazby mezi stejnými molekulami, a jiné sloučeniny, které mají složení silně elektronegativní prvek.

Chcete-li zjistit, jak vypadá schematicky sledovaný oxid siřičitý, můžete vidět na níže uvedené fotografii.

Fyzikální vlastnosti oxidu vodíku

Může být identifikováno několik hlavních charakteristik.

1. Souhrnný stav: plynná - pára, kapalina, tuhá - sníh, led.
2. Bod varu je 100⁰C (99,974).
3. Bod tání - 0⁰C.
4. Při ohřátí může být voda v teplotním rozmezí 0-4⁰C. To vysvětluje tvorbu ledu na povrchu, který má nižší hustotu a zachování života pod tloušťkou oxidu vodíku.
5. Vysoká tepelná kapacita, ale velmi nízká tepelná vodivost.
6. V kapalném stavu vodíku má oxid viskozitu.
7. Zvláštní vlastnost může být volána povrchové napětí a vytvoření negativního elektrického potenciálu na vodní hladině.

Jak jsme poznamenali výše, vlastnosti vlastností závisí na struktuře. Tak to je tady. Schopnost vytvářet vodíkové vazby vedla k podobným vlastnostem této sloučeniny.

Oxid uhličitý: chemické vlastnosti

Z hlediska chemie je činnost vody poměrně vysoká. Zvláště pokud jde o reakce spojené s topením. Co může interagovat s oxidem vodíku?

1. S kovy, které v sérii napětí jsou až na vodík. Současně s nejaktivnějšími (až hliníkovými) zvláštními podmínkami nejsou potřeba, a ty s nižší redukční schopností reagují pouze s párou. Stejné ty, které stojí za vodíkem, nemohou vůbec vstoupit do takových interakcí.
2. S nekovovými. Ne s každým, nicméně s většinou. Například v atmosféře fluoru spaluje voda fialovým plamenem. Reakce je také možná s chlórem, uhlíkem, křemíkem a dalšími atomy.
3. S oxidy kovů (základní) a kyselinou (nekovy). V souladu s tím se tvoří alkálie a kyseliny. Mezi kovy jsou takové reakce schopné představitelům prvních dvou skupin hlavních podskupin, s výjimkou hořčíku a berylia. Nekovy, tvořící oxidy kyslíku, interagují s vodou. Výjimkou je říční písek - SiO₂.

Rovnice reakcí jako příklad lze uvést následující: SO₃ + H₂O = H₂SO_4.

Distribuce v přírodě

Již jsme zjistili, že tato látka je na světě nejběžnější. Označte procento v objektech.

1. Asi 70% tělesné hmotnosti lidí a savců. Někteří představitelé fauny se skládají z asi 98% oxidu vodíku (medúzy).
2. 71% Země je pokryto vodou.
3. Největší hmotností je voda Světového oceánu.
4. Okolo 2% je obsaženo v ledovcích.
5. 0,63% se soustřeďuje pod zemí.
6. 0,001% klesá na atmosféru (mlha).
7. Tělo rostlin se skládá z 50% vody, některé ještě více.
8. Mnoho sloučenin se vyskytuje ve formě krystalických hydrátů obsahujících vázanou vodu.

Pokračujte v tomto seznamu po dlouhou dobu, protože je těžké si vzpomenout na něco, co neobsahuje vodu, nebo jednou nebylo zahrnuto. Nebo to bylo vytvořeno bez účasti tohoto oxidu.

Metody získání

Výroba oxidu vodíku nemá žádný průmyslový význam. Je snadnější používat hotové zdroje - řeky, jezera a další vodní útvary, než strávit obrovské množství energie a činidel. Proto je v laboratoři vhodné pouze získat destilovanou extra čistou vodu.

Pro tyto účely používejte některá zařízení, jako jsou destilační kostky. Taková voda je nezbytná pro provádění mnoha chemických interakcí, protože surovina obsahuje velké množství cizích nečistot, solí, iontů.

Biologická role

Chcete-li říci, že voda je používána všude, neříkejte nic. Je nemyslitelné si představit svůj život bez tohoto spojení. Od rána až do noci jej lidé neustále používají jak pro domácí, tak pro průmyslové účely.

Vlastnosti oxidu vodíku jsou jeho použití jako univerzální rozpouštědlo. A nejen v laboratoři. Ale v živých bytostech, kde se každou sekundu odehrávají tisíce biochemických reakcí.

Samotná voda je účastníkem mnoha syntéz, slouží také jako vedlejší produkt, který vznikl jako výsledek. Každá osoba na Zemi po dobu 60 let prochází kolem sebe asi 50 tun této úžasné látky!

Používá se oxid vodíku:

• ve všech odvětvích průmyslu;
• lékařství;
• chemická syntéza;
• ve všech typech výroby;
• potřeby domácnosti;
• zemědělství.

Je těžké určit oblast života, ve které můžete bez vody. Jediné živé bytosti, které ve svém složení nemají oxid vodíku a žijí bez nich, jsou viry. Proto je pro člověka těžké bojovat proti těmto organismům.