Hydridy jsou ... Použití hydridů

Každý z nás se setkal s termíny vědy, jako je chemie. Někdy jsou tak podobné, že je obtížné rozlišit jeden od druhého. Je však velmi důležité je pochopit všechny, protože někdy toto nedorozumění vede k velmi pošetilým situacím a někdy k neodpustitelným chybám. V tomto článku budeme popisovat, jaké hydridy jsou, které z nich jsou nebezpečné a které nejsou, kde jsou aplikovány a jak jsou získány. Ale začneme s krátkým odklonem do historie.

Historie

Hydridy začínají svou historií objevem vodíku. Tento prvek byl objeven v 18. století Henry Cavendish. Je obsažen vodík, jak je známo složení vody a je základem všech ostatních prvků periodické tabulky. Díky němu je možná existence organických sloučenin a život na naší planetě.

Kromě toho je vodík základem mnoha anorganických sloučenin. Mezi nimi jsou kyseliny a zásady, stejně jako unikátní binární sloučeniny vodíku s jinými prvky - hydridy. Datum jejich první syntézy není přesně známo, ale hydridy nekovů jsou od doby starověké. Nejběžnější z nich je voda. Ano, voda je kyslík hydrid.

Také tato třída zahrnuje amoniak (hlavní složku amoniaku), sirovodík, chlorovodík a podobně. Další podrobnosti o vlastnostech látek z této různorodé a překvapivé třídy sloučenin budou diskutovány v následující části.

Fyzikální vlastnosti

Hydridy jsou většinou plyny. Nicméně pokud budeme mít hydridy kovů (jsou za normálních podmínek nestabilní a reagují velmi rychle s vodou), pak to může být a pevných látek. Některé z nich (například bromovodík) existují také v kapalném stavu.

Je prostě nemožné poskytnout obecný popis takové obrovské třídy látek, protože jsou všechny různé a v závislosti na elementu, který je součástí hydridu, kromě vodíku mají různé fyzikální vlastnosti a chemické vlastnosti. Ale mohou být rozděleny do tříd, spojení, ve kterých je něco podobného. Níže uvádíme jednotlivé třídy zvlášť.

Iontové hydridy jsou sloučeniny vodíku s alkalickými kovy nebo kovy alkalických zemin. Jsou to látky bílé barvy, stabilní za normálních podmínek. Při zahřátí se tyto sloučeniny rozkládají na kov a vodík, který vstupuje do jejich složení bez tání. Jedinou výjimkou je LiH, která se rozkládá bez rozkladu a za silného zahřívání se mění na Li a H₂.

Kovové hydridy jsou sloučeniny přechodných kovů. Velmi často mají různé složení. Mohou být reprezentovány jako pevný roztok vodíku v kovu. Mějte také krystalovou strukturu kovu.

K kovalentním hydridům patří přesně ten druh, který se nejčastěji nachází na Zemi: sloučeniny vodíku s nekovovými látkami. Široká škála těchto látek je způsobena jejich vysokou stabilitou, protože kovalentní vazby jsou nejsilnější chemické látky.

Například vzorec hydridu křemíku: SiH₄. Podíváme-li se na to v objemu, vidíme, že vodík je velmi pevně přitahován k centrálnímu atomu křemíku a jeho elektrony jsou posunuty k němu. Křemík má dostatečně velkou elektronegativitu, takže je schopen přitáhnout elektrony do jádra, čímž zkracuje délku spojení mezi ním a sousedním atomem. A jak víte, čím kratší je spojení, tím silnější je.

V další části budeme diskutovat o tom, jak se hydridy liší od ostatních sloučenin z hlediska chemické aktivity.

Chemické vlastnosti

V této části je také užitečné rozdělit hydridy na stejné skupiny jako v minulosti. A začneme s vlastnostmi iontových hydridů. Jejich hlavní rozdíl od ostatních dvou druhů je to, že aktivně interagují s vodou za vzniku alkálií a uvolňování vodíku ve formě plynu. Reakce hydrid-voda je poměrně výbušná, takže spojení je nejčastěji skladována bez přístupu k vlhkosti. To se děje, protože voda, dokonce obsažená ve vzduchu, může vyvolat nebezpečnou transformaci.

Ukažte rovnici výše popsané reakce za použití příkladu látky, jako je hydrid draselný:

KH + H₂O = KOH + H₂

Jak můžeme vidět, všechno je dost jednoduché. Zvažte tedy zajímavější reakce charakteristické pro ostatní dva druhy látek, které jsme popsali.

V zásadě jsou zbývající transformace, které jsme nerozložili, charakteristické pro všechny typy látek. Oni mají sklon reagovat s kovovými oxidy, aby se vytvořil kov, buď s vodou nebo s hydroxidem (který je charakteristický pro alkalické kovy a kovy alkalických zemin).

Další zajímavou reakcí je tepelný rozklad. Vyskytuje se při vysokých teplotách a dochází k tvorbě kovu a vodíku. Na tuto reakci se nebudeme zabývat, protože jsme ji již analyzovali v předchozích částech.

Takže jsme zkoumali vlastnosti tohoto druhu binárních sloučenin. Nyní stojí za to mluvit o tom, jak je dostat.

Příprava hydridů

Téměř všechny kovalentní hydridy jsou přírodní sloučeniny. Jsou dostatečně stabilní, takže se nerozpadají pod působením vnějších sil. S iontovými a kovovými hydridami je vše poněkud komplikovanější. V přírodě neexistují, takže je třeba je syntetizovat. To se děje velmi jednoduše: reakcí interakce vodíku a prvku, jehož hydrid musí být získán.

Aplikace

Některé hydridy nemají specifickou aplikaci, ale většina z nich je pro průmysl důležitá. Nebudeme jít do detailů, protože všichni slyšeli, že například amoniak je používán v mnoha oblastech a slouží jako nepostradatelná látka pro získání umělých aminokyselin a organických sloučenin. Použití mnoha hydridů je omezeno zvláštnostmi jejich chemických vlastností. Proto se používají výhradně v laboratorních experimentech.

Aplikace je pro tuto třídu látek příliš široká, a proto jsme se omezili na obecné fakty. V další části vám řekneme, kolik z nás bez správných znalostí zaměňuje mezi sebou neškodné (nebo alespoň známé) látky.

Některé mylné představy

Například někteří věří, že vodík je něco nebezpečného. Pokud takovou látku můžete nazvat, pak to nikdo neudělá. Pokud o tom přemýšlíte, vodíkový hydrid je vodík s vodíkem, což znamená, že molekula H₂. Samozřejmě, že tento plyn je nebezpečný, ale jen ve směsi s kyslíkem. Ve své nejčistší podobě nepředstavuje nebezpečí.

Existuje mnoho podivných jmen. Nezvyklá člověku jsou zděšeni. Nicméně, jak ukazuje praxe, většina z nich není nebezpečná a používá se pro domácí účely.

Závěr

Svět chemie je obrovský a my si myslíme, že pokud ne po tom, pak po několika dalších článcích uvidíte sami. To je důvod, proč má smysl ponořit se do učení to s hlavou. Lidstvo objevilo mnoho nových věcí a stále zůstává neznámé. A pokud se vám zdá, že v oblasti hydridů není nic zajímavého, jste velmi mylní.