Vodikov oksid: pridobivanje in lastnosti

Najpomembnejša in razširjena snov na našem planetu je seveda voda. Kaj se lahko primerja z njim po pomenu? Znano je, da je življenje na Zemlji postalo možno le s pojavom tekočine. Kaj je voda (vodikov oksid) s kemičnega vidika? Kaj sestavlja in kakšne lastnosti ima? Poskusimo razumeti ta članek.

Vodik in njegove spojine

Najlažji atom v celotnem periodičnem sistemu je vodik. Prav tako zaseda dvojni položaj, ki se nahaja v podskupini halogenov in v prvi skupini alkalne kovine. Kaj pojasnjuje take značilnosti? Elektronska struktura lupine njenega atoma. Ima samo en elektron, ki lahko prosto zapusti in se poveže drug z drugim, tako da tvori par in dokonča zunanjo raven.

Zato sta glavna in edina oksidacijska stanja tega elementa +1 in -1. Z lahkoto komunicira s kislinami, ki tvorijo hidride - trdne, nehlapne solinske spojine bele barve.

Vendar pa vodik tudi enostavno tvori hlapljive molekule snovi, ki sodelujejo z ne-metali. Na primer:

• vodikov sulfid H₂S;
• metan CH₄;
• silan SiH₄ in drugi.

Na splošno vodik tvori veliko. Najpomembnejša snov, v katero vstopa, pa je vodikov oksid, katerega formula je H₂A. To je najbolj znana sestavina, ki se tudi učenec osnovne šole uči po formuli, ki še ni seznanjen s kemijo. Konec koncev, voda (in to je višji oksid vodik) ni le skupna snov, ampak tudi vir življenja na našem planetu.

Samo ime elementa odraža njegovo glavno bistvo - vodik, to je "rojevanje vode". Tako kot katerikoli drugi oksid, je to tudi binarna spojina s številnimi fizikalnimi, kemičnimi lastnostmi. Poleg tega obstajajo posebne značilnosti, ki ločujejo vodo iz vseh drugih spojin.

Pomemben razred spojin, ki tvorijo vodik, so kisline, tako organske kot mineralne.

Kemijske lastnosti vodika

Z vidika kemijske aktivnosti je vodik precej močno redukcijsko sredstvo. V mnogih reakcijah ima le takšne lastnosti. Vendar, ko interakcijo s še močnejšimi kovinami postane oksidant.

Zelo pomembno v industriji je interakcija vodika s kovinskimi oksidi. Navsezadnje je to eden od načinov za pridobitev slednjega v čisti obliki. Hidrodinamika je metalurška metoda za sintezo čistih kovin iz njihovih oksidov z redukcijo z vodikom.

Reakcija vodika z oksidom ima naslednjo splošno obliko: Me_xO_y + H₂ = H₂O + Me.

Seveda je to daleč od edinega načina sintetiziranja čistih kovin. Obstajajo še drugi. Vendar pa je zmanjšanje oksidov z vodikom energetsko precej dobičkonosen in enostaven proizvodni proces, ki je našel svojo široko uporabo.

Še ena zanimiva lastnost je, da se vodik z vodo lahko zmeša z zrakom, ki tvori zelo eksplozivno mešanico. Njegovo ime je eksploziven plin. Da bi to naredili, je treba mešanje opraviti z izračunavanjem dveh volumnov vodika na kisik.

Voda - vodikov oksid

Dejstvo, da je ta oksid zelo pomemben, smo že omenili že večkrat. Zdaj pa jo označimo z vidika kemije. Ali ta spoj v resnici spada v ta razred anorganskih snovi?

Če želite to narediti, poskusite na drugačen način zapisati formulo: H₂O = NON. Bistvo je enako, število atomov je enako, vendar je zdaj očitno, da imamo pred nami hidroksid. Katere lastnosti naj ima? Razmislimo o disociaciji spojine:

NON = H⁺ + HE^-.

Zato, kisline lastnosti, saj so v raztopini kationi vodika. Poleg tega ne morejo biti osnovni, saj alkalije tvorijo le kovine.

Zato je drugo ime, ki ima vodikov oksid, kisla vsebujoča kislina najpreprostejše sestave. Ko so takšne zapletene zaplete značilne za določeno molekulo, bodo zato njegove lastnosti posebne. Lastnosti odbijajo strukturo molekule, zato jo bomo razstavili.

Struktura molekule vode

Prvič o tem modelu je Nils Bohr mislil, da ima v tej zadevi primat in avtorstvo. Imel je naslednje funkcije.

1. Molekula vode je dipol, saj se elementi, ki sestavljajo njeno sestavo, močno razlikujejo v vrednosti elektronegativnosti.
2. Njegova oblika je trikotna, na bazi - vodik in na vrhu - kisik.
3. Zaradi te strukture je ta snov sposobna oblikovati vodikove vezi, tako med istimi molekulami, kot tudi z drugimi spojinami, ki imajo močno elektronegativni element v sestavi.

Da bi videli, kako obravnavani vodikov oksid izgleda shematično, si lahko ogledate na spodnji sliki.

Fizikalne lastnosti vodikovega oksida

Določiti je mogoče več glavnih značilnosti.

1. Skupno stanje: plinasto - pare, tekoče, trdno - sneg, led.
2. Vrelišče je 100⁰C (99,974).
3. Tališče - 0⁰C.
4. Voda se lahko ob segrevanju segreje v temperaturnem območju od 0 do 4⁰C. To pojasnjuje nastanek ledu na površini, ki ima nižjo gostoto in ohranja življenjsko dobo pod debelino vodikovega oksida.
5. Visoka toplotna kapaciteta, vendar zelo nizka toplotna prevodnost.
6. V tekočem stanju vodika ima oksid viskoznost.
7. Posebno lastnost se lahko pokliče površinska napetost in nastajanje negativnega električnega potenciala na površini vode.

Kot smo že omenili, so značilnosti lastnosti odvisne od strukture. Torej je tukaj. Sposobnost oblikovanja vodikovih vezi je privedla do podobnih lastnosti te spojine.

Vodikov oksid: kemijske lastnosti

Z vidika kemije je aktivnost vode precej visoka. Še posebej, ko gre za reakcije, ki jih spremlja ogrevanje. Kako lahko vodikov oksid deluje?

1. S kovinami, ki v vrsti napetosti segajo do vodika. Hkrati z najbolj aktivnimi (do aluminij) posebnimi pogoji niso potrebni, in tisti z nižjo redukcijsko sposobnostjo reagirajo samo s paro. Enaki, ki stojijo po vodiku, sploh ne morejo vstopiti v take interakcije.
2. Z nemetali. Ne z vsemi, vendar z večino. Na primer, v atmosferi fluora voda opeče s vijoličastim plamenom. Reakcija je možna tudi s klorom, ogljikom, silicijom in drugimi atomi.
3. S kovinskimi oksidi (osnovnimi) in kislinami (nemetali). V skladu s tem se tvorijo alkalije in kisline. Med kovinami so takšne reakcije sposobne predstavniki prvih dveh skupin glavnih podskupin, razen magnezija in berilija. Nekovine, ki tvorijo kislinske okside, vse skupaj delujejo z vodo. Izjema je rečni pesek - SiO₂.

Enakost reakcij vodikov oksid, lahko navedemo naslednje: SO₃ + H₂O = H₂Tako_4.

Distribucija v naravi

Ugotovili smo, da je ta snov najpogostejši na svetu. Označite odstotek v predmetih.

1. Približno 70% telesne mase ljudi in sesalcev. Nekateri predstavniki favne sestavljajo okoli 98% vodikovega oksida (meduz).
2. 71% zemlje je pokrito z vodo.
3. Največja masa je voda svetovnega oceana.
4. Okoli 2% je v ledenikih.
5. 0,63% se koncentrira pod zemljo.
6. 0,001% pade na atmosfero (megla).
7. Telo rastlin sestavlja 50% vode, nekatere pa še več.
8. Mnoge spojine najdemo v obliki kristalnih hidratov, ki vsebujejo vezano vodo.

Nadaljujte ta seznam že dolgo, ker je težko zapomniti ničesar, ki ne vključuje vode ali ko ni bila vključena. Ali pa je bila oblikovana brez sodelovanja tega oksida.

Metode pridobivanja

Proizvodnja vodikovega oksida nima nobenega industrijskega pomena. Lažje je uporabljati že pripravljene vire - reke, jezera in druga vodna telesa, kot pa porabiti veliko količino energije in reagentov. Zato je v laboratoriju primerno le pridobiti destilirano, ekstra čisto vodo.

V ta namen uporabite določene naprave, kot so destilacijske kocke. Takšna voda je potrebna za izvajanje številnih kemičnih interakcij, saj surova vsebuje veliko tujih nečistoč, soli, ionov.

Biološka vloga

Če rečemo, da se voda uporablja povsod, nič ne reči. Brez te povezave si ne moremo predstavljati svojega življenja. Ljudje od samega jutra do noči nenehno uporabljajo za domače in industrijske namene.

Lastnosti vodikovega oksida pomenijo njegovo uporabo kot univerzalno topilo. In ne le v laboratoriju. Toda v živih bitjih, kjer na tisoče biokemičnih reakcij potekajo vsako sekundo.

Tudi sama voda je udeleženka številnih sintez, služi pa tudi kot stranski produkt, ki je nastal kot posledica njih. Vsaka oseba na Zemlji že 60 let prehaja skozi sebe okoli 50 ton te neverjetne snovi!

Uporabljamo vodikov oksid:

• v vseh panogah industrije;
• medicina;
• kemična sinteza;
• v vseh vrstah produkcij;
• potrebe gospodinjstev;
• kmetijstvo.

Težko je določiti področje življenja, v katerem lahko delate brez vode. Edina živa bitja, ki nimajo vodikovega oksida v svoji sestavi in ​​živijo brez njega, so virusi. Zato je težko človeku, da se bori proti tem organizmom.