Vodikov oksid: dobivanje i svojstva

Najvažnija i najraširenija tvar na našem planetu, naravno, je voda. Što se može usporediti s njom u važnosti? Poznato je da je život na Zemlji postao moguć samo s pojavom tekućine. Što je voda (vodikov oksid) s kemijske točke gledišta? Što se sastoji i kakva svojstva ima? Pokušajmo razumjeti ovaj članak.

Vodik i njegovi spojevi

Najlakši atom u cijelom periodičkom sustavu je vodik. On također zauzima dvojni položaj, koji se nalazi i u podskupini halogena, iu prvoj skupini alkalijski metali. Što objašnjava takve osobine? Elektronska struktura ljuske svog atoma. On ima samo jedan elektron koji slobodno može napustiti i pridružiti se, formirajući par i dovršavajući vanjsku razinu.

Zato glavna i jedina oksidacijska stanja ovog elementa su +1 i -1. Jednostavno reagira s metalima, tvoreći hidride - čvrste, nepostojane soli slične bijeloj boji.

Međutim, vodik također lako formira isparljive molekule tvari, u interakciji s ne-metalima. Na primjer:

• sumporovodik H₂S;
• metan CH₄;
• silan SiH₄ i drugima.

Općenito, vodik se puno formira. Međutim, najvažnija tvar u koju ulazi je vodikov oksid, čija je formula H₂A. Ovo je najpoznatiji spoj koji čak i učenik osnovne škole uči formulom, koji još nije upoznat s kemijom. Uostalom, voda (i to je viši oksid vodik) nije samo zajednička tvar, nego i izvor života na našem planetu.

Upravo naziv elementa odražava njegovu glavnu bit - vodik, odnosno "rađanje vode". Kao i svaki drugi oksid, to je također binarnu smjesu s brojnim fizičkim, kemijskim svojstvima. Osim toga, postoje posebne osobine koje razlikuju vodu od svih ostalih spojeva.

Također važna klasa spojeva koji tvore vodik su kiseline, organske i mineralne.

Kemijska svojstva vodika

S gledišta kemijske aktivnosti, vodik je prilično snažan redukcijski agens. U mnogim reakcijama, on pokazuje samo takva svojstva. Međutim, u interakciji s još jačim metalima postaje oksidans.

Vrlo je važno u industriji interakcija vodika s metalnim oksidima. Uostalom, ovo je jedan od načina za dobivanje potonjeg u čistom obliku. Vodorodotermiya - metalurškog postupak za sintezu čistih metalnih oksida redukcijom s vodikom.

Reakcija vodika s oksidom ima slijedeći opći oblik: Me_xO_y + H₂ = H₂O + Me.

Naravno, ovo je daleko od jedini način za sintetizaciju čistih metala. Postoje i drugi. Međutim, smanjenje oksida vodikom je energetski prilično profitabilan i jednostavan proizvodni proces, koji je našao široku primjenu.

Još jedna zanimljiva značajka je da kada vodik pomiješa sa zrakom, vodik može stvoriti vrlo eksplozivnu mješavinu. Njegovo ime je eksplozivan plin. Da biste to učinili, miješanje treba obaviti izračunavanjem dva volumena vodika po kisiku.

Voda - vodikov oksid

Činjenica da je taj oksid vrlo važan, već smo spomenuli nekoliko puta. Sada ćemo je karakterizirati s gledišta kemije. Da li ovaj spoj stvarno pripada ovoj skupini anorganskih tvari?

Da biste to učinili, pokušajte malo drugačiji način zapisivanja formule: H₂O = NE. Bit je isti, broj atoma je isti, međutim, sada je očito da imamo hidroksid ispred nas. Kakva bi svojstva trebala imati? Razmotriti disocijaciju spoja:

NON = H⁺ + OH^-.

dakle, kiselinskim svojstvima, jer u otopini postoje kationi vodika. Osim toga, oni ne mogu biti osnovni, budući da alkali tvore samo metale.

Stoga, još jedno ime koje ima vodikov oksid je kiselina koja sadrži kisik najjednostavnijeg sastava. Jednom kada su takvi složeni zaplet karakteristični za određenu molekulu, njezina će svojstva biti posebna. A svojstva odbijaju strukturu molekule pa ćemo ga rastaviti.

Struktura molekule vode

Po prvi put o tom modelu, pomisli Nils Bohr, posjeduje prvenstvo i autorstvo u ovom pitanju. Imao je sljedeće značajke.

1. Vodena molekula je dipol, budući da elementi koji čine njegov sastav uvelike se razlikuju u vrijednosti elektroniegativnosti.
2. Njegov oblik je trokutast, na podlozi - vodik, a na vrhu - kisik.
3. Zbog te strukture supstanca mogu tvoriti vodikove veze kao i između istih molekula, i drugi spojevi imaju jako pripravak elektronegativan element.

Da biste vidjeli kako shematski izgleda vodikov oksid, možete vidjeti na slici ispod.

Fizička svojstva vodikovog oksida

Može se identificirati nekoliko glavnih obilježja.

1. Agregatno stanje: plinoviti - parna, tekuća, čvrsta - snijeg, led.
2. Količina vrelišta je 100⁰C (99,974).
3. Talište - 0⁰S.
4. Voda se može komprimirati kada se grije u temperaturnom rasponu od 0-4⁰C. To objašnjava formiranje leda na površini, koja ima manju gustoću i očuvanje života ispod debljine vodikovog oksida.
5. Visoka toplinska snaga, ali vrlo niska toplinska vodljivost.
6. U tekućem stanju vodika, oksid pokazuje viskoznost.
7. Može se nazvati posebna imovina površinska napetost i stvaranje negativnog električnog potencijala na površini vode.

Kao što smo već napomenuli, značajke svojstava ovise o strukturi. Dakle, ovdje je. Sposobnost za stvaranje vodikovih veza dovela je do sličnih svojstava ovog spoja.

Vodikov oksid: kemijska svojstva

Sa stajališta kemije, aktivnost vode je prilično visoka. Osobito kada je riječ o reakcijama uz grijanje. Što može povezati vodikov oksid?

1. S metalima, koji se u nizu naprezanja dovode do vodika. Istodobno, kod najaktivnijih (do aluminija) nisu potrebni posebni uvjeti, a oni s nižom sposobnošću smanjenja reagiraju samo s parom. Isti oni koji stoje iza vodika, uopće ne mogu ući u takve interakcije.
2. S nonmetalima. Ne sa svima, ali s većinom. Na primjer, u atmosferi fluora, voda opeklina s ljubičastim plamenom. Također, reakcija je moguća s klorom, ugljikom, silicijem i drugim atomima.
3. S metalnim oksidima (bazičnim) i kiselinom (nonmetali). Prema tome, formiraju se lužine i kiseline. Među metala za takve reakcije koje mogu predstavnicima prve dvije glavne skupine podskupine, osim berilij i magnezij. Nemetali, stvaranje kiselih oksida, međusobno djeluju s vodom. Iznimka je riječni pijesak - SiO₂.

Jednadžba reakcija kao primjer, može se navesti sljedeće: SO₃ + H₂O = H₂SO_4.

Distribucija u prirodi

Već smo saznali da je ova tvar najčešća na svijetu. Označite postotak u objektima.

1. Oko 70% tjelesne težine ljudi i sisavaca. Neki predstavnici faune sastoje se od oko 98% vodikovog oksida (meduza).
2. 71% Zemlje je prekriveno vodom.
3. Najveća masa je voda Svjetskog oceana.
4. Oko 2% se nalazi u glečerima.
5. 0.63% koncentrirano je pod tlom.
6. 0,001% padne u atmosferu (magla).
7. Tijelo biljaka sastoji se od 50% vode, neke čak i više.
8. Mnogi spojevi se nalaze u obliku kristalnih hidrata koji sadržavaju vezanu vodu.

Nastavite ovaj popis dugo, jer je teško zapamtiti sve što ne uključuje vodu ili nekad nije uključeno. Ili je formiran bez sudjelovanja ovog oksida.

Metode dobivanja

Proizvodnja vodikovog oksida nema nikakvu industrijsku važnost. Lakše je koristiti gotove izvore - rijeke, jezera i druga vodna tijela, nego potrošiti veliku količinu energije i reagensa. Stoga je u laboratoriju prikladno dobiti destiliranu, ekstra čistu vodu.

U ove svrhe koristite određene uređaje, kao što su kocke za destilaciju. Takva voda je neophodna za obavljanje mnogih kemijskih interakcija, budući da sirovi sadrže veliku količinu stranih nečistoća, soli, iona.

Biološka uloga

Reći da se voda koristi posvuda, nemojte ništa reći. Nezamislivo je zamisliti svoj život bez ove veze. Od samog jutra do noći, ljudi ga stalno koriste za domaće i industrijske svrhe.

Svojstva vodikovog oksida znače njegovu uporabu kao univerzalno otapalo. I ne samo u laboratoriju. Ali u živim bićima, gdje se tisuće biokemijskih reakcija odvijaju svake sekunde.

Isto tako, voda je sama sudionik u mnogim sintezama, ona također služi kao nusproizvod proizlaze iz njih. Svaka osoba na Zemlji već 60 godina prolazi kroz sebe oko 50 tona ove nevjerojatne supstance!

Koristi se oksid vodika:

• u svim granama industrije;
• lijek;
• kemijska sinteza;
• u svim vrstama produkcija;
• potrebe kućanstva;
• poljoprivreda.

Teško je odrediti područje života u kojem možete bez vode. Jedina živa bića koja nemaju oksid vodika u svom sastavu i žive bez nje su virusi. Zato je teško za nekoga tko se bori s tim organizmima.