Chemijos ekologiškas. Vandenilis. Fizinės ir cheminės savybės, vandenilio reakcijos lygtis su deguonimi

Bendra ir neorganinė chemija

Paskaita 6. Vandenilis ir deguonis. Vanduo. Vandenilio peroksidas.

Vandenilis

Vandenilio atomas yra paprasčiausias chemijos objektas. Griežtai kalbant, jo jonas yra protonas - dar lengviau. Pirmą kartą aprašyta 1766 m. Cavendis. Pavadinimas iš graikų. "Hidro genai" - veislinis vanduo.

Vandenilio atomo spindulys yra maždaug 0,5 * 10-10 m, o jo jonas (protonas) yra 1,2 * 10-15 m arba nuo 50 iki 1,2 * 10-3 val. Arba nuo 50 metrų (įstrižainės SHA) 1 mm.

Kitas 1S elementas - ličio keičiasi tik nuo 155 iki 68 val. LI +. Šis atomo dydžio skirtumas ir jo katijonas (5 užsakymai) yra unikalus.

Dėl mažo protono dydžio, keitimosi vandenilio ryšiai. \\ TVisų pirma, tarp deguonies, azoto ir fluoro atomų. Vandenilio obligacijų stiprumas yra 10-40 kJ / mol, kuris yra žymiai mažesnis už daugelio paprastųjų nuorodų plyšimo energiją (100-150 kJ / mol organinės molekulių), bet didesnis nei vidutinė kinetinė energija šiluminės judesio 370 ° C (4 kJ / mol). Kaip rezultatas, gyvame organizme, vandenilio obligacijos yra grįžtamos, užtikrinant gyvybiškai svarbių procesų srautą.

Vandenilis lydosi 14 K, virsta 20,3 k (slėgio 1 atm), skysto vandenilio tankis yra tik 71 g / l (14 kartų lengvesnis už vandenį).

Reruojančioje tarpžvaigždinės terpėje susijaudintų vandenilio atomų su perėjimais aptinkami iki N 733 → 732 su 18 m bangos ilgiu, kuris atitinka Borov spinduliu (R \u003d N2 * 0,5 * 10-10 m) apie 0,1 mm (! ).

Dažniausias erdvės elementas (88,6% atomų, 11,3% atomų patenka į helio, ir tik 0,1% - atomų visų kitų elementų).

4H → 4 jis + 26,7 MEV 1 EV \u003d 96,48 kJ / mol

Kadangi protonai turi nugara 1/2, yra trys vandenilio molekulių variantai:

ortodoksinis sodas O-H2 su lygiagrečiais branduoliniais sukimais, "Parallachodreat P-H2" su anti-lygiagrečiaiatgals ir normalus H-H2 yra 75% vandenilio ir 25% ploto vandenilio mišinys. Transformuojant O-H2 → P-H2, 1418 j / mol išsiskiria.

Ortho- ir parasodorodo savybės

Kadangi atominė vandenilio masė yra minimali galimybė, jo izotopai - Deuterio D (2 h) ir tritio t (3 h) labai skiriasi nuo 1n atstumo iki fizinių ir cheminių savybių. Pavyzdžiui, vienos iš vandenilio pakeitimas organiniame junginyje ant deuterio yra pastebimai atspindi savo virpėjimo (infraraudonųjų spindulių) spektro, todėl galima nustatyti sudėtingų molekulių struktūrą. Tokie pakeitimai ("paženklintų atomų metodas") taip pat naudojami sudėtingiems mechanizmams nustatyti

cheminiai ir biocheminiai procesai. Pažymėtų atomų metodas yra ypač jautrus, kai naudojamas vietoj radioaktyviųjų tritio (β-atstovo, 12,5 metų pusinės eliminacijos laikas).

Passion ir deteterijos savybės

		Tankus, g / l (20 k)



Pagrindinis metodas vandenilio gamybapramonėje - metano konversija
arba anglies hidratacija 800-11000 s (katalizatoriaus):
CH4 + H2 O \u003d CO + 3 H2	virš 10000 C.
"Vandens dujos": C + H2 O \u003d CO + H2	virš 10000 C.
Tada konversijos CO: CO + H2 O \u003d CO2 + H2			4000 c, kobalto oksidai

Iš viso: C + 2 H2 O \u003d CO2 + 2 H2

Kiti vandenilio šaltiniai.

"Cockum" dujos: apie 55% vandenilis, 25% metanas, iki 2% sunkiųjų angliavandenilių, 4-6% CO, 2% CO2, 10-12% azoto.

Vandenilis, kaip degimo produktas:

SI + CA (OH) 2 + 2 NAOH \u003d NA2 SIO3 + CAO + 2 H2

1 kg pirotechnikos mišinio, iki 370 litrų vandenilio yra išleistas.

Vandenilis paprastos medžiagos pavidalu naudojamas amoniako ir hidrinimo (kietėjimo) augalinių riebalų gamybai tam tikrų metalų atkūrimo (molibdenas, volframas), norint gauti hidridridus (LIH, CAH2,

Lialh4).

Entalpy reakcija: H. + H. \u003d H2 yra -436 kJ / mol, todėl atominis vandenilis naudojamas aukštos temperatūros mažinimui "liepsna" ("Langmyura" degiklis "). Vandenilio srovė elektriniame lanke yra nuoma 35 000 ° C temperatūroje 30%, tada su atomų rekombinacija galima pasiekti 50 000 C.

Suskystinta vandenilis naudojamas kaip kuras raketose (žr. Deguonį). Perspektyvi aplinkai nekenksminga degalai sausumos transportui; Atvyksta eksperimentai apie vandenilio metallhidrido baterijų naudojimą. Pavyzdžiui, LANI5 lydinys gali sugerti 1,5-2 kartus daugiau vandenilio, nei jis yra tokiu pačiu kiekiu (kaip lydinio tūris) skysto vandenilio.

Deguonis

Remiantis visuotinai pripažintais duomenimis, deguonis yra atidarytas 1774 m. J. Priestley ir nepriklausomai. ".Sheleele. Atidarymo istorija deguonies yra geras pavyzdys paradigmų įtaka mokslo plėtrai (žr priedą 1).

Matyt, iš tiesų, deguonis buvo atrastas daug anksčiau nei oficiali data. 1620 m. Kiekvienas gali važiuoti per Temzę (tuose) dėl Corneliaus van Drebelio dizaino povandeninio laivo. Laivas persikėlė po vandeniu dėl dešimties kareivių pastangų. Pasak daugelio liudijimo liudijimų, povandeninio laivo išradėjas sėkmingai išsprendė kvėpavimo problemą, "gaivinantis" orą į jį su cheminiu būdu. Robert Boyle parašė 1661: "... Be mechaninio dizaino valties, išradėjas turėjo cheminį tirpalą (skysčio), kurį jis

laikoma pagrindine nardymo paslaptimi. Ir kai nuo laiko, jis buvo įsitikinęs, kad tinkama dalis oro buvo jau buvo išleista ir buvo sunku kvėpuoti žmones laive, jis galėjo, sugadinti laivą, pripildytą šio sprendimo, greitai užpildyti orą su tokiu a Gyvenimo dalių turinys, kuris būtų naujai tinkamas kvėpuoti ilgą laiką. "

Sveikas žmogus ramioje būsenoje per dieną siurbliai per savo plaučius apie 7 200 l oro, vartojant negrįžtamai 720 litrų deguonies. Uždaroje patalpoje 6 m3, asmuo gali laikyti be ventiliacijos iki 12 valandų, ir fizinio darbo metu 3-4 valandos. Pagrindinė kvėpavimo sunkumų priežastis nėra deguonies trūkumas, bet anglies dioksido kaupimasnuo 0,3 iki 2,5%.

Ilgą laiką pagrindinis deguonies gavimo būdas buvo "bario" ciklas (deguonies gavimas iki sūrymo forma):

BASO4 -T- → BAO + SO3;

5000 c -\u003e

BAO + 0,5 O2 \u003d\u003d\u003d\u003d\u003d\u003d BAO2<- 7000 C

Debrilis slaptas sprendimas gali būti vandenilio peroksido tirpalas: BAO2 + H2 SO4 \u003d BASO4 ↓ + h2 o2

Deguonies paruošimas deginant pirosames: NACLO3 \u003d NACL + 1,5 O2 + 50,5 kJ

Mišinyje iki 80% NACLO3 iki 10% geležies miltelių, 4% bario ir stiklo lošimo.

Paramagnetinis deguonies molekulė (praktiškai - birža), todėl jos veikla yra didelė. Organinės medžiagos ore oksiduojamos per peroksidų formavimo etapą.

Deguonis lydosi 54,8 k, virsta 90,2 K.

Allotropinis deguonies elemento modifikavimas - ozono medžiagos O3. Labai svarbu žemės biologinė ozono apsauga. 20-25 km aukštyje nustatyta pusiausvyra:

UV.<280 нм		UV 280-320nm.
O2 ----\u003e 2 O *	O * + o2 + m -\u003e O3	O3 -------	\u003e O2 + O
	(M - n2, ar)

1974 m. Buvo nustatyta, kad atominis chloras, kuris yra suformuotas iš daugiau nei 25 km aukščio, katalizuoja ozono dezintegraciją, tarsi pakeičiant "ozono" ultravioletinį. Šis UV gali sukelti odos vėžį (Jungtinėse Valstijose per metus iki 600 tūkst. Atvejų). Draudimas freons aerozolių cilindruose galioja JAV nuo 1978 m

Nuo 1990 m. Draudžiamų medžiagų sąrašas (92 šalyse) apima CCL3, CCL4, chlorobromugal organus - jų gamybą žlugo iki 2000 m.

Vandenilio deginimas deguonyje

Reakcija yra labai sudėtinga (3 paskaitos schema), todėl iki praktinio taikymo pradžios buvo atliktas ilgas tyrimas.

1969 m. Liepos 21 d. Pirmieji žemiški - N. Armstrongas vaikščiojo per mėnulį. Rocket Saturn-5 (dizaineris - Werner von BROWN) susideda iš trijų žingsnių. Pirmajame žibalo ir deguonyje antrajame ir trečiame vandenyje ir deguonyje. Iš viso 468 tonų skysčio O2 ir H2. Pagaminta 13 sėkmingų paleidimo.

Nuo 1981 m. Balandžio mėn. Jungtinės Valstijos vykdo skrydžius "Space Shuttle": 713 tonų skysčio O2 ir H2, taip pat du kieto kuro pagreitinikliai 590 tonų (bendras kieto kuro svoris 987 tonų). Pirmasis 40 km padidėjo TTU, 40-113 km darbų varikliai vandenilio ir deguonies.

1987 m. Gegužės 15 d. Pirmasis "Energijos" pradžia, 1988 m. Lapkričio 15 d., Pirmasis ir vienintelis skrydis "Burana". Pradedant 2400 tonų masės, masės kuro (žibalo į

Šoniniai skyriai, skystis O2 ir H2) 2000 tonų. Variklio galia 125000 MW, naudingosios apkrovos 105 tonos.

Ne visada deginimas buvo valdomas ir sėkmingas.

1936 m. Buvo pastatyta didžiausia pasaulyje vandenilio drožlių LZ-129 "Hindenburg". 200000 m3 apimtis, apie 250 m, skersmuo 41.2 m. Greitis 135 km / val. Dėl 4 variklių 1100 AG, naudinga apkrova 88 t. Orlaivis sudarė 37 skrydžius į Atlanto vandenyną ir vežė daugiau nei 3 tūkst. Keleivių.

1937 m. Gegužės 6 d. Jungtinių Valstijų sankryžoje Dirigabl sprogo ir sudegino. Vienas iš galimos priežastys - nukreipimas.

1986 m. Sausio 28 d., 74-ojame skrydžio antrajame, "Challenger" sprogo su astronautų šeima - 25-asis "Shattle" sistemos skrydis. Priežastis yra kieto kuro greitintuvo defektas.

Demonstracija:

iš plaktos dujų sprogimas (vandenilio mišinys su deguonimi)

Kuro elementai

Techniškai svarbi šios degimo reakcijos versija - proceso atskyrimas į dvi:

vandenilio (anode) ealavimas: 2 h2 + 4 OH- - 4 E- \u003d 4 h2 o

elektros montavimas deguonies (katode): O2 + 2 H2 O + 4 E- \u003d 4

Sistema, kurioje vyksta toks deginimas - kuro elementas. Efektyvumas yra daug didesnis nei šiluminių elektrinių, nes nėra

specialus šilumos gamybos etapas. Maksimalus efektyvumas \u003d Δ g / Δ h; Už deginant vandenilį, gaunamas 94%.

Poveikis yra žinomas nuo 1839 m., Tačiau pirmoji praktiškai dirbama TE įgyvendinta

xX a. Pabaigoje erdvėje ("Dvyniai", "Apollo", "Shuttle" - JAV, Buran - TSRS).

Kuro elementų perspektyvos [17]

Ballydo galios sistemų atstovas, kalbėdamas į mokslinę konferenciją Vašingtone, pabrėžė, kad kuro elementų variklis bus komerciškai pateisinamas, kai jis bus atsakytas į keturis pagrindinius kriterijus: sumažinti energijos sąnaudas, padidinti ilgaamžiškumą, sumažinti dydį įrenginio ir galimybės greitai paleisti šaltu oru. Vieno kilovatų energijos, pagamintos diegiant degalų elementus, kaina turėtų sumažėti iki 30 JAV dolerių. Palyginimui, 2004 m. Panašus rodiklis buvo $ 103, o 2005 m. Tikimasi, kad bus 80 JAV dolerių. Norint pasiekti šią kainą, būtina gaminti mažiausiai 500 tūkstančių variklių per metus. Europos mokslininkai yra atsargesni prognozėse ir tiki, kad komercinis naudojimas degalų vandenilio elementų automobilių pramonėje prasidės ne anksčiau kaip 2020 m.

10.1. Chirurgija

Pavadinimas "Vandenilis" reiškia cheminį elementą ir paprastą klausimą. Elementas vandenilis susideda iš vandenilio atomų. Paprasta medžiaga vandenilissusideda iš vandenilio molekulių.

a) cheminis elementas vandenilis

Natūrali elementų eilė, vandenilio seka - 1. Elementų sistemoje vandenilis yra pirmuoju laikotarpiu IA arba VIIIa grupėje.

Vandenilis yra vienas iš labiausiai paplitusių elementų žemėje. Vandenilio atomų molinė dalis atmosferoje, hidrosfere ir žemės lizdinėje dalyje (visi kartu vadinami žemiškam pluta) yra 0,17. Tai dalis vandens, daug mineralų, naftos, gamtinių dujų, augalų ir gyvūnų. Žmogaus organizme vidutiniškai yra apie 7 kilogramus vandenilio.

Yra trys vandenilio izotop:
a) Lengvas vandenilis - detalės,
b) sunkusis vandenilis - deuterio. D),
c) super sunkusis vandenilis - tritiumas (T).

Tritia yra nestabili (radioaktyvi) izotopai, todėl gamtoje praktiškai nerasta. Deuteris yra stabilus, tačiau jis yra labai mažas: w. D \u003d 0,015% (nuo visų sausumos vandenilio masės). Todėl vandenilio atominė masė labai skiriasi nuo 1 dienos (1,00794 dienų).

b) Vandenilio atomas

Nuo ankstesnių chemijos kursų sekcijų jau žinote šias vandenilio atomo charakteristikas:

Vandenilio atomo valentinio pajėgumus lemia vieno elektrono buvimas vieninteliu valente orbitinėje. Didelė jonizacija energija daro vandenilio atomą, kuris nėra linkęs į elektronų grąžinimą, o ne per didelės energijos afinitetas elektronai sukelia nedidelę tendenciją jį priimti. Todėl cheminėse sistemose h yra neįmanoma, o junginiai su anijonu nėra labai atspari. Taigi, už vandenilio atomą, formavimas su kitais kovalentiniais atomais dėl savo vienos nesuredamo elektrono yra labiausiai būdingas. Ir anijono formavimo atveju ir kovalentinės obligacijos formavimo atveju vandenilio atomas yra monovalentinis.
Paprastoje medžiagoje vandenilio atomų oksidacijos laipsnis yra nulis, daugumoje junginių, vandenilis rodo oksidacijos + I laipsnį ir tik hidridai mažiausiai elektronifikuojami vandenilio, oksidacijos laipsnis - oksidacijos laipsnis.
Informacija apie vandenilio atomo valentės gebėjimus pateikta 28 lentelėje. Vandenilio atomo santykis, susijęs su vienu kovalentiniu ryšiu su bet kuriuo atomu, lentelėje nurodomas simbolis "H-".

28 lentelė.Vandenilio atomo valentiškumas

Valenny State.		Cheminių medžiagų pavyzdžiai.
	I. 0 -.	HCl, H 2 O, H 2 S, NH3, CH4, C2H 6, NH 4 Cl, H 2 SO 4, NAHCO 3, KOH H 2. B 2 H 6, SIH 4, GEH 4
		Nah, kh, cah 2, bah 2

c) Vandenilio molekulė

Dvigubo vandenilio molekulė H 2 yra suformuota, kai surišantys vandenilio atomai yra vienintelė galimas kovalentinis ryšys jiems. Bendravimas yra sudarytas pagal mainų mechanizmą. Per sutampančių elektroninių debesų metodas yra S-komunikacija (10.1 pav. bet). Kadangi atomai yra vienodi, ryšys yra noruar.

Tarpatominis atstumas (tiksliau yra pusiausvyros tarpatominis atstumas, nes atomų virpesiai) vandenilio molekulėje r.(H - h) \u003d 0,74 a (pav. 11.1 į), kuris yra žymiai mažesnis už orbitos spindulių kiekį (1,06 a). Todėl giliai susilieja surišančių atomų debesys (10.1 pav. b.) ir į vandenilio molekulės ryšį yra patvarus. Tai taip pat nurodoma gana didelė ryšių energijos (454 kJ / mol) svarba.
Jei apibūdinate molekulės formą su ribiniu paviršiumi (panašus į elektroninio debesinio ribinio paviršiaus), galima teigti, kad vandenilio molekulė turi šiek tiek deformuotą (pailgos) rutulį (10.1 pav. g.).

d) vandenilis (medžiaga)

Normaliomis sąlygomis, vandeniliu - dujos be spalvos ir kvapo. Mažais kiekiais jis yra netoksiškas. Kietas vandenilis lydosi 14 k (-259 ° C), ir skystas vandenilis virimo 20 k (-253 ° C). Mažas lydymosi ir virimo temperatūros, labai mažo skysto vandenilio buvimo temperatūros diapazonas (tik 6 ° C), taip pat mažos lydymosi lydymo (0,117 kJ / mol) molinės šilumos ir garinimo vertės (0,903 kJ / mol). Siūlykite, kad vandenilio vandenilio tarpinės jungtys labai silpni.
Vandenio R (H 2) tankis \u003d (2 g / mol): (22,4 l / mol) \u003d 0,0893 g / l. Palyginimui: vidutinis oro tankis yra 1,29 g / l. Tai yra, vandenilis yra 14,5 karto didesnis už "lengvesnį" orą. Vanduo, tai praktiškai netirpsta.
Kambario temperatūroje vandenilis yra mažai efektyvi, bet kai šildomas reaguoja su daugeliu medžiagų. Šiose reakcijose vandenilio atomai gali padidinti ir sumažinti oksidacijos laipsnį: H2 + 2 e. - \u003d 2n -i, h 2 - 2 e. - \u003d 2n + i.
Pirmuoju atveju, vandenilis yra oksidatorius, pavyzdžiui, natrio reakcijose arba su kalcio: 2na + H 2 \u003d 2nah, ( t.) Ca + h 2 \u003d CAH 2. (\\ T t.)
Tačiau daugiau charakteristika vandenilio mažinimo savybių: o 2 + 2H2 \u003d 2H 2 O, ( t.)
Cuo + h 2 \u003d cu + h 2 O. ( t.)
Kai šildymas, vandenilis oksiduojamas ne tik deguonies, bet ir kai kurių kitų nemetalų, pavyzdžiui, fluoro, chloro, pilkos ir net azoto.
Laboratorijoje vandenilis gaunamas dėl reakcijos

Zn + H 2 SO 4 \u003d Znso 4 + H 2.

Vietoj cinko, galima naudoti geležies, aliuminį ir kai kuriuos kitus metalus, o vietoj sieros rūgšties - kai kurios kitos praskiestos rūgštys. Gautas vandenilis yra surinktas į vamzdį pagal vandens perkėlimo metodą (žr. 10.2 pav b.) arba tiesiog apverčiamoje kolboje (10.2 pav bet).

Pramonės dideliais kiekiais, vandenilis gaunamas iš gamtinių dujų (daugiausia metano), kai jis sąveikauja su vandens garais 800 ° C temperatūroje, esant nikelio katalizatoriui:

CH4 + 2H 2 O \u003d 4H 2 + CO 2 ( t., Ni)

arba yra gydomi aukštoje temperatūroje su vandens garų anglimi:

2H 2 O + C \u003d 2H 2 + CO 2. (\\ T t.)

Grynas vandenilis yra gaunamas iš vandens, suskaidydamas jį su elektros smūgiu (atskleidžiant elektrolizę):

2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 (elektrolizė).

d) vandenilio junginiai

Hidridai (dvejetainiai junginiai, kurių sudėtyje yra vandenilio) yra suskirstyti į du pagrindinius tipus:
a) nepastovi (molekuliniai) hidridai,
b) druskos (jonų) hidridai.
IVa elementai - VIIIa grupės ir boro formos molekuliniai hidridai. Iš jų tik ne metalai formuojančių elementų hidridai yra stabilūs:

B 2 h 6; CH4; NH 3; H 2 O; Hf.
SIH 4; PH 3; H 2 s; Hcl.
Pelenai 3; H 2 SE; Hbr.
H 2 te; Hi.
Išskyrus vandenį, visi šie junginiai kambario temperatūroje yra dujinės medžiagos, nuo čia jų vardo - "lakieji hidridai".
Kai kurie elementai, sudarantys ne metalus, yra įtraukti į sudėtį ir sudėtingesnius hidridus. Pavyzdžiui, anglis sudaro junginius su velenais su n. H 2. n.+2, C. n. H 2. n. , C. n. H 2. n.-2 ir kiti, kur n. Jis gali būti labai didelis (šie junginiai studijuoja organinę chemiją).
Jonų hidridai yra šarminiai, šarminės žemės elementai ir magnio hidridai. Šių hidridų kristalai susideda iš ANON N ir metalo katijonų iki aukščiausio IU arba I 2 oksidacijos (priklausomai nuo elemento sistemos grupės).

Lih.
Nah.	MGH 2.
Kh.	CAH 2.
Rbh.	SRH 2.
CSH.	Bah 2.

Ironiniai ir beveik visi molekuliniai hidridai (išskyrus H2 O ir HF) yra redukuojantys agentai, tačiau joniniai hidridai turi daug stipresnių nei molekulinės savybės.
Be hidridų, vandenilis yra hidroksidų ir kai kurių druskų dalis. Su šių, sudėtingesnių, vandenilio junginių savybių gausite susipažinę šiose skyriuose.
Pagrindiniai pramonėje gautos vandenilio vartotojai yra amoniako ir azoto trąšų gamybai, kur amoniako gaunamas tiesiogiai iš azoto ir vandenilio:

N 2 + 3H 2 2NH 3 ( R., t., PT - katalizatorius).

Dideliais kiekiais vandenilis naudojamas metilo alkoholiui (metanoliui) reakcijai gauti 2n 2 + CO \u003d CH3. t., ZNO yra katalizatorius), taip pat chloroodor gamybai, gaunamas tiesiogiai iš chloro ir vandenilio:

H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl.

Kartais vandenilis naudojamas metalurgijoje kaip mažinantis agentas, kai gaunami gryni metalai, pavyzdžiui: FE 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2FE + 3H 2 O.

1. Kokios dalelės susideda iš branduolio a) atstumas, b) deuteris, c) tritiumas?
2. Sukurkite vandenilio atomo jonizacijos energiją su kitų elementų atomų jonizacijos energija. Kuriam elementui ši charakteristika yra arčiausiai?
3. Padarykite tą patį elektronų afiniteto energijai
4. Sukurkite kovalentinio ryšio poliarizacijos kryptį ir vandenilio oksidacijos laipsnį junginiuose: a) BEH 2, CH4, NH3, H 2 O, HF; B) CH 4, SIH 4, GEH 4.
5. Parašykite paprasčiausią, molekulinę, struktūrinę ir erdvinę vandenilio formulę. Kuris dažniausiai naudojamas?
6.Chistant: "Vandenilis yra lengviau nei oras". Ką reiškia tai? Kokiais atvejais ši išraiška gali būti suprantama pažodžiui, ir kas tai?
7.Sign struktūrines kalio ir kalcio hidridų struktūrines formules, taip pat amoniako, vandenilio sulfidas ir bromomodorodas.
8.Zkaya moliniai šiluma lydymosi ir garinimo vandenilio, nustatyti atitinkamų konkrečių verčių vertes.
9. Kiekvienai iš keturių reakcijų, iliustruojančių pagrindinį cheminės savybės vandenilis, atlieka elektroninį balansą. Pažymėkite oksidatorius ir redukcinius agentus.
10. Naudokite cinko masę, reikalingą naudoti 4,48 l vandenilį su laboratoriniu metodu.
11. Vandenilio masė ir tūris, kurį galima gauti nuo 30 m 3 metano ir vandenų mišinių, kurių buvo imtasi 1: 2 tūrio santykiu, išeinant 80%.
12.Sign lygtis reakcijų, kurios atsiranda vandenilio a) su fluoro, b) su pilka.
13. Toliau pateiktos reakcijos schemos iliustruoja pagrindines chemines savybes jonų hidridai:

a) mh + o 2 moh ( t.); b) mh + cl 2 mcl + hcl ( t.);
c) mh + h 2 o moh + h 2; D) mh + hcl (p) mcl + h 2
Čia m yra ličio, natrio, kalio, rubidžio ar cezio. Padarykite atitinkamų reakcijų lygtis byloje M - natrio. Iliustruoja kalcio hidrido chemines savybes.
14. Naudojama elektroninio balanso metodą, padaryti šių reakcijų lygtis, kuri iliustruoja kai kurių molekulinių hidridų mažinimo savybes:
a) hi + cl 2 hcl + i 2 ( t.); b) NH 3 + O 2 h 2 o + n 2 ( t.); c) CH4 + O 2 h 2 o + CO 2 ( t.).

10.2 Deguonis

Kaip ir vandenilio atveju, žodis "deguonis" yra pavadinimas ir cheminis elementas ir paprasta medžiaga. Be paprastos medžiagos " "Oxygen"(dicksorod) cheminis elementas Oxygening kita paprasta medžiaga, vadinama " ozone "(Trikisorodas). Tai yra volrotropiniai deguonies modifikacijos. Deguonies susideda iš deguonies molekulių O 2, o ozono medžiaga susideda iš ozono molekulių O 3.

a) cheminis elementas deguonis

Natūrali elementų eilėje deguonies seka - 8. Elementų deguonies sistemoje antrajame laikotarpyje yra per grupę.
Deguonis yra labiausiai paplitęs elementas žemėje. Žemės plutoje, kiekvienas antrasis atomas yra deguonies atomas, tai yra, dengimo molinė dalis atmosferoje, hidrosfera ir lithosfersell yra apie 50%. Deguonis (medžiaga) - komponentas oras. Deguonies tūrio dalis į orą -21%. Deguonis (elementas) yra įtrauktas į vandens, daug mineralų, taip pat augalų ir gyvūnų sudėtį. Žmogaus kūnas yra vidutiniškai 43 kg deguonies.
Natūralus deguonis susideda iš trijų izotopų (16 O, 17 O ir 18 o), iš kurių lengviausia ISOTOPE 16 O yra dažniausiai pasitaikanti. Todėl atominė deguonies masė yra beveik 16 dienų (15,999 nn).

b) deguonies atomas

Jūs žinote šias deguonies atomo charakteristikas.

29 lentelė. Valstijos deguonies atomas

Valenny State.		Cheminių medžiagų pavyzdžiai.
		AL 2 O 3, FE 2 O 3, CR2 O 3 *

	-. -. 0 + I. + II.	H 2 o, SO 2, SO 3, CO2, SIO 2, H 2 SO 4, HNO 2, HCLO 4, COCL 2, H 2 O 2 O 2 ** O 2 f 2 2.
		Naoh, koh, ca (oh) 2, ba (oh) 2 Na 2 o 2, k 2 o 2, cao 2, bao 2
		Li 2 O, Na 2 O, MgO, Cao, Bao, Feo, La 2 O 3

* Šie oksidai gali būti laikomi joninėmis jungtimis.
** Deguonies atomai molekulėje nėra šioje valentinės būsenoje; Tai tik cheminės medžiagos pavyzdys, turintis deguonies atomų oksidacijos laipsnį, lygų nuliui
Didelė jonizacijos energija (pvz., Vandeniliui) pašalina paprasto katijono deguonies atomo susidarymą. Elektronų afiniteto energija yra gana didelė (beveik dvigubai didesnė už vandenilį), o tai suteikia didesnį deguonies atomo įtraukimą į elektronų prijungimą ir gebėjimą suformuoti anijas apie 2a. Tačiau elektronų afiniteto energija deguonies atomu vis dar yra mažesnis nei halogenų atomų ir netgi kitų grupės elementų. Todėl deguonies anijonai ( oksido jonai) Yra tik deguonies junginiuose su elementais, kurių atomai yra labai lengva suteikti elektronus.
Bendravimas su dviem nepaskirstytais elektronais, deguonies atomas gali sudaryti dvi kovalentines obligacijas. Dvi beprasmiškos elektronų poros dėl įspūdžio neįmanoma įeiti tik į donoro-accationer sąveiką. Taigi, neatsižvelgiant į bendravimo ir hibridizacijos įvairovę, deguonies atomas gali būti vienos iš penkių valentų sąlygų (29 lentelė).
Labiausiai būdingas deguonies atomo valence su W. K \u003d 2, tai yra dviejų kovalentinių obligacijų formavimas dėl dviejų nesekutinių elektronų.
Labai didelis deguonies atomo elektroninis reguliavimas (aukščiau - tik fluoriniu) lemia tai, kad daugumoje jo junginių deguonis turi oksidacijos laipsnį --i. Yra medžiagų, kuriose deguonis rodo kitas oksidacijos laipsnio reikšmes, kai kurie iš jų yra pateikti 29 lentelėje kaip pavyzdžiai ir lyginamasis stabilumas rodomas Fig. 10.3.

c) deguonies molekulė

Eksperimentiškai nustatyta, kad dviejų deguonies deguonies molekulėje yra du nepasaitiniai elektronai. Naudojant valentinio santykių metodą, tokia elektroninė struktūra neįmanoma paaiškinti šios molekulės. Tačiau deguonies molekulės ryšys yra arti savybių iki kovalentiniam. Deguonies molekulė yra noruota. Interatominis atstumas ( r. O - o \u003d 1,21 a \u003d 121 nm) mažesnis už atstumą tarp atomų, susijusių su paprasta jungtimi. Bondo molinė energija yra gana didelė ir yra 498 kJ / mol.

d) deguonis (medžiaga)

Esant normalioms sąlygoms, deguonies dujos be spalvos ir kvapo. Kietasis deguonis tirpsta 55 k (-218 ° C), ir skystas deguonis viriamas 90 k (-183 ° C).
Kietosios ir skystos deguonies tarpinės jungtys yra šiek tiek mažesnės nei vandenilio, kaip liudija didesniu skysto deguonies (36 ° C) ir didelių temperatūros diapazone, nei vandenilio, lydymosi moliniai šiluma (0,446 kJ / mol) ir garinimo (6, 83 kJ / mol).
Deguonis yra šiek tiek tirpus vandenyje: 0 ° C temperatūroje 100 tūrių vandens (skysčio!) Ištirpinama tik 5 tūrio deguonies (dujų!).
Didelė deguonies atomų tendencija į elektronų ir didelį elektroninį ryšį lemia tai, kad deguonis rodo tik oksiduojančias savybes. Šios savybės yra ypač ryškios aukštoje temperatūroje.
Deguonis reaguoja su daug metalų: 2ca + o 2 \u003d 2cao, 3fe + 2o 2 \u003d Fe 3 O 4 ( t.);
Ne metalai: C + O 2 \u003d CO 2, P 4 + 5O 2 \u003d P 4 O 10,
ir sudėtingos medžiagos: CH4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O, 2H 2 s + 3O 2 \u003d 2H 2 O + 2SO 2.

Dažniausiai atsiranda įvairūs oksidai (žr. Ch. II § 5), tačiau aktyvūs šarminiai metalai, pavyzdžiui, natrio, deginimas, virsta peroksidais:

2na + o 2 \u003d na 2 o 2.

Struktūrinė formulė gauto natrio peroksido (NA) 2 (O-O).
Švytintis, dedamas į deguonį, mirksi. Tai yra patogus ir paprastas būdas aptikti gryną deguonį.
Pramonėje deguonis gaunamas iš oro per ištaisymą (sudėtingą distiliavimą) ir laboratorijoje - kai kurių deguonies turinčių junginių terminio skilimo, pavyzdžiui:
2kmno 4 \u003d K 2 MNO 4 + MNO 2 + O 2 (200 ° C);
2kclo 3 \u003d 2kcl + 3o 2 (150 ° C, MNO 2 - katalizatorius);
2Kno 3 \u003d 2NO 2 + 3O 2 (400 ° С)
ir, be to, katalizinio skilimo vandenilio peroksido kambario temperatūroje: 2H 2 o 2 \u003d 2H 2 O + O 2 (MNO 2 katalizatorius).
Pure deguonis naudojamas pramonėje intensyvinti tuos procesus, kuriuose vyksta oksidacija, ir sukurti aukštos temperatūros liepsną. Raketų technologijoje skystas deguonis naudojamas kaip oksiduojantis agentas.
Deguonis yra labai svarbus išlaikant gyvybiškai svarbų augalų, gyvūnų ir žmonių aktyvumą. Esant normalioms sąlygoms, asmuo yra pakankamas oro deguonies kvėpavimui. Bet sąlygomis, kai oro nėra pakankamai, arba paprastai nėra (lėktuvuose, nardymo darbe, erdvėlaivyje ir kt.) dujų mišiniai. \\ Tapimantis deguonį. Taikykite deguonį ir mediciną ligų sukeliančiais sunkumais.

e) ozonas ir jo molekulės

Ozonas O 3 yra antrasis deguonies modifikavimas.
Trochatominė ozono molekulė turi kampinių konstrukciją, vidutiniškai tarp dviejų struktūrų, kurias rodoma šiomis formulėmis:

Ozonas - tamsiai mėlynos dujos su aštriu kvapu. Dėl savo stiprios oksidacinės veiklos yra nuodingas. Ozono pusantro karto "sunkesnis" deguonies ir šiek tiek didesnis nei deguonies tirpsta vandenyje.
Ozonas susidaro deguonies atmosferoje su griaustiniais elektros išleidimais:

3O 2 \u003d 2O 3 ().

Įprasta temperatūra, ozonas lėtai virsta deguonimi ir kai šildomi, šis procesas vyksta sprogimui.
Ozonas yra vadinamosios žemės atmosferos "ozono sluoksniu", užkirsti kelią visam gyvai žemėje nuo žalingo saulės spinduliuotės poveikio.
Kai kuriuose miestuose, ozonas naudojamas vietoj chloro dezinfekcijos (dezinfekavimo) geriamojo vandens.

Vaizdo konstrukcinės formulės iš šių medžiagų: iš 2, H2 O, H2 O 2, H 3 PO 4, (H 3 O) 2 SO 4, BAO, BAO 2, BA (OH) 2. Pavadinkite šias medžiagas. Apibūdinkite deguonies atomų valentines valstybes šiose jungtyse.
Nustatykite kiekvieno deguonies atomų valenybę ir oksidacijos laipsnį.
2. Ateikite į degimo reakcijų lygtį ličio, magnio, aliuminio, silicio, raudonojo fosforo ir seleno deguonyje (seleno atomai oksiduojami į oksidacijos laipsnį + IV, likusių elementų atomų iki aukščiausio oksidacijos atomų). Kokios oksidų yra šios reakcijos?
3. Kiek ozono litrų galima gauti (įprastomis sąlygomis) a) 9 l deguonies, b) nuo 8 g deguonies?

Vanduo yra labiausiai paplitusi medžiaga žemės plutoje. Žemės vandens masė yra 10 18 tonų. Vanduo - mūsų planetos hidosferos pagrindas, be to, jis yra atmosferoje, ledo pavidalu yra žemių ir aukštų kalnų ledynų poliarinių skrybėlės, taip pat įvairių uolų dalis. Žmogaus kūno masės dalis žmogaus kūno yra apie 70%.
Vanduo yra vienintelė medžiaga, kuri yra visuose trijuose suvestinės valstybės Yra specialūs pavadinimai.

Elektroninė vandens molekulės struktūra (10.4 pav bet) Mes išsamiai išnagrinėjome (žr. 7.10 punktą).
Dėl O-H obligacijų poliškumo ir vandens molekulės kampo formos elektrinis dipenas..

Dėl elektros dipolio poliškumo charakteristikų, fizinės vertės " elektros dipolio elektrinis momentas "arba tiesiog " dipolio momentas ".

Chemijoje dipolio momentas matuojamas debabuose: 1 D \u003d 3.34. 10 -30 Cl. M.

Vandens molekulėje - dvi poliarinės kovalentinės obligacijos, ty dvi elektriniai dipoliai, kurių kiekvienas turi dipolio momentą (ir). Bendras molekulės dipolio momentas yra lygus šių dviejų taškų vektoriniam sumai (10.5 pav.):

(H 2 o) \u003d ,

kur q. 1 I. q. 2 - daliniai mokesčiai (+) ant vandenilio atomų ir tarpatominių atstumų O - H molekulėje. Kaip q. 1 = q. 2 = q., ir tada

Eksperimentiškai apibrėžtos dipolio akimirkos vandens molekulių ir kai kurios kitos molekulės yra parodyta lentelėje.

30 lentelė.Kai kurių poliarinių molekulių dipolio akimirkos

Molekulė. \\ T	Molekulė. \\ T	Molekulė. \\ T

Atsižvelgiant į dipolio pobūdį vandens molekulės, ji dažnai schematiškai pavaizduota taip:
Švarus vanduo yra bespalvis skystis be skonio ir kvapo. Kai kurios pagrindinės fizinės charakteristikos vandens rodomos lentelėje.

31 lentelė.Kai kurios fizinės vandens savybės

Didelės lydymosi ir garinimo molinės šilumos vertės (didesnė už vandenilio ir deguonies dydį) rodo, kad vandens molekulės, tiek kietos, tiek skystos medžiagos, yra gana tvirtai susijusios. Šie santykiai vadinami " vandenilio obligacijos ".

Elektrinis dipolias, dipolio momentas, ryšio poliškumas, molekulės poliškumas.
Kiek valenyvių elektronų deguonies atomo dalyvauja jungčių formavime vandens molekulėje?
2. Kai bet kokio orbitos sutapimas yra suformuotas tarp vandenilio ir deguonies vandens molekulėje?
3. Siūlykite grandinę nuo obligacijų susidarymo vandenilio peroksido molekulės H 2 O 2. Ką galite pasakyti apie šios molekulės erdvinę struktūrą?
4.Megenant atstumai HF, HCl ir HBR molekulės yra lygios, atitinkamai, 0,92; 1.28 ir 1.41. Naudojant dipolio akimirkų lentelę, apskaičiuoti ir palyginti vieni kitus dalinius mokesčius ant vandenilio atomų šiose molekulėse.
5. Žurnalas Atstumai S - H sulfido molekulėje yra 1,34, o kampas tarp jungčių yra 92 °. Nustatykite dalinių kalnų vertes sieros ir vandenilio atomų. Ką galite pasakyti apie sieros atomo valentinio orbitalų hibridizaciją?

10.4. Vandenilio ryšiai. \\ T

Kaip jau žinote, dėl esminio skirtumo vandenilio ir deguonies (2,10 ir 3,50) prie vandenilio atomo vandens molekulės, yra didelis teigiamas dalinis mokestis įvyksta ( q. h \u003d 0,33. e.) ir deguonies atomu - dar didesnis neigiamas dalinis mokestis ( q. H \u003d -0.66. e.). Prisiminkite, kad deguonies atomas turi dvi beprasmiškas elektronų poras sp. 3-hibridinis UAB. Vienos vandens molekulės vandenilio atomas pritraukiamas į deguonies atomą kitos molekulės, ir, be to, pusiau tuščias 1s-ao iš vandenilio atomo iš dalies pagreitina deguonies atomo elektronų. Dėl šių sąveikos tarp molekulių atsiranda ypatingas vaizdas Intermolekulinės obligacijos - originali obligacija.
Vandens atveju vandenilio obligacijų formavimas gali būti schematiškai atstovaujama taip:

Paskutinėje struktūrinėje formulėje, trys taškai (brūkšninis brūkšninis kodas, ne elektronai!) Rodoma vandenilio jungtis.

Vandenilio jungtis yra ne tik tarp vandens molekulių. Jis yra suformuotas, jei laikomasi dviejų sąlygų:
1) Molekulėje yra stipri poliarinė jungtis N-E (e - atomo simbolis yra pakankamas elektroninio elemento),
2) Molekulė turi atomą E su dideliu neigiamu daliniu mokesčiu ir vidutiniu elektronų pora.
Kaip elementas, yra fluoro, deguonies ir azoto. Žymiai silpnesnės vandenilio jungtys, jei e yra chloras arba siera.
Vandenilio obligacijų medžiagų pavyzdžiai tarp molekulių: fluorido fluorido, kietos arba skystos amoniako, etilo alkoholio ir daugelio kitų.

Skystos fluoro kraujyje, jo molekulės yra saistomi vandenilio jungtys gana ilgomis grandinėse, o trimatis tinklai yra suformuoti skystyje ir tvirtos amoniako.
Pagal stiprumą, vandenilio jungtis - tarpinis tarpinis cheminis ryšys ir likusius tarpinis ryšius. Vandenilio jungties molinė energija paprastai yra nuo 5 iki 50 kJ / mol.
Kietojo vandens (t.y., ledo kristalai), visi vandenilio atomai yra saistomi vandenilio jungtys su deguonies atomais, su kiekviena deguonies atomo sudaro dvi vandenilio jungtis (naudojant tiek gyvybingų porų elektronų). Tokia struktūra daro ledą daugiau "palaidi", lyginant su skystu vandeniu, kur yra pažeistos vandenilio obligacijos dalis, o molekulės gali būti šiek tiek tankesnės "supakuoti". Ši ledo struktūros bruožas paaiškina, kodėl, skirtingai nuo daugelio kitų medžiagų, vanduo kietoje būsenoje turi mažesnį tankį nei skystyje. Didžiausias vandens tankis siekia 4 ° C temperatūroje šios temperatūros, yra gana daug vandenilio obligacijų ir Šilumos plėtra Nėra daug įtakos tankiui.
Vandenilio obligacijos yra labai svarbios mūsų gyvenime. Įsivaizduokite už minutę, kad vandenilio obligacijos nustojo formuotis. Štai keletas pasekmių:

vanduo kambario temperatūroje būtų dujinis, nes jo virimo temperatūra sumažėtų iki maždaug -80 ° C;
visi rezervuarai būtų suvynioti iš apačios, nes ledo tankis būtų daugiau skysto vandens tankio;
nustos egzistuoti dvigubai DNR Helix ir daug daugiau.

Pateikiami pavyzdžiai yra pakankamai suprasti, kad šiuo atveju mūsų planetos gamta taptų visiškai kitokia.

Vandenilio jungtis, jo formavimo sąlygos.
Formulė. \\ T etilo alkoholis CH3-CH2 -O-N. Tarp kokių skirtingų šios medžiagos molekulių atomų susidaro vandenilio obligacijos? Padaryti struktūrines formules, iliustruojančias jų formavimąsi.
2. Žemės ūkio produktai egzistuoja ne tik atskirose medžiagose, bet ir sprendimuose. Rodyti su struktūrinių formulių pagalba, kaip vandenilio jungtys susidaro vandeniniu tirpalu a) amoniako, b) fluorido vandenilis, c) etanolis (etilo alkoholis). \u003d 2n 2 O.
Abi šios reakcijos nuolat ir vienodomis lygiu važiuokite vandeniu, yra pusiausvyra vandenyje: 2n 2 AN 3 O +.
Ši pusiausvyra vadinama pusiausvyros automatiškaivanduo.

Tiesioginė šio grįžtamo endotermichna proceso reakcija, todėl kaitinama, automatinis produkcija yra sustiprinta, kambario ir pusiausvyros yra perkelta į kairę, tai yra, jonų koncentracija H 3 O ir tai yra nereikšminga. Kokie jie yra lygūs?
Pagal esamų masių įstatymą

Tačiau dėl to, kad vandens molekulių skaičius reagavo, palyginti su bendru vandens molekulių skaičiumi, galima daryti prielaidą, kad vandens koncentracija autoprotolizės metu praktiškai nepasikeičia, ir 2 \u003d tokia maža įvairių įkrautų jonų koncentracija svarus vanduo Paaiškina, kodėl šis skystis, nors ir blogai, bet vis dar atlieka elektros srovę.

Vandens autoprotolizė, vandens autoprotiolizė pastovus (joninis darbas).
Ioninis produktas skysto amoniako (virimo temperatūra -33 ° C) yra 2 · 10 -28. Padaryti amoniako automatikos lygtį. Nustatykite amonio jonų koncentraciją grynoje skystoje amoniake. Laidumas Kokios medžiagos yra didesnės, vandens ar skystos amoniako?

1. Vandenilio paruošimas ir jo deginimas (reabilitacijos savybės).
2. Deguonies paruošimas ir medžiagų deginimas jame (oksidacinės savybės).

Pamokos tikslas. Šioje pamokoje sužinosite, galbūt svarbiausi cheminiai elementai gyvybei žemėje - vandenilio ir deguonies, sužinoti apie jų chemines savybes, taip pat apie fizines savybes paprastų medžiagų, jie yra suformuoti, sužinoti daugiau apie tai Deguonies ir vandenilio vaidmuo gamtoje ir gyvenime.

Vandenilis - labiausiai paplitęs elementas visatoje. Deguonis - labiausiai paplitęs elementas žemėje. Kartu jie sudaro vandenį - medžiagą, kuri yra daugiau nei pusė žmogaus kūno masės. Deguonis - dujos, reikalingos mums kvėpavimui, ir be vandens, negalėjome gyventi ir kelių dienų, todėl be abejo, galima apsvarstyti deguonį ir vandenilį su svarbiausiais cheminiais elementais, reikalingais gyvenimui.

Vandenilio ir deguonies atomų struktūra

Taigi vandenilis eksponuoja nemetalines savybes. Pobūdis, vandenilis randamas trijų izotopų, eismo, deuterio ir tritio, vandenilio izotopų pavidalu yra labai skirtingi viena nuo kitos fizinės savybės, todėl jie net priskiriami individualūs simboliai.

Jei neprisimenate ar nežinote, kokie izotopai yra, dirbti su elektroninių švietimo išteklių medžiagomis "Izotopai kaip vieno cheminio elemento atomų įvairovė". Jame sužinosite, kas skiriasi nuo vienos kitos elemento izotopų, o tai lemia kelių izotopų buvimą viename elemente, taip pat susipažinti su kelių elementų izotopais.

Taigi galimas deguonies oksidacijos laipsnis yra ribotas iki -2 iki +2 verčių. Jei deguonis užima du elektronus (tampa anijonu) arba sudaro dvi kovalentines obligacijas su mažiau elektroninių elementų, jis patenka į oksidacijos laipsnį -2 laipsnį. Jei deguonis sudaro vieną ryšį su kitu deguonies atomu, o antrasis - su atomu atomu, kuris yra oksidacijos laipsnis -1. Atvykimas į dvi kovalentines ryšius su fluoru (vienintelis elementas, turintis didesnį elektroninio reguliavimo vertę), deguonis patenka į oksidacijos laipsnį +2. Formuojant vieną ryšį su kitu deguonies atomu, o antrasis - su fluoro atomu - +1. Galiausiai, jei deguonies sudaro vieną ryšį su mažiau elektroniniu atomu, o antrasis - su fluoru, jis bus oksidacijos laipsnio 0.

Vandenilio ir deguonies fizinės savybės, deguonies alotropija

Vandenilis - bespalviai dujos be skonio ir kvapo. Labai lengvas (14,5 karto lengvesnis už orą). Vandenilio skystinimo temperatūra - -252,8 ° C yra beveik mažiausia tarp visų dujų (prastesnė tik su helio). Skystis ir kietas vandenilis - labai lengvos bespalvės medžiagos.

Deguonis - bespalviai dujos be skonio ir kvapo, šiek tiek sunkiau oras. Nuo -182,9 ° C temperatūroje jis virsta dideliu mėlynos spalvos skysčiu, ne -218 ° C kietu iki mėlynų kristalų susidarymo. Deguonies molekulės yra paramagnetinis, tai yra, deguonies traukia magnetas. Deguonis yra prastai tirpsta vandenyje.

Skirtingai nuo vandenilio, sudarančios tik vieno tipo molekulę, deguonies eksponuojant dengimą ir sudaro dviejų tipų molekules, ty deguonies elementas sudaro dvi paprastas medžiagas: deguonį ir ozoną.

Cheminės savybės ir paprastų medžiagų gavimas

Vandenilis.

Bendravimas vandenilio molekulėje yra vienišas, tačiau jis yra viena iš labiausiai patvarių vienišų obligacijų pobūdžio, todėl būtina išleisti daug energijos, kad būtų galima ją nutraukti, dėl šios priežasties, vandenilis yra labai mažas, o ne kambario temperatūroje, Bet kai temperatūra pakelta (arba katalizatoriaus akivaizdoje), vandenilis lengvai sąveikauja su daugeliu paprastų ir sudėtingų medžiagų.

Vandenilis iš cheminio požiūrio yra tipiškas ne metalolis. Tai yra, ji gali bendrauti su aktyviais metalais su hidridų susidarymu, kuriame jis rodo oksidacijos laipsnį -1. Su kai kuriais metalais (ličio, kalcio), sąveika vyksta net kambario temperatūroje, o lėtai, todėl hidridų sintezės metu naudojamas šildymas:

Hidridų formavimas tiesiogine paprastų medžiagų sąveika gali būti tik aktyviems metalams. Aliuminis nesulaiko vandenilio tiesiogiai, jo hidridas gaunamas valiutos reakcijose.

Su neetalais, vandenilis taip pat reaguoja tik kai šildomas. Išimtys yra chloro halogenas ir bromas, reakcija su kuria gali būti sukelta šviesa:

Fluorinio atsakas taip pat nereikalauja šildymo, jis yra sprogimas net ir stipriu aušinimu ir absoliučiu tamsoje.

Reakcija su deguonimi eina per platų grandinės mechanizmą, todėl reakcijos greitis sparčiai didėja ir deguonies mišinyje su vandeniliu ir santykiu yra 1: 2 santykis, reakcijos pajamos su sprogimu (toks mišinys vadinamas "harmonijos dujomis" ):

Reakcija su pilka gauna daug ramiau, beveik be šilumos išleidimo:

Reakcijos su azotu ir jodu:

Ši aplinkybė labai sunku gauti amoniako pramonėje: procesui reikia naudoti padidėjęs spaudimas Sumaišyti pusiausvyrą į amoniako formą. Jodo vandenilis negauna tiesioginės sintezės, nes yra šiek tiek daug patogesnių jo sintezės būdų.

Su mažai aktyvių nemetalų (), vandenilis tiesiogiai tiesiogiai reaguoja, nors jo junginiai yra žinomi.

Reakcijos su sudėtinėmis medžiagomis, vandenilio aktai daugeliu atvejų yra mažinantis agentas. Sprendimai, vandenilis gali atkurti žemo lygio metalus (įsikūrusi po vandenilio iš eilės stresai) iš jų druskų:

Kai šildymas, vandenilis gali atkurti daug metalų nuo jų oksidų. Tuo pačiu metu, tuo aktyvesnis metalas, tuo sunkiau jį atkurti ir tuo didesnė už tai jums reikia temperatūros:

Metalai yra aktyvesni už cinką, beveik neįmanoma atkurti vandenilio.

Vandenilio laboratorijoje gaunamas metalų sąveika su stiprios rūgštys. Dažniausiai cinkas ir druskos rūgštis naudojama:

Tai yra mažiau dažniausiai naudojamas vandens elektrolizė, esant stipriems elektrolitų:

Pramonėje vandenilis gaunamas kaip šalutinis natrio chlorido elektrolizės natrio chlorido tirpalo elektrolizė:

Be to, vandenilis gaunamas rafinuojant alyvą.

Vandenilio gavimas su vandens fotoliziu - vienas iš perspektyviausių būdų ateityje, tačiau šiuo metu pramonės taikymas Šis metodas yra prognozuojamas.

Dirbti su elektroninių švietimo išteklių medžiagomis Laboratoriniai darbai "Vandenilio" ir laboratorinių darbų "gavimas ir savybės" vandenilio atkūrimo savybės ". Naršykite KIPP ir Kiryushkino aparato aparato principą. Pagalvokite, kokiais atvejais patogiau naudoti Kipro aparatais ir tuo, ką - Kiryushkin. Kokias savybes eksponuoja vandenilio reakcijose?

Deguonis.

Bendravimas deguonies molekulėje yra dvigubai ir labai patvarus. Todėl deguonis yra gana mažai efektyvi kambario temperatūroje. Šildant, jis pradeda parodyti stiprias oksidacines savybes.

Deguonis be šildymo reaguoja su aktyviais metalais (šarminė, šarminė žemė ir kai kurie lantanoidai):

Kai šildomas, deguonis sąveikauja su dauguma metalų formuoti oksidus:

Sidabras ir mažiau aktyvūs metalai nėra oksiduoti deguonimi.

Deguonis taip pat reaguoja su dauguma ne metalų su oksido formavimu:

Sąveika su azotu atsiranda tik labai aukštoje temperatūroje, apie 2000 ° C.

Su chloro, bromo ir jodo deguonies nereaguoja, nors daugelis jų oksidų gali būti gaunami netiesiogiai.

Deguonies su fluoru sąveika gali būti atliekami perduodant elektros išleidimą per dujų mišinį:

Deguonies fluoridas (ii) yra nestabilus junginys, lengvai skaidantis ir yra labai stiprus oksidatorius.

Sprendimai, deguonis yra stiprus, nors ir lėtas, oksiduojantis agentas. Paprastai deguonis prisideda prie metalų perėjimo iki didesnių oksidacijos laipsnių:

Deguonies buvimas dažnai leidžia ištirpti metalus rūgštys, esančios iš karto už vandenilio iš eilės pastaruosius:

Kai šildomas deguonis gali oksiduoti mažesnius metalinius oksidus:

Deguonis pramonėje negaunamas cheminių metodų, jis gaunamas iš oro distiliavimo.

Laboratorija naudoja reakcijas skilimo deguonies turinčių junginių - nitratų, chloratų, permanganatų, kai šildomas:

Taip pat galite gauti deguonį, kai katalizinio skilimo vandenilio peroksido:

Be to, vandens elektrolizės mažinimas gali būti naudojamas deguoniui gauti.

Dirbkite su elektroninio ugdymo išteklių laboratorijos darbu "deguonies ir jo savybės".

Koks yra laboratorijos darbuose naudojamų deguonies kolekcijos pavadinimas? Kokie yra kitų būdų rinkti dujas ir kurie iš jų yra tinkami deguonies kolekcijai?

Užduotis 1. Pažvelkite į vaizdo įrašą "Kalio permanganato skilimas, kai šildomas".

Atsakyti į klausimus:

1. Kuris iš kietųjų reakcijos produktų yra tirpus vandenyje?
2. Kokia spalva turi kalio permanganato tirpalą?
3. Kokia spalva yra kalio manganato tirpalas?

Parašykite įvykių reakcijų lygtis. Lygūs jiems naudojant elektroninio balanso metodą.

Aptarkite užduotį su mokytoju į vaizdo įrašų biure arba jo.

Ozonas.

Ozono molekulė yra trekhamatoma ir jungtis yra mažiau patvarus nei deguonies molekulėje, kuri veda į didesnį ozono cheminį aktyvumą: ozonas lengvai oksiduoja daugybę medžiagų tirpaluose arba sausoje be šildymo:

Ozonas sugeba lengvai oksiduoti azoto oksido (IV) iki azoto oksido (V) ir sieros oksido (IV) iki sieros oksido (VI) be katalizatoriaus:

Ozonas palaipsniui suskaidomas su deguonies susidarymu:

Specialūs įrenginiai naudojami norint gauti ozoną - ozonizatorių, kuriuose švytėjimo iškrovimas perduodamas per deguonį.

Laboratorijoje, perokso junginių skilimo reakcijos ir kai kurie didžiausi oksidai kartais naudojami norint gauti nedidelius ozono kiekius.

Darbas su elektroninio ugdymo išteklių medžiagomis laboratoriniu darbu "Ozono stebėjimas ir jo savybių tyrimas".

Paaiškinkite, kodėl indigo tirpalas yra spalvos. Parašykite reakcijų lygtis, atsirandančias, kai sumaišykite švino nitrato ir natrio sulfido tirpalus ir einant per gautą pakabinamą ozonizuotą orą. Už jonų mainų reakciją, sudaro iON lygtys. Dėl redokso reakcijos padaryti elektroninį balansą.

Aptarkite užduotį su mokytoju į vaizdo įrašų biure arba jo.

Vandens cheminės savybės

Geriau supažindinti su fizinės savybės Vanduo ir jo reikšmė Darbas su elektroninių švietimo išteklių medžiagomis "Anomalios vandens savybės" ir "vanduo yra svarbiausias skystis žemėje".

Vanduo yra didžiulė svarbą bet kokiems gyviems organizmams - iš tikrųjų daug gyvų organizmų susideda iš vandens daugiau nei pusę. Vanduo yra vienas iš universaliausių tirpiklių (esant aukštai temperatūrai ir jos galimybių slėgiui kaip tirpiklio žymiai). Cheminiu požiūriu vanduo yra vandenilio oksidas, o vandeninio tirpalo jis suskirsto (nors ir labai maža) vandenilio katijonais ir hidroksido anijomis:

Vanduo sąveikauja su daugeliu metalų. Su aktyviu (šarminiu, šarminiu žeme ir kai kuriais lantanoidais), vanduo reaguoja be šildymo:

Su mažiau aktyvia sąveika atsiranda kaitinant.

10.1. Chirurgija

Pavadinimas "Vandenilis" reiškia cheminį elementą ir paprastą klausimą. Elementas vandenilis susideda iš vandenilio atomų. Paprasta medžiaga vandenilissusideda iš vandenilio molekulių.

a) cheminis elementas vandenilis

Natūrali elementų eilė, vandenilio seka - 1. Elementų sistemoje vandenilis yra pirmuoju laikotarpiu IA arba VIIIa grupėje.

Yra trys vandenilio izotop:
a) Lengvas vandenilis - detalės,
b) sunkusis vandenilis - deuterio. D),
c) super sunkusis vandenilis - tritiumas (T).

b) Vandenilio atomas

Nuo ankstesnių chemijos kursų sekcijų jau žinote šias vandenilio atomo charakteristikas:

28 lentelė.Vandenilio atomo valentiškumas

Valenny State.		Cheminių medžiagų pavyzdžiai.
	I. 0 -.	HCl, H 2 O, H 2 S, NH3, CH4, C2H 6, NH 4 Cl, H 2 SO 4, NAHCO 3, KOH H 2. B 2 H 6, SIH 4, GEH 4
		Nah, kh, cah 2, bah 2

c) Vandenilio molekulė

d) vandenilis (medžiaga)

Zn + H 2 SO 4 \u003d Znso 4 + H 2.

Pramonės dideliais kiekiais, vandenilis gaunamas iš gamtinių dujų (daugiausia metano), kai jis sąveikauja su vandens garais 800 ° C temperatūroje, esant nikelio katalizatoriui:

CH4 + 2H 2 O \u003d 4H 2 + CO 2 ( t., Ni)

arba yra gydomi aukštoje temperatūroje su vandens garų anglimi:

2H 2 O + C \u003d 2H 2 + CO 2. (\\ T t.)

Grynas vandenilis yra gaunamas iš vandens, suskaidydamas jį su elektros smūgiu (atskleidžiant elektrolizę):

2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 (elektrolizė).

d) vandenilio junginiai

Lih.
Nah.	MGH 2.
Kh.	CAH 2.
Rbh.	SRH 2.
CSH.	Bah 2.

N 2 + 3H 2 2NH 3 ( R., t., PT - katalizatorius).

H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl.

Kartais vandenilis naudojamas metalurgijoje kaip mažinantis agentas, kai gaunami gryni metalai, pavyzdžiui: FE 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2FE + 3H 2 O.

1. Kokios dalelės susideda iš branduolio a) atstumas, b) deuteris, c) tritiumas?
2. Sukurkite vandenilio atomo jonizacijos energiją su kitų elementų atomų jonizacijos energija. Kuriam elementui ši charakteristika yra arčiausiai?
3. Padarykite tą patį elektronų afiniteto energijai
4. Sukurkite kovalentinio ryšio poliarizacijos kryptį ir vandenilio oksidacijos laipsnį junginiuose: a) BEH 2, CH4, NH3, H 2 O, HF; B) CH 4, SIH 4, GEH 4.
5. Parašykite paprasčiausią, molekulinę, struktūrinę ir erdvinę vandenilio formulę. Kuris dažniausiai naudojamas?
6.Chistant: "Vandenilis yra lengviau nei oras". Ką reiškia tai? Kokiais atvejais ši išraiška gali būti suprantama pažodžiui, ir kas tai?
7.Sign struktūrines kalio ir kalcio hidridų struktūrines formules, taip pat amoniako, vandenilio sulfidas ir bromomodorodas.
8.Zkaya moliniai šiluma lydymosi ir garinimo vandenilio, nustatyti atitinkamų konkrečių verčių vertes.
9. Kiekvienai iš keturių reakcijų, iliustruojančių pagrindines chemines vandenilio savybes, atlieka elektroninį balansą. Pažymėkite oksidatorius ir redukcinius agentus.
10. Naudokite cinko masę, reikalingą naudoti 4,48 l vandenilį su laboratoriniu metodu.
11. Vandenilio masė ir tūris, kurį galima gauti nuo 30 m 3 metano ir vandenų mišinių, kurių buvo imtasi 1: 2 tūrio santykiu, išeinant 80%.
12.Sign lygtis reakcijų, kurios atsiranda vandenilio a) su fluoro, b) su pilka.
13. Toliau pateiktos reakcijos schemos iliustruoja pagrindines chemines savybes jonų hidridai:

10.2 Deguonis

a) cheminis elementas deguonis

Natūrali elementų eilėje deguonies seka - 8. Elementų deguonies sistemoje antrajame laikotarpyje yra per grupę.
Deguonis yra labiausiai paplitęs elementas žemėje. Žemės plutoje, kiekvienas antrasis atomas yra deguonies atomas, tai yra, dengimo molinė dalis atmosferoje, hidrosfera ir lithosfersell yra apie 50%. Deguonis (medžiaga) yra neatskiriama oro dalis. Deguonies tūrio dalis į orą -21%. Deguonis (elementas) yra įtrauktas į vandens, daug mineralų, taip pat augalų ir gyvūnų sudėtį. Žmogaus kūnas yra vidutiniškai 43 kg deguonies.
Natūralus deguonis susideda iš trijų izotopų (16 O, 17 O ir 18 o), iš kurių lengviausia ISOTOPE 16 O yra dažniausiai pasitaikanti. Todėl atominė deguonies masė yra beveik 16 dienų (15,999 nn).

b) deguonies atomas

Jūs žinote šias deguonies atomo charakteristikas.

29 lentelė. Valstijos deguonies atomas

Valenny State.		Cheminių medžiagų pavyzdžiai.
		AL 2 O 3, FE 2 O 3, CR2 O 3 *

	-. -. 0 + I. + II.	H 2 o, SO 2, SO 3, CO2, SIO 2, H 2 SO 4, HNO 2, HCLO 4, COCL 2, H 2 O 2 O 2 ** O 2 f 2 2.
		Naoh, koh, ca (oh) 2, ba (oh) 2 Na 2 o 2, k 2 o 2, cao 2, bao 2
		Li 2 O, Na 2 O, MgO, Cao, Bao, Feo, La 2 O 3

c) deguonies molekulė

d) deguonis (medžiaga)

Dažniausiai atsiranda įvairūs oksidai (žr. Ch. II § 5), tačiau aktyvūs šarminiai metalai, pavyzdžiui, natrio, deginimas, virsta peroksidais:

2na + o 2 \u003d na 2 o 2.

Struktūrinė formulė gauto natrio peroksido (NA) 2 (O-O).
Švytintis, dedamas į deguonį, mirksi. Tai yra patogus ir paprastas būdas aptikti gryną deguonį.
Pramonėje deguonis gaunamas iš oro per ištaisymą (sudėtingą distiliavimą) ir laboratorijoje - kai kurių deguonies turinčių junginių terminio skilimo, pavyzdžiui:
2kmno 4 \u003d K 2 MNO 4 + MNO 2 + O 2 (200 ° C);
2kclo 3 \u003d 2kcl + 3o 2 (150 ° C, MNO 2 - katalizatorius);
2Kno 3 \u003d 2NO 2 + 3O 2 (400 ° С)
ir, be to, katalizinio skilimo vandenilio peroksido kambario temperatūroje: 2H 2 o 2 \u003d 2H 2 O + O 2 (MNO 2 katalizatorius).
Pure deguonis naudojamas pramonėje intensyvinti tuos procesus, kuriuose vyksta oksidacija, ir sukurti aukštos temperatūros liepsną. Raketų technologijoje skystas deguonis naudojamas kaip oksiduojantis agentas.
Deguonis yra labai svarbus išlaikant gyvybiškai svarbų augalų, gyvūnų ir žmonių aktyvumą. Esant normalioms sąlygoms, asmuo yra pakankamas oro deguonies kvėpavimui. Tačiau sąlygomis, kai oras nepakanka, arba paprastai nėra (lėktuvuose, nardymo darbuose, kosminiuose laivuose ir tt), kvėpuojant, parengiami specialūs dujų mišiniai, kurių sudėtyje yra deguonies. Taikykite deguonį ir mediciną ligų sukeliančiais sunkumais.

e) ozonas ir jo molekulės

Ozonas O 3 yra antrasis deguonies modifikavimas.
Trochatominė ozono molekulė turi kampinių konstrukciją, vidutiniškai tarp dviejų struktūrų, kurias rodoma šiomis formulėmis:

3O 2 \u003d 2O 3 ().

Vanduo yra labiausiai paplitusi medžiaga žemės plutoje. Žemės vandens masė yra 10 18 tonų. Vanduo - mūsų planetos hidosferos pagrindas, be to, jis yra atmosferoje, ledo pavidalu yra žemių ir aukštų kalnų ledynų poliarinių skrybėlės, taip pat įvairių uolų dalis. Žmogaus kūno masės dalis žmogaus kūno yra apie 70%.
Vanduo yra vienintelė medžiaga, turinti savo vieninteles vardus visose trijose bendrose būsimose.

Dėl elektros dipolio poliškumo charakteristikų, fizinės vertės " elektros dipolio elektrinis momentas "arba tiesiog " dipolio momentas ".

Chemijoje dipolio momentas matuojamas debabuose: 1 D \u003d 3.34. 10 -30 Cl. M.

(H 2 o) \u003d ,

kur q. 1 I. q. 2 - daliniai mokesčiai (+) ant vandenilio atomų ir tarpatominių atstumų O - H molekulėje. Kaip q. 1 = q. 2 = q., ir tada

Eksperimentiškai apibrėžtos dipolio akimirkos vandens molekulių ir kai kurios kitos molekulės yra parodyta lentelėje.

30 lentelė.Kai kurių poliarinių molekulių dipolio akimirkos

Molekulė. \\ T	Molekulė. \\ T	Molekulė. \\ T

31 lentelė.Kai kurios fizinės vandens savybės

10.4. Vandenilio ryšiai. \\ T

Kaip jau žinote, dėl esminio skirtumo vandenilio ir deguonies (2,10 ir 3,50) prie vandenilio atomo vandens molekulės, yra didelis teigiamas dalinis mokestis įvyksta ( q. h \u003d 0,33. e.) ir deguonies atomu - dar didesnis neigiamas dalinis mokestis ( q. H \u003d -0.66. e.). Prisiminkite, kad deguonies atomas turi dvi beprasmiškas elektronų poras sp. 3-hibridinis UAB. Vienos vandens molekulės vandenilio atomas pritraukiamas į deguonies atomą kitos molekulės, ir, be to, pusiau tuščias 1s-ao iš vandenilio atomo iš dalies pagreitina deguonies atomo elektronų. Dėl šių sąveikos tarp molekulių, yra specialios rūšies tarpinis ryšys agentas.
Vandens atveju vandenilio obligacijų formavimas gali būti schematiškai atstovaujama taip:

Paskutinėje struktūrinėje formulėje, trys taškai (brūkšninis brūkšninis kodas, ne elektronai!) Rodoma vandenilio jungtis.

Skystos fluoro kraujyje, jo molekulės yra saistomi vandenilio jungtys gana ilgomis grandinėse, o trimatis tinklai yra suformuoti skystyje ir tvirtos amoniako.
Stiprumo vandenilio jungtis yra tarpinė tarp cheminės jungties ir likusių tarpinis ryšių. Vandenilio jungties molinė energija paprastai yra nuo 5 iki 50 kJ / mol.
Kietojo vandens (t.y., ledo kristalai), visi vandenilio atomai yra saistomi vandenilio jungtys su deguonies atomais, su kiekviena deguonies atomo sudaro dvi vandenilio jungtis (naudojant tiek gyvybingų porų elektronų). Tokia struktūra daro ledą daugiau "palaidi", lyginant su skystu vandeniu, kur yra pažeistos vandenilio obligacijos dalis, o molekulės gali būti šiek tiek tankesnės "supakuoti". Ši ledo struktūros bruožas paaiškina, kodėl, skirtingai nuo daugelio kitų medžiagų, vanduo kietoje būsenoje turi mažesnį tankį nei skystyje. Didžiausias vandens tankis siekia 4 ° C temperatūroje šios temperatūros yra gana daug vandenilio obligacijų, o šiluminė plėtra nėra labai paveikta tankiu.
Vandenilio obligacijos yra labai svarbios mūsų gyvenime. Įsivaizduokite už minutę, kad vandenilio obligacijos nustojo formuotis. Štai keletas pasekmių:

vanduo kambario temperatūroje būtų dujinis, nes jo virimo temperatūra sumažėtų iki maždaug -80 ° C;
visi rezervuarai būtų suvynioti iš apačios, nes ledo tankis būtų daugiau skysto vandens tankio;
nustos egzistuoti dvigubai DNR Helix ir daug daugiau.

Pateikiami pavyzdžiai yra pakankamai suprasti, kad šiuo atveju mūsų planetos gamta taptų visiškai kitokia.

Vandenilio jungtis, jo formavimo sąlygos.
Etilo alkoholio formulė CH 3-CH2 -O-N formulė. Tarp kokių skirtingų šios medžiagos molekulių atomų susidaro vandenilio obligacijos? Padaryti struktūrines formules, iliustruojančias jų formavimąsi.
2. Žemės ūkio produktai egzistuoja ne tik atskirose medžiagose, bet ir sprendimuose. Rodyti su struktūrinių formulių pagalba, kaip vandenilio jungtys susidaro vandeniniu tirpalu a) amoniako, b) fluorido vandenilis, c) etanolis (etilo alkoholis). \u003d 2n 2 O.
Abi šios reakcijos nuolat ir vienodomis lygiu važiuokite vandeniu, yra pusiausvyra vandenyje: 2n 2 AN 3 O +.
Ši pusiausvyra vadinama pusiausvyros automatiškaivanduo.

Tačiau dėl to, kad vandens molekulių skaičius reagavo, palyginti su bendru vandens molekulių skaičiumi, galima daryti prielaidą, kad vandens koncentracija autoprotolizės metu praktiškai nepasikeičia, ir 2 \u003d tokia maža įvairių įkrautų jonų koncentracija švariame vandenyje paaiškina, kodėl šis skystis, nors ir blogai, bet vis dar atlieka elektros srovę.

1. Vandenilio paruošimas ir jo deginimas (reabilitacijos savybės).
2. Deguonies paruošimas ir medžiagų deginimas jame (oksidacinės savybės).

Mūsų kasdienybė Yra dalykų, kurie yra tokie dažni, kad beveik kiekvienas žmogus apie juos žino. Pavyzdžiui, visi žino, kad vanduo yra skystas, jis yra lengvai pasiekiamas ir nesudaro, todėl jis gali gesinti ugnį. Bet jūs kada nors susimąstėte, kodėl taip yra?

Vaizdo šaltinis: Pixabay.com

Vanduo susideda iš vandenilio ir deguonies atomų. Abu šie elementai palaiko degimą. Taigi, remiantis bendrąja logika (ne mokslo), tai reiškia, kad vanduo taip pat turėtų sudeginti, tiesa? Nepaisant to, tai neįvyksta.

Kada deginimas?

Degimas yra cheminis procesas, kuriame derinami molekulės ir atomai, išleidžiama šilumos ir šviesos forma. Taigi, kad kažką deginti jums reikės dviejų dalykų - degalų šaltinis (pavyzdžiui, popieriaus lapas, medienos gabalas ir tt) ir oksidatorių (deguonies, esančios žemės atmosferoje yra pagrindinis oksiduojantis agentas ). Mums taip pat reikia šilumos, reikalingo uždegimo temperatūrai pasiekti, kad būtų pradėtas degimo procesas.

Vaizdo šaltinis AUCLIP.RU.

Pavyzdžiui, apsvarstykite popieriaus deginimo procesą naudojant rungtynes. Tokiu atveju popierius bus kuras, dujos, ore esantis deguonis veiks kaip oksidatorius, o uždegimo temperatūra bus pasiekta per deginimo rungtynes.

Vandens cheminės sudėties struktūra

Vaizdo šaltinis: Water-service.com.ua

Vanduo susideda iš dviejų vandenilio atomų ir vieno deguonies atomo. Jos cheminė formulė H2O. Dabar įdomu pažymėti, kad du vandens komponentai yra tikrai lengvai degios medžiagos.

Kodėl vandenilis yra degi medžiaga?

Vandenilio atomai turi tik vieną elektroną ir todėl lengvai sujungia su kitais elementais. Kaip taisyklė, pobūdžio, vandenilis atsiranda dujų pavidalu, kurių molekulės susideda iš dviejų atomų. Ši dujos yra labai reaktyvinės ir greitai oksiduojamos esant oksidantui, todėl jis yra degus.

Vaizdo šaltinis: MYSHARED.RU

Vandenilio degimo metu skiriamas didelis energijos kiekis, todėl jis dažnai naudojamas suskystintomis formomis, kad būtų paleistas erdvėlaivis į kosmosą.

Deguonis palaiko deginimą

Kaip minėta anksčiau, bet kokiam degimui reikalingas oksiduojantis agentas. Yra daug cheminių oksidantų, tarp jų deguonies, ozono, vandenilio peroksido, fluoro ir kt. Kaip pagrindinis oksidantas, kuris viršija yra žemės atmosferoje yra deguonis. Paprastai tai yra pagrindinis oksidantas daugelyje gaisrų. Štai kodėl yra nuolatinis deguonies srautas, kad išlaikytų ugnį.

Vandens pjovimo ugnis

Vanduo gali gesinti ugnį dėl daugelio priežasčių, iš kurių vienas yra tas, kad jis yra nedegus skystis, nepaisant to, kad jis susideda iš dviejų elementų, kurie gali atskirai sukurti ugnies kraujospūdį.

Vanduo yra labiausiai paplitusios gesinimo priemonės. Vaizdo šaltinis: Pixabay.com

Kaip jau minėjome anksčiau, vandenilis yra lengvai flamuotu, viskas, ką tai reikalinga šiam oksidatoriui ir uždegimo temperatūrai, kad pradėtumėte reakciją. Kadangi deguonis yra labiausiai paplitęs oksiduojantis agentas žemėje, jis greitai derinamas su vandenilio atomais su žymiu dideliu kiekiu šviesos ir šilumos, o vandens molekulės yra suformuota. Taip atsitinka:

Atkreipkite dėmesį, kad vandenilio mišinys, turintis nedidelį deguonies arba oro kiekį, yra sprogi ir vadinama žiurkių dujomis, jis labai greitai nudegina garsiai medvilnę, kuri yra suvokiama kaip sprogimas. Hindenburg Airship katastrofa 1937 m. New Jersey, dešimtys gyvenimų buvo imtasi dėl vandenilio uždegimo, kuris buvo užpildytas iš oro esančios membranos. Lengvas vandenilio degumas ir jo sprogimas kartu su deguonimi yra pagrindinė priežastis, dėl kurios mes negauname vandens laboratorijose.