Site bölümleri
Editörün Seçimi:
- Ay kaybolursa ne olur
- Buzun moleküler yapısı
- Şuşa nehri üzerindeki Shushenskoye köyü Shushenskoye köyü
- Yeni Yıl hangi çanların ritmiyle geliyor?
- Cüce Yıldızlar Cüce Yıldız Cevheri
- Dünyada herhangi bir devlete ait olmayan bir yer var mı?
- Simon Bolivar: "Ulusal Kurtarıcı Bolivar'ın faaliyetinin başlamasıyla ilgili ilginç
- Görünür ufuk ve menzili
- Peter I'in Ölümü. Tarih ve nedenleri. Açık tarih soruları: Peter neden öldüm? Peter'ı ne incitti 1
- Yaz ve kış saati: saati kim ve neden değiştirdi?
reklam
Hidrojenin kimyasal özellikleri ve uygulaması. Hidrojen (H) ve kimyasal reaksiyonları. Elde etme ve izole etme yöntemleri |
Dünyadaki en bol kimyasal element ise, hidrojen tüm evrendeki en bol elementtir. Bizim (ve diğer yıldızların) yaklaşık yarısı hidrojendir ve yıldızlararası gaza gelince, %90 hidrojen atomudur. Bu kimyasal element de Dünya'da önemli bir yer kaplar, çünkü oksijenle birlikte suyun bir parçasıdır ve "hidrojen" adı iki eski Yunanca kelimeden gelir: "su" ve "doğururum". Suya ek olarak, çoğu organik madde ve hücrede hidrojen bulunur; onsuz ve oksijensiz Yaşam düşünülemezdi. Hidrojenin keşfinin tarihiBilim adamları arasında hidrojeni ilk fark eden, Orta Çağ'ın büyük simyacısı ve doktoru Theophrastus Paracelsus'du. Simya deneylerinde, "filozof taşını" asitlerle karıştırarak bulma umuduyla Paracelsus, daha önce bilinmeyen bazı yanıcı gazlar aldı. Doğru, bu gazı havadan ayırmak mümkün değildi. Paracelsus'tan sadece bir buçuk yüzyıl sonra Fransız kimyager Lemery hidrojeni havadan ayırmayı ve onun yanıcılığını kanıtlamayı başardı. Doğru, Lemery aldığı gazın saf hidrojen olduğunu anlamadı. Aynı zamanda, Rus bilim adamı Lomonosov da benzer kimyasal deneylerle uğraştı, ancak hidrojen araştırmasında gerçek bir atılım, haklı olarak hidrojenin keşfedicisi olarak kabul edilen İngiliz kimyager Henry Cavendish tarafından yapıldı. 1766'da Cavendish, "yanıcı hava" olarak adlandırdığı saf hidrojeni elde etmeyi başardı. 20 yıl sonra, yetenekli Fransız kimyager Antoine Lavoisier, suyu sentezleyebildi ve ondan bu çok "yanıcı hava" - hidrojeni çıkardı. Ve bu arada, hidrojenin adını öneren Lavoisier'di - "Hidrojenyum", yani "hidrojen". Antoine Lavoisier, hidrojen sentezi de dahil olmak üzere kimyasal deneyler yapmasına yardımcı olan eşiyle birlikte. Konumun kalbinde kimyasal elementler Mendeleev'in periyodik sisteminde, hidrojenin atom ağırlığına göre hesaplanan atom ağırlıkları yatar. Başka bir deyişle, hidrojen ve atom ağırlığı, büyük kimyagerin sistemini oluşturduğu dayanak noktası olan periyodik tablonun temel taşıdır. Bu nedenle, hidrojenin periyodik tabloda onurlu bir ilk sırada yer alması şaşırtıcı değildir. Ek olarak, hidrojen aşağıdaki özelliklere sahiptir:
Hidrojen bir gazdır, molekülü iki atomdan oluşur. Bir hidrojen molekülü böyle görünür. Bu tür iki atomlu moleküllerden oluşan moleküler hidrojen, yanan bir kibrit ortaya çıktığında patlar. Hidrojen molekülü patladığında, helyum çekirdeğine dönüşen atomlara ayrılır. Bu, Güneş'te ve diğer yıldızlarda tam olarak olan şeydir - hidrojen moleküllerinin sürekli çürümesi nedeniyle, armatürümüz ısısıyla bizi yakar ve ısıtır. Hidrojenin fiziksel özellikleriHidrojen aşağıdaki fiziksel özelliklere sahiptir:
Hidrojenin kimyasal özellikleriÇünkü hidrojen olabilir farklı durumlar ve oksitleyici ve indirgeyici bir ajandır, reaksiyonları ve sentezleri gerçekleştirmek için kullanılır. Hidrojenin oksitleyici özellikleri, aktif (genellikle alkali ve toprak alkali) metallerle etkileşime girer, bu etkileşimlerin sonucu, hidritlerin - tuz benzeri bileşiklerin oluşumudur. Bununla birlikte, hidrojenin aktif olmayan metallerle reaksiyonlarında hidritler de oluşur. Hidrojenin indirgeme özellikleri, metalleri oksitlerinden basit maddelere indirgeme yeteneğine sahiptir, buna endüstride hidrotermi denir. Hidrojen nasıl elde edilir?Hidrojen üretiminin endüstriyel araçları arasında şunlar bulunur:
Laboratuvarda hidrojen elde edilebilir:
Hidrojen uygulamasıHidrojen havadan 14 kat daha hafif olduğu için eski günlerde balonlar ve hava gemileri ile dolduruldu. Ancak hava gemilerinde meydana gelen bir dizi felaketten sonra, tasarımcılar hidrojenin yerini alacak bir şey aramak zorunda kaldılar (hatırlayın, saf hidrojen patlayıcı bir maddedir ve en ufak bir kıvılcım patlamaya neden olmak için yeterlidir). 1937'de Hindenburg zeplin patlaması, patlamanın nedeni, bu büyük zeplin üzerinde uçtuğu hidrojenin (kısa devre nedeniyle) tutuşmasıydı. Bu nedenle, bunun için uçak hidrojen yerine havadan da hafif olan helyumu kullanmaya başladılar, helyum elde etmek daha zahmetli ama hidrojen kadar patlayıcı değil. Hidrojen ayrıca arıtmak için kullanılır. Çeşitli türler yakıtlar, özellikle petrol ve petrol ürünlerine dayalı. hidrojen, videoVe son olarak, makalemizin konusuyla ilgili bir eğitim videosu. Hidrojenin ne olduğuna bir göz atalım. Kimyasal özellikler ve bu ametalin üretimi okulda inorganik kimya dersinde incelenir. yönlendiren bu unsurdur. periyodik sistem Mendeleev ve bu nedenle ayrıntılı bir açıklamayı hak ediyor. Bir elemanın açılması hakkında kısa bilgiHidrojenin fiziksel ve kimyasal özelliklerine geçmeden önce bu önemli elementin nasıl bulunduğunu öğrenelim. On altıncı ve on yedinci yüzyıllarda çalışan kimyagerler, yazılarında asitler aktif metallere maruz kaldığında açığa çıkan yanıcı gazdan defalarca bahsetti. 18. yüzyılın ikinci yarısında G. Cavendish bu gazı toplayıp analiz etmeyi başardı ve ona "yanıcı gaz" adını verdi. O zamanlar hidrojenin fiziksel ve kimyasal özellikleri çalışılmamıştı. Sadece on sekizinci yüzyılın sonunda, A. Lavoisier, bu gazın suyu analiz ederek elde edilebileceğini analiz ederek kurmayı başardı. Kısa bir süre sonra, "su doğurmak" anlamına gelen yeni hidrojen elementini aramaya başladı. Hidrojen, modern Rusça adını M.F. Solovyov'a borçludur. doğada olmakHidrojenin kimyasal özellikleri ancak doğadaki bolluğuna göre analiz edilebilir. Bu element hidro ve litosferde bulunur ve aynı zamanda minerallerin bir parçasıdır: doğal ve ilgili gaz, turba, petrol, kömür, petrol şist. Hidrojenin ne olduğunu bilmeyecek bir yetişkin hayal etmek zor. ayrılmaz parça Su. Ek olarak, bu metal olmayan hayvan organizmalarında nükleik asitler, proteinler, karbonhidratlar ve yağlar şeklinde bulunur. Gezegenimizde, bu element oldukça nadiren serbest halde bulunur, belki de sadece doğal ve volkanik gazda. Plazma biçiminde hidrojen, yıldızların ve Güneş'in kütlesinin yaklaşık yarısını oluşturur ve aynı zamanda yıldızlararası gazın bir parçasıdır. Örneğin, serbest formda olduğu kadar metan, amonyak formunda da bu metal olmayan, kuyruklu yıldızlarda ve hatta bazı gezegenlerde bulunur. Fiziksel özelliklerHidrojenin kimyasal özelliklerini ele almadan önce, normal koşullar altında havadan daha hafif, birkaç izotopik formu olan gaz halinde bir madde olduğunu not edelim. Suda hemen hemen çözünmez ve yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Kütle numarası 1 olan Protium, en hafif şekli olarak kabul edilir. Radyoaktif özelliklere sahip olan trityum, nöronların UV ışınlarına maruz kalmasıyla doğada atmosferik nitrojenden oluşur. Molekül yapısının özellikleriHidrojenin kimyasal özelliklerini, onun karakteristik reaksiyonlarını düşünmek için, yapısının özellikleri üzerinde duralım. Bu iki atomlu molekül, kovalent polar olmayan bir kimyasal bağa sahiptir. Aktif metaller asit çözeltileri ile etkileşime girdiğinde atomik hidrojen oluşumu mümkündür. Ancak bu formda, bu metal olmayan, yalnızca önemsiz bir süre için var olabilir, neredeyse anında moleküler bir formda yeniden birleşir. Kimyasal özelliklerHidrojenin kimyasal özelliklerini düşünün. Bu kimyasal elementin oluşturduğu bileşiklerin çoğunda, onu aktif (alkali) metallere benzer kılan +1 oksidasyon durumu sergiler. Hidrojenin metal olarak karakterize edilen ana kimyasal özellikleri:
Hidrojenin kimyasal özelliklerini karakterize eden reaksiyon denklemi aşağıdadır. Metal olmayan (-1 oksidasyon durumuna sahip) olarak, yalnızca aktif metallerle reaksiyonda etki ederek onlarla karşılık gelen hidritleri oluşturduğuna dikkat çekiyoruz. Normal sıcaklıktaki hidrojen, diğer maddelerle aktif olarak etkileşime girmez, bu nedenle çoğu reaksiyonlar sadece ön ısıtmadan sonra gerçekleştirilir. Mendeleev'in periyodik kimyasal element sistemine başkanlık eden elementin bazı kimyasal etkileşimleri üzerinde daha ayrıntılı olarak duralım. Su oluşumunun reaksiyonuna 285.937 kJ enerji salınımı eşlik eder. Yüksek sıcaklıklarda (550 santigrat dereceden fazla), bu sürece güçlü bir patlama eşlik eder. Gaz halindeki hidrojenin endüstride önemli bir uygulama bulan kimyasal özellikleri arasında metal oksitlerle etkileşimi ilgi çekicidir. Modern endüstride metal oksitlerin işlenmesi katalitik hidrojenasyon yoluyladır, örneğin saf metal, demir tortusundan (karışık demir oksit) izole edilir. Bu yöntem, hurda metalin verimli bir şekilde işlenmesini sağlar. Hidrojenin atmosferik nitrojen ile etkileşimini içeren amonyak sentezi, modern kimya endüstrisinde de talep görmektedir. Bunun şartları arasında kimyasal etkileşim basıncı ve sıcaklığı not edin. ÇözümAktif olmayan hidrojendir kimyasal normal şartlar altında. Sıcaklık arttıkça aktivitesi önemli ölçüde artar. Bu madde organik sentezde talep görmektedir. Örneğin hidrojenasyon yoluyla ketonlar ikincil alkollere indirgenebilir ve aldehitler birincil alkollere dönüştürülebilir. Ek olarak, hidrojenasyon yoluyla, etilen ve asetilen sınıflarının doymamış hidrokarbonları, metan serisinin doymuş bileşiklerine dönüştürülebilir. Hidrojen haklı olarak modern kimyasal üretimde talep edilen basit bir madde olarak kabul edilir. Evrende en bol bulunan element hidrojendir. Yıldızlar konusunda, çekirdek - protonlar - şeklindedir ve termonükleer süreçlerin malzemesidir. Güneş'in kütlesinin neredeyse yarısı da H2 moleküllerinden oluşur. İçeriği yerkabuğu% 0.15'e ulaşır ve petrol, doğal gaz, su bileşiminde atomlar bulunur. Oksijen, azot ve karbon ile birlikte, Dünya'daki tüm canlı organizmaların bir parçası olan organojenik bir elementtir. Makalemizde hidrojenin fiziksel ve kimyasal özelliklerini inceleyeceğiz, endüstrideki ana uygulama alanlarını ve doğadaki önemini belirleyeceğiz. Mendeleev'in periyodik kimyasal element sistemindeki konumuPeriyodik tabloyu açan ilk element hidrojendir. Atom kütlesi 1.0079'dur. İki kararlı (protium ve döteryum) ve bir radyoaktif izotopu (trityum) vardır. Fiziksel özellikler metal olmayanların kimyasal elementler tablosundaki yeri ile belirlenir. Normal koşullar altında hidrojen (formülü H 2'dir) havadan neredeyse 15 kat daha hafif bir gazdır. Bir elementin atomunun yapısı benzersizdir: sadece bir çekirdek ve bir elektrondan oluşur. Bir maddenin molekülü iki atomludur, içindeki parçacıklar kovalent polar olmayan bir bağ kullanılarak bağlanır. Enerji yoğunluğu oldukça yüksektir - 431 kJ. Bu, normal koşullar altında bileşiğin düşük kimyasal aktivitesini açıklar. Hidrojenin elektronik formülü: H:H'dir. Madde ayrıca diğer metal olmayanlar arasında benzerleri olmayan bir takım özelliklere sahiptir. Bunlardan bazılarını ele alalım. Çözünürlük ve termal iletkenlikMetaller ısıyı en iyi iletir, ancak hidrojen onlara termal iletkenlik açısından yaklaşır. Bu fenomenin açıklaması, maddenin hafif moleküllerinin termal hareketinin çok yüksek hızında yatmaktadır, bu nedenle, bir hidrojen atmosferinde, ısıtılmış bir nesne havadakinden 6 kat daha hızlı soğur. Bileşik metallerde iyi çözünür, örneğin yaklaşık 900 hacim hidrojen bir hacim paladyum tarafından emilebilir. Metaller H 2'den girebilir kimyasal reaksiyonlar hidrojenin oksitleyici özelliklerinin ortaya çıktığı . Bu durumda, hidritler oluşur: 2Na + H2 \u003d 2 NaH. Bu reaksiyonda, bir elementin atomları, metal parçacıklardan elektronları alarak birim negatif yüklü anyonlara dönüşür. Bu durumda basit bir H2 maddesi, genellikle bunun için tipik olmayan bir oksitleyici ajandır. İndirgeyici ajan olarak hidrojenMetaller ve hidrojen, yalnızca yüksek ısı iletkenliği ile değil, aynı zamanda atomlarının kimyasal işlemlerde kendi elektronlarından vazgeçme, yani oksitlenme yetenekleriyle birleştirilir. Örneğin, bazik oksitler hidrojen ile reaksiyona girer. Redoks reaksiyonu, saf metalin serbest bırakılması ve su moleküllerinin oluşumu ile sona erer: CuO + H2 \u003d Cu + H20. Isıtma sırasında bir maddenin oksijenle etkileşimi de su moleküllerinin üretilmesine yol açar. İşlem ekzotermiktir ve büyük miktarda termal enerjinin salınması eşlik eder. H2 ve O2 gaz karışımı 2: 1 oranında reaksiyona girerse, ateşlendiğinde patladığı için buna denir: 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O. Su, Dünya'nın hidrosferinin, ikliminin ve hava durumunun oluşumunda önemli bir rol oynar ve oynar. Doğadaki elementlerin dolaşımını sağlar, organizmaların tüm yaşam süreçlerini destekler - gezegenimizin sakinleri. Metal olmayanlarla etkileşimHidrojenin en önemli kimyasal özellikleri, metalik olmayan elementlerle reaksiyonlarıdır. Normal koşullar altında, kimyasal olarak oldukça inerttirler, bu nedenle madde yalnızca tüm metal olmayanlar arasında en aktif olan flor veya klor gibi halojenlerle reaksiyona girebilir. Böylece, bir flor ve hidrojen karışımı karanlıkta veya soğukta ve klor ile - ısıtıldığında veya ışıkta patlar. Reaksiyon ürünleri, sulu çözeltileri florür ve klorür asitleri olarak bilinen hidrojen halojenürler olacaktır. C, 450-500 derecelik bir sıcaklıkta, 30-100 MPa'lık bir basınçta ve bir katalizör varlığında etkileşime girer: N₂ + 3H₂ ⇔ p, t, kat ⇔ 2NH₃. Hidrojenin dikkate alınan kimyasal özellikleri büyük önem endüstri için. Örneğin, değerli bir kimyasal ürün - amonyak alabilirsiniz. Nitrat asit ve azotlu gübrelerin üretimi için ana hammaddedir: üre, amonyum nitrat. organik maddeKarbon ve hidrojen arasında en basit hidrokarbon - metan üretimine yol açar: C + 2H2 = CH4. Madde, doğal maddenin en önemli bileşenidir ve organik sentez endüstrisi için değerli bir yakıt ve hammadde türü olarak kullanılır. Karbon bileşiklerinin kimyasında element, karbonun bir parçasıdır. büyük miktar maddeler: alkanlar, alkenler, karbonhidratlar, alkoller, vb. Birçok reaksiyon bilinmektedir. organik bileşikler H2 molekülleri ile. Toplu olarak hidrojenasyon veya hidrojenasyon olarak bilinirler. Böylece, aldehitler hidrojen ile alkollere, doymamış hidrokarbonlar - alkanlara indirgenebilir. Örneğin, etilen etana dönüştürülür: C2H4 + H2 \u003d C2H6. Önemli pratik değerörneğin sıvı yağların hidrojenasyonu gibi hidrojenin kimyasal özelliklerine sahiptir: ayçiçeği, mısır, kolza tohumu. Gliserin, sabun, stearin, sert margarin üretiminde kullanılan katı yağ - domuz yağı üretimine yol açar. Gelişme için görünüm ve gıda ürününün lezzet özellikleri, süt, hayvansal yağlar, şeker, vitaminler buna eklenir. Yazımızda hidrojenin özelliklerini inceledik ve doğada ve insan yaşamındaki rolünü öğrendik. Basit maddeleri elde etmek için endüstriyel yöntemler, karşılık gelen elementin doğada bulunduğu forma, yani üretimi için hammaddenin ne olabileceğine bağlıdır. Böylece serbest halde bulunan oksijen, sıvı havadan izole edilerek fiziksel olarak elde edilir. Hemen hemen tüm hidrojen bileşikler halindedir, bu nedenle onu elde etmek için kimyasal yöntemler kullanılır. Özellikle, ayrışma reaksiyonları kullanılabilir. Hidrojen üretmenin yollarından biri, suyun elektrik akımı ile ayrışmasının reaksiyonudur. Hidrojen üretmek için ana endüstriyel yöntem, doğal gazın bir parçası olan metan suyu ile reaksiyondur. Yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilir (metan kaynar sudan geçtiğinde bile reaksiyon olmadığını doğrulamak kolaydır): CH 4 + 2H 2 0 \u003d CO2 + 4H 2 - 165 kJ Laboratuarda basit maddeler elde etmek için mutlaka doğal hammaddeler kullanılmaz, ancak gerekli maddeyi izole etmenin daha kolay olduğu ilk maddeler seçilir. Örneğin laboratuvarda havadan oksijen elde edilmez. Aynısı hidrojen üretimi için de geçerlidir. Bazen endüstride kullanılan hidrojen üretimi için laboratuvar yöntemlerinden biri, suyun elektrik akımıyla ayrıştırılmasıdır. Hidrojen genellikle laboratuvarda çinkonun hidroklorik asit ile reaksiyona girmesiyle üretilir. Endüstride1.Elektroliz sulu çözeltiler tuzlar: 2NaCl + 2H20 → H2 + 2NaOH + Cl2 2.Sıcak kok üzerinden su buharı geçirmek yaklaşık 1000°C'de: H 2 O + C ⇄ H 2 + CO 3.Doğal gazdan. Buhar dönüşümü: CH 4 + H 2 O ⇄ CO + 3H 2 (1000 °C) Oksijen katalitik oksidasyonu: 2CH 4 + O 2 ⇄ 2CO + 4H 2 4. Petrol arıtma sürecinde hidrokarbonların çatlaması ve reformu. laboratuvarda1.Seyreltik asitlerin metaller üzerindeki etkisi. Böyle bir reaksiyonu gerçekleştirmek için en sık çinko ve hidroklorik asit kullanılır: Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H2 2.Kalsiyumun su ile etkileşimi: Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2 3.Hidritlerin hidrolizi: NaH + H20 → NaOH + H2 4.Alkalilerin çinko veya alüminyum üzerindeki etkisi: 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2 5.Elektroliz yardımı ile. Alkalilerin veya asitlerin sulu çözeltilerinin elektrolizi sırasında, katotta hidrojen salınır, örneğin: 2H 3 O + + 2e - → H 2 + 2H 2 O
Fiziksel özelliklerGaz halindeki hidrojen iki biçimde (değişiklikler) mevcut olabilir - orto - ve para-hidrojen şeklinde. Ortohidrojen molekülünde (mp −259.10 °C, bp −252.56 °C), nükleer spinler aynı şekilde (paralel), parahidrojende ise (mp −259.32 °C, t bp −252.89 °C) - tersi birbirine (anti-paralel). Hidrojenin allotropik formları, sıvı nitrojen sıcaklığında aktif karbon üzerinde adsorpsiyon ile ayrılabilir. Çok düşük sıcaklıklarda, ortohidrojen ve parahidrojen arasındaki denge neredeyse tamamen ikincisine doğru kaydırılır. 80 K'da en boy oranı yaklaşık 1:1'dir. Desorbe edilmiş parahidrojen, oda sıcaklığında bir denge karışımının oluşumuna kadar ısıtıldıktan sonra ortohidrojene dönüştürülür (orto-para: 75:25). Katalizör olmadan dönüşüm yavaş gerçekleşir, bu da bireysel allotropik formların özelliklerini incelemeyi mümkün kılar. Hidrojen molekülü iki atomludur - H₂. Normal şartlar altında renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Hidrojen en hafif gazdır, yoğunluğu havadan çok daha azdır. Açıkçası, moleküllerin kütlesi ne kadar küçükse, aynı sıcaklıktaki hızları o kadar yüksek olur. En hafifi olan hidrojen molekülleri, diğer gazların moleküllerinden daha hızlı hareket eder ve bu nedenle ısıyı bir vücuttan diğerine daha hızlı aktarabilir. Hidrojenin gaz halindeki maddeler arasında en yüksek termal iletkenliğe sahip olduğunu takip eder. Termal iletkenliği havanınkinden yaklaşık yedi kat daha yüksektir. Kimyasal özelliklerH₂ hidrojen molekülleri oldukça güçlüdür ve hidrojenin reaksiyona girmesi için çok fazla enerji harcanması gerekir: H2 \u003d 2H - 432 kJ Bu nedenle, normal sıcaklıklarda hidrojen yalnızca çok aktif metallerle reaksiyona girer, örneğin kalsiyum, kalsiyum hidrit oluşturan: Ca + H 2 \u003d CaH 2 ve sadece metal olmayan - flor ile, hidrojen florür oluşturan: F 2 + H 2 \u003d 2HF Çoğu metal ve metal olmayanla, hidrojen yüksek sıcaklıklarda reaksiyona girer veya aydınlatma gibi diğer etkiler altında. Bazı oksitlerden oksijeni “alabilir”, örneğin: CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 0 Yazılı denklem indirgeme reaksiyonunu yansıtır. İndirgeme reaksiyonlarına, bileşikten oksijenin alınmasının bir sonucu olarak süreçler denir; Oksijeni uzaklaştıran maddelere indirgeyici maddeler denir (kendileri oksitlenir). Ayrıca, "yükseltgenme" ve "indirgeme" kavramlarının başka bir tanımı verilecektir. ANCAK bu tanım, tarihsel olarak ilk, günümüzde özellikle organik kimyada önemini korumaktadır. İndirgeme reaksiyonu, oksidasyon reaksiyonunun tersidir. Bu reaksiyonların her ikisi de her zaman bir süreç olarak aynı anda ilerler: bir madde oksitlendiğinde (indirgenirken), diğeri de aynı anda mutlaka indirgenir (oksitlenir). N 2 + 3H 2 → 2 NH 3 Halojenli formlar hidrojen halojenürler: F 2 + H 2 → 2 HF, reaksiyon karanlıkta ve herhangi bir sıcaklıkta, Cl 2 + H 2 → 2 HCl'de bir patlama ile ilerler, reaksiyon sadece ışıkta bir patlama ile ilerler. Güçlü ısıtmada kurumla etkileşime girer: C + 2H 2 → CH 4 Alkali ve toprak alkali metallerle etkileşimAktif metallerle hidrojen formları hidritler: Na + H 2 → 2 NaH Ca + H 2 → CaH 2 Mg + H 2 → MgH 2 hidritler- tuzlu su, katılar, kolayca hidrolize: CaH 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + 2H 2 Metal oksitlerle etkileşim (genellikle d-elementleri)Oksitler metallere indirgenir: CuO + H 2 → Cu + H 2 O Fe 2 O 3 + 3H 2 → 2 Fe + 3H 2 O WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O Organik bileşiklerin hidrojenasyonuHidrojenin doymamış hidrokarbonlar üzerindeki etkisi altında, bir nikel katalizörü varlığında ve yüksek sıcaklıkta reaksiyon meydana gelir. hidrojenasyon: CH2 \u003d CH2 + H2 → CH3 -CH3 Hidrojen aldehitleri alkollere indirger: CH3CHO + H2 → C2H5OH. Hidrojenin JeokimyasıHidrojen - temel inşaat malzemesi Evren. Bu en yaygın elementtir ve tüm elementler termonükleer ve nükleer reaksiyonların bir sonucu olarak ondan oluşur. Serbest hidrojen H2 karasal gazlarda nispeten nadirdir, ancak su şeklinde jeokimyasal süreçlerde son derece önemli bir rol oynar. Hidrojen minerallerde amonyum iyonu, hidroksil iyonu ve kristal su şeklinde bulunabilir. Atmosferde, suyun güneş radyasyonu ile ayrışmasının bir sonucu olarak sürekli olarak hidrojen üretilir. Üst atmosfere göç eder ve uzaya kaçar. Başvuru
Atomik hidrojen, atomik hidrojen kaynağı için kullanılır. AT Gıda endüstrisi hidrojen bir gıda katkı maddesi olarak kayıtlıdır E949 ambalaj gazı olarak. Dolaşımın özellikleriHidrojen, hava ile karıştırıldığında patlayıcı bir karışım oluşturur - sözde patlatıcı gaz. Bu gaz, hidrojen ve oksijenin hacim oranı 2:1 veya hidrojen ve hava yaklaşık 2:5 olduğunda en patlayıcıdır, çünkü hava yaklaşık %21 oksijen içerir. Hidrojen de yanıcıdır. Sıvı hidrojen, cilt ile temas ederse ciddi donmalara neden olabilir. Oksijenli hidrojenin patlayıcı konsantrasyonları hacimce %4 ila %96 arasındadır. Hacimce %4 ila %75 (74) arasında hava ile karıştırıldığında. hidrojen kullanımıKimya endüstrisinde hidrojen, amonyak, sabun ve plastik üretiminde kullanılmaktadır. Gıda endüstrisinde margarin, sıvı bitkisel yağlardan hidrojen kullanılarak yapılır. Hidrojen çok hafiftir ve her zaman havada yükselir. Bir zamanlar hava gemileri ve balonlar hidrojenle doldurulurdu. Ama 30'larda. 20. yüzyıl birçok korkunç felaketler hava gemileri patladığında ve yandığında. Günümüzde hava gemileri helyum gazı ile doldurulmaktadır. Hidrojen roket yakıtı olarak da kullanılır. Bir gün hidrojen, otomobiller ve kamyonlar için yakıt olarak yaygın bir şekilde kullanılabilir. Hidrojen motorları kirletmez çevre ve sadece su buharı yayar (ancak, hidrojenin üretimi bir miktar çevre kirliliğine yol açar). Güneşimiz çoğunlukla hidrojenden oluşur. Güneş ısısı ve ışığı, hidrojen çekirdeklerinin füzyonu sırasında nükleer enerjinin salınmasının sonucudur. Yakıt olarak hidrojen kullanımı (ekonomik verimlilik)Yakıt olarak kullanılan maddelerin en önemli özelliği yanma ısılarıdır. Genel kimyanın seyrinden, hidrojenin oksijenle etkileşiminin reaksiyonunun ısı salınımı ile gerçekleştiği bilinmektedir. Standart koşullar altında 1 mol H2 (2 g) ve 0,5 mol O2 (16 g) alıp reaksiyonu harekete geçirirsek, o zaman denkleme göre H 2 + 0,5 O 2 \u003d H 2 O reaksiyonun tamamlanmasından sonra, 285.8 kJ / mol'lük bir enerji salınımı ile 1 mol H20 (18 g) oluşur (karşılaştırma için: asetilenin yanma ısısı 1300 kJ / mol, propan - 2200 kJ / mol'dür) . 1 m³ hidrojen 89.8 g (44.9 mol) ağırlığındadır. Dolayısıyla 1 m³ hidrojen elde etmek için 12832.4 kJ enerji harcanacaktır. 1 kWh = 3600 kJ olduğu gerçeğini hesaba katarsak, 3,56 kWh elektrik elde ederiz. 1 kWh elektrik tarifesini ve 1 m³ gaz maliyetini bilerek, hidrojen yakıtına geçmenin tavsiye edildiği sonucuna varabiliriz. Örneğin, 156 litrelik bir hidrojen deposuna (25 MPa basınçta 3.12 kg hidrojen içeren) sahip deneysel bir 3. nesil Honda FCX modeli 355 km yol kat etmektedir. Buna göre 3.12 kg H2'den 123,8 kWh elde edilir. 100 km'de enerji tüketimi 36,97 kWh olacak. Elektrik maliyetini, gaz veya benzin maliyetini, 100 km'de bir araba için tüketimini bilerek, arabaları hidrojen yakıtına geçirmenin olumsuz ekonomik etkisini hesaplamak kolaydır. Diyelim ki (Rusya 2008), kWh elektrik başına 10 sent, 1 m³ hidrojenin 35,6 sentlik bir fiyata yol açtığı gerçeğine yol açıyor ve 40-45 sentlik su ayrışmasının verimliliği dikkate alındığında, aynı miktarda kWh yanan benzinden perakende fiyatlarda 12832,4 kJ/42000 kJ/0,7 kg/l*80 sent/l=34 sent, hidrojen için ise nakliye, ekipman amortismanı vb. hesaba katılmadan ideal değişkeni hesapladık. Metan için m³ başına yaklaşık 39 MJ'lik bir yanma enerjisi, fiyat farkı nedeniyle sonuç iki ila dört kat daha düşük olacaktır (Ukrayna için 1m³, 179 $ ve Avrupa için 350 $). Yani, eşdeğer metan miktarı 10-20 sente mal olacak. Ancak hidrojeni yaktığımızda, çıkarıldığı temiz su elde ettiğimizi unutmamalıyız. Yani yenilenebilir dükkâncı birincil enerji kaynakları olan gaz veya benzinin aksine çevreye zarar vermeyen enerji. Php 377 satırında Uyarı: require(http://www..php): akış açılamadı: 377 satırında /hsphere/local/home/winexins/site/tab/vodorod.php içinde uygun bir sarmalayıcı bulunamadı error: require(): "http://www..php" gerekli açılış başarısız oldu (include_path="..php 377. satırda) |
Hidrojen. Özellikler, elde etme, uygulama.
Okumak: |
---|
Yeni
- Psikosomatik: Louise Hay hastalıktan nasıl kalıcı olarak kurtulacağını açıklıyor
- Psikosomatik: Louise Hay hastalıktan nasıl kalıcı olarak kurtulacağını açıklıyor
- Heksagramın ilişkisel okuması
- Farklı yaratıcı yönelime sahip öğrencilerin kişisel özellikleri
- Eğitim portalı Study X5 "Carousels
- Eğitim portalı "Pyaterochka" Çalışması X5
- Crossroads için X5 öğrenme portalını inceleyin
- Duyarlılık, dinamikleri ve ölçüm yöntemleri
- Bir çocuğun "teklif" kavramında ustalaşmasına nasıl yardımcı olunur?
- Ergenlik, Tolstoy Lev Nikolaevich