Выделение горючего газа при взаимодействии кислот и металлов наблюдали в XVI и XVII веках на заре становления химии как науки. Прямо указывал на выделение. - презентация

1

2 Выделение горючего газа при взаимодействии кислот и металлов наблюдали в XVI и XVII веках на заре становления химии как науки. Прямо указывал на выделение его и Михаил Васильевич Ломоносов, но уже определённо сознавая, что это не флогистон. Английский физик и химик Генри Кавендиш в 1766 году исследовал этот газ и назвал его « горючим воздухом ». При сжигании « горючий воздух » давал воду, но приверженность Кавендиша теории флогистона помешала ему сделать правильные выводы. Французский химик Антуан Лавуазье совместно с инженером Ж. Менье, используя специальные газометры, в 1783 г. осуществил синтез воды, а затем и её анализ, разложив водяной пар раскалённым железом. Таким образом он установил, что « горючий воздух » входит в состав воды и может быть из неё получен.XVIXVII веках Михаил Васильевич Ломоносов флогистон Генри Кавендиш1766 году флогистона Антуан Лавуазье Ж. Менье1783 г.

3 Обычный водородный атом ( протий ) состоит из двух фундаментальных частиц ( протона и электрона ) и имеет атомную массу 1. Водород сходен со щелочными металлами в том, что все эти элементы способны отдавать электрон атому - акцептору для образования химической связи.

4 На электронной орбите атома водорода могут находиться 2 электрона, поэтому водород способен также принимать электрон, образуя отрицательный ион Н –, гидрид - ион, и это роднит водород с галогенами, для которых характерно принятие электрона с образованием отрицательного галогенид - иона типа Cl –. Дуализм водорода находит отражение в том, что в периодической таблице элементов его располагают в IA подгруппе ( щелочные металлы ), а иногда – в VIIA подгруппе ( галогены ).

5 СВОЙСТВА ОБЫЧНОГО ВОДОРОДА ( при 273,16 К, или 0° С ) Атомный номер 1 Атомная масса 1 1 Н 1,00797 Плотность, г / л при нормальном давлении 0,08987 Температура плавления, ° С –259,14 Температура кипения, ° С –252,5 Теплоемкость, Дж /( мольЧ K)28,8 (H 2 ) Растворимость в воде, объем /100 объемов H 2 O ( при стандартных условиях )2,148 в бензоле, мл / г (35,2° С, 150,2 атм )11,77 в аммиаке, мл / г (25° С ) при 50 атм 4,47 при 1000 атм 79,25 Степени окисления –1, +1 В нормальных условиях водород – бесцветный газ, без запаха и вкуса, очень легкий.

6 Водород при смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь так называемый гремучий газ. Наибольшую взрывоопасность этот газ имеет при объёмном отношении водорода и кислорода 2:1, или водорода и воздуха приближённо 2:5, так как в воздухе кислорода содержится примерно 21 %. Также водород пожароопасен. Жидкий водород при попадании на кожу может вызвать сильное обморожение. Взрывоопасные концентрации водорода с кислородом возникают от 4 % до 96 % объёмных. При смеси с воздухом от 4 % до 75 (74) % объёмных.

7 при обычных температурах водород реагирует только с очень активными металлами, например с кальцием, образуя гидрид кальция : Са + Н 2 = СаН 2 и с единственным неметаллом фтором, образуя фтороводород : F 2 + H 2 = 2HF

8 С большинством же металлов и неметаллов водород реагирует при повышенной температуре или при другом воздействии, например при освещении : О Н 2 = 2 Н 2 О. Он может « отнимать » кислород от некоторых оксидов, например : CuO + Н 2 = Cu + H 2 O Записанное уравнение отражает восстановительные свойства водорода. восстановительные свойства N 2 + 3H 2 2NH 3

9 При взаимодействии с активными металлами водород образует гидриды : 2Na + H 2 2NaH Ca + H 2 CaH 2 Гидриды солеобразные, твёрдые вещества, легко гидролизуются : Гидриды CaH 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + 2H 2

10 В промышленности 1. Электролиз водных растворов солей : 2NaCl + 2H 2 O H 2 + 2NaOH + Cl 2 2. Пропускание паров воды над раскаленным коксом при температуре около 1000 °C: H 2 O + С H 2 + СО 3. Из природного газа. Конверсия с водяным паром : CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 (1000 °C) Каталитическое окисление кислородом : 2CH 4 + O 2 2CO + 4H 2

11 В лаборатории 1. Действие разбавленных кислот на металлы. Для проведения такой реакции чаще всего используют цинк и разбавленную соляную кислоту : Zn + HCl ZnCl 2 + H 2 2. Взаимодействие кальция с водой : Ca + 2H 2 O Ca(OH) 2 + H 2 3. Гидролиз гидридов : NaH + H 2 O NaOH + H 2

12 4. Действие щелочей на цинк или алюминий : 2Al + 2NaOH + 6H 2 O 2Na[Al(OH) 4 ] + 3H 2 Zn + 2KOH + 2H 2 O K 2 [Zn(OH) 4 ] + H 2

13 Водород самый распространённый элемент во Вселенной. На его долю приходится около 92 % всех атомов (8 % составляют атомы гелия, доля всех остальных вместе взятых элементов менее 0,1 %). Таким образом, водород основная составная часть звёзд и межзвёздного газа. В условиях звёздных температур ( например, температура поверхности Солнца ~ 6000 °C) водород существует в виде плазмы, в межзвёздном пространстве этот элемент существует в виде отдельных молекул, атомов и ионов и может образовывать молекулярные облака, значительно различающиеся по размерам, плотности и температуре.

14 Параграф 17, упр. 2,3,4 ( письменно )