Hydrogenoksid: fremstilling og egenskaper

2024 Forfatter: Angel Austin | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 05:37

Det viktigste og mest utbredte stoffet på planeten vår er selvfølgelig vann. Hva kan sammenlignes med det av betydning? Det er kjent at liv på jorden ble mulig bare med ankomsten av væske. Hva er vann (hydrogenoksid) fra et kjemisk synspunkt? Hva består den av og hvilke egenskaper har den? La oss prøve å forstå denne artikkelen.

Hydrogen og dets forbindelser

Det letteste atomet i hele det periodiske systemet er hydrogen. Den har også en dobbel posisjon, og er lokalisert både i undergruppen av halogener og i den første gruppen av alkalimetaller. Hva forklarer slike funksjoner? Den elektroniske strukturen til skallet til atomet. Den har bare ett elektron, som er fritt til å både forlate og feste et annet til seg selv, danne et par og fullføre det ytre nivået.

Det er derfor de viktigste og eneste oksidasjonstilstandene til dette grunnstoffet er +1 og -1. Den reagerer lett med metaller og danner hydrider - faste ikke-flyktige s altlignende forbindelser med hvit farge.

Men hydrogen danner også lett flyktige molekyler av stoffer, som interagerer med ikke-metaller. For eksempel:

• hydrogensulfid H₂S;
• metanCH₄;
• silane SiH₄ og andre.

Generelt danner hydrogen ganske mange forbindelser. Imidlertid er det viktigste stoffet det er inkludert i hydrogenoksid, hvis formel er H₂O. Dette er den mest kjente forbindelsen som selv en barneskoleelev som ennå ikke er kjent med kjemi, gjenkjenner av formelen. Tross alt er vann (og dette er det høyeste hydrogenoksidet) ikke bare et vanlig stoff, men også en kilde til liv på planeten vår.

Selve navnet på grunnstoffet gjenspeiler hovedessensen - hydrogen, det vil si "føde vann". Som alle andre oksider, er dette også en binær forbindelse med en rekke fysiske og kjemiske egenskaper. I tillegg er det spesielle egenskaper som skiller vann fra alle andre forbindelser.

Også en viktig klasse av forbindelser som danner hydrogen er syrer, både organiske og mineralske.

Kjemiske egenskaper til hydrogen

Fra et kjemisk aktivitetssynspunkt er hydrogen et ganske sterkt reduksjonsmiddel. I mange reaksjoner viser den nettopp slike egenskaper. Men når det samhandler med enda sterkere metaller, blir det et oksidasjonsmiddel.

Veldig viktig i industrien er samspillet mellom hydrogen og metalloksider. Tross alt er dette en av måtene å få sistnevnte i sin reneste form. Hydrogentermi er en metallurgisk metode for syntese av rene metaller fra deres oksider ved reduksjon med hydrogen.

Reaksjonen mellom hydrogen og oksid har følgende generelle form:Me_xO_y + H₂=H₂O + meg.

Dette er selvfølgelig ikke den eneste måten å syntetisere rene metaller på. Det er andre. Imidlertid er reduksjon av oksider med hydrogen en energisk ganske lønnsom og ukomplisert produksjonsprosess som har fått bred anvendelse.

Interessant er også det faktum at når det blandes med luft, kan hydrogengass danne en høyeksplosiv blanding. Navnet er eksplosiv gass. For å gjøre dette, bør blanding gjøres med en hastighet på to volumer hydrogen per ett oksygen.

Vann er hydrogenoksid

Det faktum at dette oksidet er veldig viktig, har vi allerede nevnt flere ganger. La oss nå karakterisere det i form av kjemi. Tilhører denne forbindelsen virkelig denne klassen av uorganiske stoffer?

For å gjøre dette, vil han prøve å skrive formelen litt annerledes: H₂O=HON. Essensen er den samme, antallet atomer er det samme, men nå er det åpenbart at vi har hydroksid foran oss. Hvilke egenskaper skal den ha? Tenk på dissosiasjonen av forbindelsen:

NON=H⁺ + OH^-.

Følgelig er egenskapene sure, siden hydrogenkationer er tilstede i løsningen. I tillegg kan de ikke være basiske, fordi alkalier kun danner metaller.

Derfor er et annet navn som har hydrogenoksid en oksygenholdig syre av den enkleste sammensetningen. Siden slike komplekse interlacings er karakteristiske for et gitt molekyl, vil dets egenskaper derfor være spesielle. Og eiendommene er frastøttstrukturen til molekylet, så vi vil analysere det.

Strukturen til vannmolekylet

For første gang tenkte Niels Bohr på denne modellen, og han eier forrang og forfatterskap i denne saken. De installerte følgende egenskaper.

1. Vannmolekylet er en dipol, siden elementene som utgjør det er svært forskjellige i elektronegativitet.
2. Den trekantede formen, hydrogener i bunnen og oksygen på toppen.
3. På grunn av denne strukturen er dette stoffet i stand til å danne hydrogenbindinger, både mellom molekyler med samme navn, og med andre forbindelser som har et sterkt elektronegativt element i sammensetningen.

Se hvordan det aktuelle hydrogenoksidet ser skjematisk ut på bildet nedenfor.

Fysiske egenskaper til hydrogenoksid

Flere hovedegenskaper kan identifiseres.

1. Aggregeringstilstand: gassformig - damp, flytende, fast - snø, is.
2. Kokepunkt - 100⁰C (99, 974).
3. Smeltepunkt - 0⁰C.
4. Vann er i stand til å krympe når det varmes opp i temperaturområdet fra 0-4⁰C. Dette forklarer dannelsen av is på overflaten, som har en lavere tetthet og bevaring av liv under tykkelsen av hydrogenoksid.
5. Høy varmekapasitet, men svært lav varmeledningsevne.
6. I flytende tilstand har hydrogenoksid viskositet.
7. Overflatespenning og dannelse av negativelektrisk potensial på vannoverflaten.

Som vi bemerket ovenfor, avhenger egenskapene til egenskapene av strukturen. Så her. Evnen til å danne hydrogenbindinger har ført til lignende egenskaper i denne forbindelsen.

Hydrogenoksid: kjemiske egenskaper

Fra et kjemisynspunkt er aktiviteten til vann ganske høy. Spesielt når det kommer til reaksjoner ledsaget av oppvarming. Hva kan hydrogenoksid reagere med?

1. Med metaller, som i en rekke spenninger er opp til hydrogen. Samtidig, med de mest aktive (opp til aluminium), er det ikke nødvendig med spesielle forhold, og de med lavere reduksjonsevne reagerer kun med damp. De som står etter hydrogen er ikke i stand til å inngå slike interaksjoner i det hele tatt.
2. Med ikke-metaller. Ikke med alle, men med flertallet. For eksempel, i en atmosfære av fluor, brenner vann med en fiolett flamme. Reaksjon er også mulig med klor, karbon, silisium og andre atomer.
3. Med metalloksider (basiske) og sure (ikke-metaller). Det dannes henholdsvis alkalier og syrer. Blant metaller er representanter for de to første gruppene av hovedundergruppene i stand til slike reaksjoner, bortsett fra magnesium og beryllium. Ikke-metaller som danner sure oksider samhandler med vann alle. Unntaket er elvesand - SiO₂.

Reaksjonsligningen for hydrogenoksid er som et eksempel: SO₃ + H₂O=H₂ SO_4.

Spredning i naturen

Vi har allerede funnet ut at dette stoffet -den mest utbredte i verden. La oss angi prosentandelen i objekter.

1. Omtrent 70 % av kroppsvekten til mennesker og pattedyr. Noe av faunaen består av omtrent 98 % hydrogenoksid (maneter).
2. 71 % av jorden er dekket med vann.
3. Den største massen er havets vann.
4. Omtrent 2 % finnes i isbreer.
5. 0, 63 % undergrunn.
6. 0,001 % er atmosfærisk (tåke).
7. Plantekroppen består av 50 % vann, noen arter enda mer.
8. Mange forbindelser forekommer som krystallinske hydrater som inneholder bundet vann.

Denne listen kan fortsette i lang tid, fordi det er vanskelig å huske noe som ikke inneholder vann eller en gang ikke gjorde det. Eller dannet uten deltakelse av dette oksidet.

Få fremgangsmåter

Å skaffe hydrogenoksid har ingen industriell verdi. Tross alt er det lettere å bruke ferdige kilder - elver, innsjøer og andre vannmasser enn å bruke en enorm mengde energi og reagenser. Derfor er det i laboratoriet kun hensiktsmessig å skaffe destillert, høyrent vann.

For disse formålene brukes visse enheter, for eksempel destillasjonskuber. Slikt vann er nødvendig for å utføre mange kjemiske interaksjoner, siden ubehandlet vann inneholder store mengder urenheter, s alter, ioner.

Biologisk rolle

Å si at vann brukes over alt er en underdrivelse. Det er utenkelig å forestille seg livet ditt uten denne forbindelsen. Framorgen og frem til kvelden, bruker en person det konstant til både husholdnings- og industriformål.

Egenskapene til hydrogenoksid betyr at det brukes som et universelt løsningsmiddel. Og ikke bare i laboratoriet. Men også i levende vesener, hvor tusenvis av biokjemiske reaksjoner finner sted hvert sekund.

Vann selv er også en deltaker i mange synteser, det fungerer også som et biprodukt fra dem. Hvert menneske på jorden passerer rundt 50 tonn av dette fantastiske stoffet på 60 år!

Hydrogenoksid brukt:

• i alle bransjer;
• medisin;
• kjemiske synteser;
• i alle typer bransjer;
• husholdningsbehov;
• landbruk.

Det er vanskelig å definere et område av livet der du kan klare deg uten vann. De eneste levende vesenene som ikke har hydrogenoksid i sammensetningen og lever uten det er virus. Det er derfor det er vanskelig for en person å bekjempe disse organismene.