Читать практическое задание по химии: "IA группа элементов Менделеева" Страница 2

(Назад) (Cкачать работу)

Жидкий водород существует в очень узком интервале температур от −252,76 до −259,2 °C. Это бесцветная жидкость, очень лёгкая (плотность при −253 °C 0,0708 г/см³) и текучая (вязкость при −253 °C 13,8 спуаз). Критические параметры водорода очень низкие: температура −240,2 °C и давление 12,8 атм. Этим объясняются трудности при ожижении водорода. В жидком состоянии равновесный водород состоит из 99,79 % пара-Н2, 0,21 % орто-Н2.

Твердый водород, температура плавления −259,2 °C, плотность 0,0807 г/см³ (при −262 °C) - снегоподобная масса, кристаллы гексогональной сингонии, пространственная группа P6/mmc, параметры ячейки a=3,75 c=6,12. При высоком давлении водород переходит в металлическое состояние.

Молекулярный водород существует в двух спиновых формах (модификациях) - в виде орто- и параводорода. В молекуле ортоводорода o-H2 (т. пл. −259,10 °C, т. кип. −252,56 °C) ядерные спины направлены одинаково (параллельны), а у параводорода p-H2 (т. пл. −259,32 °C, т. кип. −252,89 °C) - противоположно друг другу (антипараллельны). Равновесная смесь o-H2 и p-H2 при заданной температуре называется равновесный водород e-H2.

Разделить модификации водорода можно адсорбцией на активном угле при температуре жидкого азота. При очень низких температурах равновесие между ортоводородом и параводородом почти нацело сдвинуто в сторону последнего. При 80 К соотношение форм приблизительно 1:1. Десорбированный параводород при нагревании превращается в ортоводород вплоть до образования равновесной при комнатной температуре смеси (орто-пара: 75:25). Без катализатора превращение происходит медленно (в условиях межзвёздной среды - с характерными временами вплоть до космологических), что даёт возможность изучить свойства отдельных модификаций. Химические свойства Молекулы водорода Н2 довольно прочны, и для того, чтобы водород мог вступить в реакцию, должна быть затрачена большая энергия: Н2 = 2Н − 432 кДж Поэтому при обычных температурах водород реагирует только с очень активными металлами, например с кальцием, образуя гидрид кальция:

+ Н2 = СаН2 и с единственным неметаллом - фтором, образуя фтороводород:

2 + H2 = 2HF С большинством же металлов и неметаллов водород реагирует при повышенной температуре или при другом воздействии, например при освещении: О2 + 2Н2 = 2Н2О Он может «отнимать» кислород от некоторых оксидов, например:

+ Н2 = Cu + Н2O Записанное уравнение отражает восстановительные свойства водорода.

2 + 3H2 → 2NH3

С галогенами образует галогеноводороды:

2 + H2 → 2HF , реакция протекает со взрывом в темноте и при любой температуре,

2 + H2 → 2HCl , реакция протекает со взрывом, только на свету.

С сажей взаимодействует при сильном нагревании:

+ 2H2 → CH4 Взаимодействие со щелочными и щёлочноземельными металлами

При взаимодействии с активными металлами водород образует гидриды: 2Na + H2 → 2NaH+ H2 → CaH2

Mg + H2 → MgH2 Гидриды - солеобразные, твёрдые вещества, легко гидролизуются: CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2↑ Взаимодействие с оксидами металлов (как правило, d-элементов)

Оксиды восстанавливаются до металлов: CuO + H2 → Cu + H2O

Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O3 + 3H2 → W + 3H2O

Атомарный водород используется для атомно-водородной сварки.

Химическая промышленность

При производстве аммиака, метанола, мыла и пластмасс

Пищевая промышленность

При производстве маргарина

Похожие работы