Vodorod oksidi: olinishi va xossalari

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 05:45

Sayyoramizdagi eng muhim va keng tarqalgan modda, albatta, suvdir. Ahamiyat jihatidan uni nima bilan solishtirish mumkin? Ma'lumki, Yerda hayot faqat suyuqlik paydo bo'lishi bilan mumkin bo'ldi. Kimyoviy nuqtai nazardan suv (vodorod oksidi) nima? U nimadan iborat va u qanday xususiyatlarga ega? Keling, ushbu maqolani tushunishga harakat qilaylik.

Vodorod va uning birikmalari

Butun davriy sistemadagi eng yengil atom vodoroddir. U ham galogenlar kichik guruhida, ham ishqoriy metallarning birinchi guruhida joylashgan ikki tomonlama pozitsiyani egallaydi. Bunday xususiyatlarni nima tushuntiradi? Uning atomi qobig'ining elektron tuzilishi. U faqat bitta elektronga ega bo'lib, u ham tark etishi va boshqasini o'ziga biriktirishi, juftlik hosil qilishi va tashqi darajani yakunlashi mumkin.

Shuning uchun bu elementning asosiy va yagona oksidlanish darajalari +1 va -1 dir. U metallar bilan oson reaksiyaga kirishib, gidridlarni hosil qiladi - oq rangdagi qattiq uchuvchan bo'lmagan tuzga o'xshash birikmalar.

Biroq, vodorod ham osonlikcha metall bo'lmaganlar bilan o'zaro ta'sir qilib, moddalarning uchuvchi molekulalarini hosil qiladi. Masalan:

• vodorod sulfid H₂S;
• metanCH₄;
• silane SiH₄ va boshqalar.

Umuman olganda, vodorod juda koʻp birikmalar hosil qiladi. Biroq, u kiritilgan eng muhim modda vodorod oksidi bo'lib, uning formulasi H₂O. Bu formuladan hali kimyo bilan tanish bo'lmagan boshlang'ich maktab o'quvchisi ham taniydigan eng mashhur birikma. Axir, suv (va bu eng yuqori vodorod oksidi) nafaqat oddiy modda, balki sayyoramizdagi hayot manbai hamdir.

Element nomining oʻzi uning asosiy mohiyatini – vodorodni, yaʼni “suvni tugʻdiruvchi”ni aks ettiradi. Boshqa har qanday oksid singari, bu ham bir qator fizik va kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lgan ikkilik birikmadir. Bundan tashqari, suvni boshqa barcha birikmalardan ajratib turadigan o'ziga xos xususiyatlar mavjud.

Shuningdek, vodorod hosil qiluvchi birikmalarning muhim sinfi ham organik, ham mineral kislotalardir.

Vodorodning kimyoviy xossalari

Kimyoviy faollik nuqtai nazaridan vodorod juda kuchli qaytaruvchi vositadir. Ko'pgina reaktsiyalarda u xuddi shunday xususiyatlarni namoyon qiladi. Biroq, kuchliroq metallar bilan o'zaro ta'sirlashganda, u oksidlovchi moddaga aylanadi.

Sanoatda vodorodning metall oksidlari bilan oʻzaro taʼsiri juda muhim. Axir, bu ikkinchisini eng sof shaklda olish usullaridan biridir. Gidrogentermiya - vodorod bilan qaytarilish yoʻli bilan ularning oksidlaridan sof metallarni sintez qilishning metallurgiya usuli.

Vodorodning oksid bilan reaksiyasi quyidagi umumiy shaklga ega:Men_xO_y + H₂=H₂O + Men.

Albatta, bu sof metallarni sintez qilishning yagona usuli emas. Boshqalar ham bor. Biroq, oksidlarni vodorod bilan qaytarish keng qo'llanilgan energiya jihatidan ancha foydali va murakkab bo'lmagan ishlab chiqarish jarayonidir.

Bundan tashqari, qiziq tomoni shundaki, vodorod gazi havo bilan aralashtirilganda juda portlovchi aralashma hosil qilishi mumkin. Uning nomi portlovchi gazdir. Buning uchun aralashtirish bitta kislorodga ikki hajmli vodorod miqdorida amalga oshirilishi kerak.

Suv vodorod oksidi

Bu oksidning juda muhim ekanligi haqida biz bir necha bor aytib oʻtgan edik. Endi uni kimyo nuqtai nazaridan tavsiflaymiz. Bu birikma haqiqatan ham ushbu noorganik moddalar sinfiga tegishlimi?

Buni amalga oshirish uchun u formulani biroz boshqacha yozishga harakat qiladi: H₂O=HON. Mohiyat bir xil, atomlar soni bir xil, ammo endi oldimizda gidroksid borligi aniq. U qanday xususiyatlarga ega bo'lishi kerak? Murakkabning dissotsiatsiyasini ko'rib chiqing:

NON=H⁺ + OH^-.

Demak, xossalari kislotali, chunki eritmada vodorod kationlari mavjud. Bundan tashqari, ular asosiy bo'lishi mumkin emas, chunki ishqorlar faqat metallarni hosil qiladi.

Shuning uchun vodorod oksidiga ega boʻlgan boshqa nom eng oddiy tarkibdagi kislorodli kislotadir. Bunday murakkab interlacinglar ma'lum bir molekulaga xos bo'lganligi sababli, uning xususiyatlari alohida bo'ladi. Va xususiyatlar dan qaytariladimolekula tuzilishi, shuning uchun biz uni tahlil qilamiz.

Suv molekulasining tuzilishi

Nils Bor birinchi marta ushbu model haqida o'yladi va u bu masalada ustunlik va mualliflik huquqiga ega. Ular quyidagi xususiyatlarni oʻrnatdilar.

1. Suv molekulasi dipoldir, chunki uni tashkil etuvchi elementlar elektromanfiyligi jihatidan juda farq qiladi.
2. Uning uchburchak shakli, tagida vodorod va tepasida kislorod.
3. Ushbu tuzilish tufayli bu modda bir xil nomdagi molekulalar oʻrtasida ham, tarkibida kuchli elektromanfiy elementga ega boʻlgan boshqa birikmalar bilan ham vodorod bogʻlarini hosil qila oladi.

Quyidagi rasmda vodorod oksidi sxematik tarzda qanday koʻrinishini koʻring.

Vodorod oksidining fizik xossalari

Bir nechta asosiy xususiyatlarni aniqlash mumkin.

1. Agregat holati: gazsimon - bug ', suyuq, qattiq - qor, muz.
2. Qaynash nuqtasi - 100⁰C (99, 974).
3. Erish nuqtasi - 0⁰C.
4. Suv 0-4⁰C harorat oralig’ida qizdirilganda qisqarishi mumkin. Bu er yuzasida muzning shakllanishini tushuntiradi, uning zichligi pastroq va vodorod oksidi qalinligi ostida hayot saqlanib qoladi.
5. Yuqori issiqlik sig'imi, lekin juda past issiqlik o'tkazuvchanligi.
6. Suyuq holatda vodorod oksidi yopishqoqlikni namoyon qiladi.
7. Yuza tarangligi va negativning shakllanishisuv yuzasida elektr potentsiali.

Yuqorida ta'kidlaganimizdek, xususiyatlarning xususiyatlari tuzilishga bog'liq. Shunday qilib, bu erda. Vodorod aloqalarini hosil qilish qobiliyati bu birikmada oʻxshash belgilarga olib keldi.

Vodorod oksidi: kimyoviy xossalari

Kimyo nuqtai nazaridan suvning faolligi ancha yuqori. Ayniqsa, isitish bilan birga keladigan reaktsiyalar haqida gap ketganda. Vodorod oksidi nima bilan reaksiyaga kirishishi mumkin?

1. Bir qator kuchlanishlarda vodorodgacha bo'lgan metallar bilan. Shu bilan birga, eng faol (alyuminiygacha) bilan maxsus shartlar kerak emas va pastroq kamaytirish qobiliyatiga ega bo'lganlar faqat bug 'bilan reaksiyaga kirishadilar. Vodoroddan keyin turganlar esa bunday o'zaro ta'sirga kirisha olmaydi.
2. Nometallar bilan. Hamma bilan emas, ko'pchilik bilan. Masalan, ftorli atmosferada suv binafsha olov bilan yonadi. Xlor, uglerod, kremniy va boshqa atomlar bilan ham reaksiyaga kirishish mumkin.
3. Metall oksidlari (asosiy) va kislotali (metall bo'lmagan) bilan. Ishqorlar va kislotalar navbati bilan hosil bo'ladi. Metalllar orasida asosiy kichik guruhlarning dastlabki ikki guruhining vakillari magniy va berilliydan tashqari bunday reaktsiyalarga qodir. Kislotali oksidlarni hosil qiluvchi metall bo'lmaganlar hammasi suv bilan o'zaro ta'sir qiladi. Istisno daryo qumi - SiO₂.

Vodorod oksidi uchun reaksiya tenglamasi misol tariqasida: SO₃ + H₂O=H₂ SO_4.

Tabiatda tarqalgan

Biz allaqachon aniqlanganki, bu modda -dunyoda eng keng tarqalgan. Ob'ektlardagi foizni belgilaymiz.

1. Odamlar va sutemizuvchilar tana vaznining 70% ga yaqin. Ba'zi faunalar taxminan 98% vodorod oksidi (meduza).
2. Yerning 71% suv bilan qoplangan.
3. Eng katta massa okeanlar suvidir.
4. Taxminan 2% muzliklarda uchraydi.
5. 0, 63% yer ostida.
6. 0,001% atmosfera (tuman).
7. Oʻsimliklar tanasi 50% suvdan iborat, baʼzi turlari esa undan ham koʻproq.
8. Koʻpgina birikmalar kristalli gidratlar holida, tarkibida bogʻlangan suv bor.

Ushbu roʻyxatni uzoq vaqt davom ettirish mumkin, chunki suvga kirmagan yoki bir marta boʻlmagan narsalarni eslab qolish qiyin. Yoki bu oksid ishtirokisiz hosil bo'lgan.

Olish usullari

Vodorod oksidini olish sanoat ahamiyatiga ega emas. Axir, katta miqdorda energiya va reagentlarni sarflashdan ko'ra, tayyor manbalardan - daryolar, ko'llar va boshqa suv havzalaridan foydalanish osonroq. Shuning uchun laboratoriyada faqat distillangan, yuqori darajada toza suv olish maqsadga muvofiqdir.

Bu maqsadlar uchun distillash kublari kabi ma'lum qurilmalar qo'llaniladi. Bunday suv ko'plab kimyoviy o'zaro ta'sirlarni amalga oshirish uchun zarurdir, chunki tozalanmagan suvda ko'p miqdorda aralashmalar, tuzlar va ionlar mavjud.

Biologik rol

Suv hamma joyda ishlatiladi deyish kamtarlikdir. Bu aloqasiz hayotingizni tasavvur qilib bo'lmaydi. DanErtalab va kechgacha odam undan doimiy ravishda ham maishiy, ham sanoat maqsadlarida foydalanadi.

Vodorod oksidining xossalari uning universal erituvchi sifatida ishlatilishini bildiradi. Va nafaqat laboratoriyada. Har soniyada minglab biokimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladigan tirik mavjudotlarda ham.

Shuningdek, suvning oʻzi ham koʻplab sintezlarning ishtirokchisi boʻlib, ular natijasida hosil boʻladigan qoʻshimcha mahsulot boʻlib ham xizmat qiladi. Er yuzidagi har bir inson 60 yil ichida 50 tonnaga yaqin bu ajoyib moddadan o'tadi!

Ishlatilgan vodorod oksidi:

• barcha sohalarda;
• tibbiyot;
• kimyoviy sintez;
• barcha turdagi sanoatda;
• uy ehtiyojlari;
• qishloq xo'jaligi.

Suvsiz yashashingiz mumkin bo'lgan hayot sohasini aniqlash qiyin. Tarkibida vodorod oksidi bo'lmagan va ularsiz yashaydigan yagona tirik mavjudotlar viruslardir. Shuning uchun odamga bu organizmlar bilan kurashish qiyin.