Oksidi i hidrogjenit: përgatitja dhe vetitë

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 05:41

Substanca më e rëndësishme dhe më e përhapur në planetin tonë është, sigurisht, uji. Çfarë mund të krahasohet me të për nga rëndësia? Dihet se jeta në Tokë u bë e mundur vetëm me ardhjen e lëngut. Çfarë është uji (oksidi i hidrogjenit) nga pikëpamja kimike? Nga se përbëhet dhe çfarë veçorish ka? Le të përpiqemi ta kuptojmë këtë artikull.

Hidrogjeni dhe komponimet e tij

Atomi më i lehtë në të gjithë tabelën periodike është hidrogjeni. Ai gjithashtu zë një pozicion të dyfishtë, duke u vendosur si në nëngrupin e halogjenëve ashtu edhe në grupin e parë të metaleve alkali. Çfarë i shpjegon karakteristika të tilla? Struktura elektronike e guaskës së atomit të saj. Ai ka vetëm një elektron, i cili është i lirë të largohet dhe të bashkojë një tjetër me vete, duke formuar një çift dhe duke përfunduar nivelin e jashtëm.

Prandaj gjendjet kryesore dhe të vetme të oksidimit të këtij elementi janë +1 dhe -1. Ai reagon lehtësisht me metalet, duke formuar hidride - përbërës të ngurtë jo të paqëndrueshëm të ngjashëm me kripën me ngjyrë të bardhë.

Megjithatë, hidrogjeni gjithashtu formon lehtësisht molekula të paqëndrueshme të substancave, duke ndërvepruar me jometalet. Për shembull:

• sulfid hidrogjeni H₂S;
• metanCH₄;
• silane SiH₄ dhe të tjerë.

Në përgjithësi, hidrogjeni formon mjaft komponime. Megjithatë, substanca më e rëndësishme në të cilën përfshihet është oksidi i hidrogjenit, formula e të cilit është H₂O. Ky është komponimi më i famshëm që edhe një nxënës i shkollës fillore që nuk e njeh ende kiminë e njeh me formulë. Në fund të fundit, uji (dhe ky është oksidi më i lartë i hidrogjenit) nuk është vetëm një substancë e zakonshme, por edhe një burim jete në planetin tonë.

Vetë emri i elementit pasqyron thelbin e tij kryesor - hidrogjenin, domethënë "lindja e ujit". Ashtu si çdo oksid tjetër, edhe ky është një përbërje binar me një sërë vetive fizike dhe kimike. Përveç kësaj, ka karakteristika të veçanta që e dallojnë ujin nga të gjitha përbërjet e tjera.

Gjithashtu një klasë e rëndësishme e komponimeve që formojnë hidrogjen janë acidet, organike dhe minerale.

Vetitë kimike të hidrogjenit

Nga pikëpamja e aktivitetit kimik, hidrogjeni është një agjent reduktues mjaft i fortë. Në shumë reagime, ajo shfaq veti të tilla. Megjithatë, kur ndërvepron me metale edhe më të forta, ai bëhet një agjent oksidues.

Shumë i rëndësishëm në industri është ndërveprimi i hidrogjenit me oksidet e metaleve. Në fund të fundit, kjo është një nga mënyrat për ta marrë këtë të fundit në formën e saj më të pastër. Hidrogjentermia është një metodë metalurgjike për sintezën e metaleve të pastër nga oksidet e tyre duke reduktuar me hidrogjen.

Reagimi i hidrogjenit me oksid ka formën e mëposhtme të përgjithshme:Me_xO_y + H₂=H₂O + Unë.

Sigurisht, kjo nuk është mënyra e vetme për të sintetizuar metale të pastra. Ka të tjerë. Megjithatë, reduktimi i oksideve me hidrogjen është një proces prodhimi energjikisht mjaft fitimprurës dhe i pakomplikuar që ka gjetur aplikim të gjerë.

Gjithashtu interesant është fakti se kur përzihet me ajrin, gazi i hidrogjenit mund të formojë një përzierje shumë shpërthyese. Emri i tij është gaz shpërthyes. Për ta bërë këtë, përzierja duhet të bëhet me shpejtësinë e dy vëllimeve të hidrogjenit për një oksigjen.

Uji është oksid hidrogjeni

Fakti që ky oksid është shumë i rëndësishëm, e kemi përmendur tashmë disa herë. Tani le ta karakterizojmë në aspektin kimi. A i përket vërtet ky përbërës në këtë klasë të substancave inorganike?

Për ta bërë këtë, ai do të përpiqet ta shkruajë formulën pak më ndryshe: H₂O=HON. Thelbi është i njëjtë, numri i atomeve është i njëjtë, megjithatë, tani është e qartë se kemi hidroksid para nesh. Çfarë veti duhet të ketë? Merrni parasysh ndarjen e përbërjes:

NON=H⁺ + OH^-.

Rrjedhimisht, vetitë janë acidike, pasi kationet e hidrogjenit janë të pranishme në tretësirë. Përveç kësaj, ato nuk mund të jenë bazike, sepse alkalet formojnë vetëm metale.

Prandaj, një emër tjetër që ka oksid hidrogjeni është një acid që përmban oksigjen me përbërje më të thjeshtë. Meqenëse gërshetime të tilla komplekse janë karakteristike për një molekulë të caktuar, prandaj, vetitë e saj do të jenë të veçanta. Dhe pronat janë zmbrapsur ngastrukturën e molekulës, kështu që ne do ta analizojmë atë.

Struktura e molekulës së ujit

Për herë të parë, Niels Bohr mendoi për këtë model, dhe ai zotëron epërsinë dhe autorësinë në këtë çështje. Ata instaluan tiparet e mëposhtme.

1. Molekula e ujit është një dipol, pasi elementët që e përbëjnë atë ndryshojnë shumë në elektronegativitet.
2. Forma e tij trekëndore, hidrogjenet në bazë dhe oksigjeni në krye.
3. Për shkak të kësaj strukture, kjo substancë është në gjendje të krijojë lidhje hidrogjeni, si midis molekulave me të njëjtin emër, ashtu edhe me komponime të tjera që kanë një element shumë elektronegativ në përbërjen e tyre.

Shihni se si duket skematikisht oksidi i hidrogjenit në fjalë në foton më poshtë.

Vetitë fizike të oksidit të hidrogjenit

Mund të identifikohen disa karakteristika kryesore.

1. Gjendja e grumbullimit: e gaztë - me avull, e lëngët, e ngurtë - borë, akull.
2. Pika e vlimit - 100⁰C (99, 974).
3. Pika e shkrirjes - 0⁰C.
4. Uji është në gjendje të tkurret kur nxehet në intervalin e temperaturës nga 0-4⁰C. Kjo shpjegon formimin e akullit në sipërfaqe, i cili ka një densitet më të ulët dhe ruajtjen e jetës nën trashësinë e oksidit të hidrogjenit.
5. Kapacitet i lartë nxehtësie por përçueshmëri termike shumë e ulët.
6. Në gjendje të lëngët, oksidi i hidrogjenit shfaq viskozitet.
7. Tensioni sipërfaqësor dhe formimi i negativitpotenciali elektrik në sipërfaqen e ujit.

Siç e përmendëm më lart, tiparet e vetive varen nga struktura. Pra këtu. Aftësia për të formuar lidhje hidrogjeni ka çuar në tipare të ngjashme në këtë përbërje.

Oksidi i hidrogjenit: vetitë kimike

Nga pikëpamja e kimisë, aktiviteti i ujit është mjaft i lartë. Sidomos kur bëhet fjalë për reagime të shoqëruara me ngrohje. Me çfarë mund të reagojë oksidi i hidrogjenit?

1. Me metale, të cilat në një sërë tensionesh janë deri në hidrogjen. Në të njëjtën kohë, me më aktivet (deri në alumin), nuk nevojiten kushte të veçanta, dhe ato me aftësi reduktuese më të ulët reagojnë vetëm me avull. Ato që qëndrojnë pas hidrogjenit nuk janë aspak të afta të hyjnë në ndërveprime të tilla.
2. Me jometale. Jo me të gjithë, por me shumicën. Për shembull, në një atmosferë me fluor, uji digjet me një flakë vjollce. Gjithashtu reagimi është i mundur me klorin, karbonin, silicin dhe atome të tjera.
3. Me okside metalike (bazike) dhe acide (jometale). Formohen përkatësisht alkalet dhe acidet. Midis metaleve, përfaqësuesit e dy grupeve të para të nëngrupeve kryesore janë të aftë për reagime të tilla, me përjashtim të magnezit dhe beriliumit. Jometalet që formojnë okside acidike bashkëveprojnë me ujin. Përjashtim është rëra e lumit - SiO₂.

Ekuacioni i reagimit për oksidin e hidrogjenit është si shembull: SO₃ + H₂O=H₂ SO_4.

Përhapur në natyrë

Ne kemi zbuluar tashmë se kjo substancë -më i përhapuri në botë. Le të shënojmë përqindjen në objekte.

1. Rreth 70% e peshës trupore të njerëzve dhe gjitarëve. Disa faunë janë rreth 98% oksid hidrogjeni (kandil deti).
2. 71% e Tokës është e mbuluar me ujë.
3. Masa më e madhe është uji i oqeaneve.
4. Rreth 2% gjendet në akullnajat.
5. 0, 63% nën tokë.
6. 0,001% është atmosferike (mjegull).
7. Trupi i bimëve është 50% ujë, disa lloje edhe më shumë.
8. Shumë komponime shfaqen si hidrate kristalore që përmbajnë ujë të lidhur.

Kjo listë mund të vazhdohet për një kohë të gjatë, sepse është e vështirë të mbani mend diçka që nuk përfshin ujin ose dikur nuk e përfshinte ujin. Ose formohet pa pjesëmarrjen e këtij oksidi.

Metodat e marrjes

Marrja e oksidit të hidrogjenit nuk ka vlerë industriale. Në fund të fundit, është më e lehtë të përdorësh burime të gatshme - lumenj, liqene dhe trupa të tjerë ujorë sesa të shpenzosh një sasi të madhe energjie dhe reagentësh. Prandaj, në laborator, është e përshtatshme vetëm për të marrë ujë të distiluar, shumë të pastër.

Për këto qëllime përdoren pajisje të caktuara, të tilla si kubet e distilimit. Një ujë i tillë është i nevojshëm për kryerjen e shumë ndërveprimeve kimike, pasi uji i patrajtuar përmban një sasi të madhe papastërtish, kripërash, jonesh.

Roli biologjik

Të thuash që uji përdoret kudo është një nënvlerësim. Është e paimagjinueshme të imagjinosh jetën tënde pa këtë lidhje. Nganë mëngjes dhe deri në mbrëmje, një person e përdor vazhdimisht atë për qëllime shtëpiake dhe industriale.

Vetitë e oksidit të hidrogjenit nënkuptojnë përdorimin e tij si një tretës universal. Dhe jo vetëm në laborator. Por edhe në qeniet e gjalla, ku ndodhin mijëra reaksione biokimike çdo sekondë.

Gjithashtu, vetë uji është pjesëmarrës në shumë sinteza, ai shërben edhe si nënprodukt që rezulton prej tyre. Çdo person në Tokë kalon përmes rreth 50 tonë të kësaj substance të mahnitshme në 60 vjet!

Oksidi i hidrogjenit i përdorur:

• në të gjitha industritë;
• ilaç;
• sinteza kimike;
• në të gjitha llojet e industrive;
• nevojat shtëpiake;
• bujqësi.

Është e vështirë të përcaktosh një fushë të jetës në të cilën mund të bësh pa ujë. Të vetmet qenie të gjalla që nuk kanë oksid hidrogjeni në përbërjen e tyre dhe jetojnë pa të janë viruset. Kjo është arsyeja pse është e vështirë për një person të luftojë këto organizma.