Водород
О чем это мы? Это интересно Получение в промышленности Название элемента Применение Химические свойства Физические свойства История открытия Нахождение в природе Строение атома Элемент будущего? ! Получение в лаборатории Положение в Периодической системе Д. И. Менделеева
Строение атома В ядре 1 протон, за пределами ядра 1 электрон 1 1 Н Образует двухатомную молекулу Н 2 Самый легкий химический элемент – Ar = 1
Изотопы водорода
История открытия и названия Водород был обнаружен немецким ученым Т. Парацельсом в XVI веке, когда он погружал железо в серную кислоту. 1766 г. – водород получил взаимодействием цинка с соляной кислотой английский химик Генри Кавендиш, назвав его «теплород» , «горючий газ» 1784 г. – французский химик А. Лавуазье назвал водород hydrogene (др. -греч. hydro genes -порождающий воду), получив его взаимодействием воды с раскаленным железом В России до конца XIX века назывался «водотвор»
Элемент космоса Водород - самый распространенный элемент во Вселенной. Он является главной составной частью Солнца, более 63 % а также многих звезд и Галактик. Масса многих космических объектов почти наполовину состоят из водорода.
Нахождение в природе В свободном состоянии водород встречается крайне редко, на высоте 50 км его содержится 3% по объему, а на высоте 100 км примерно 95%. В земной коре массовая часть водорода составляет 1%. Его соединения широко распространены. Водород входит в состав воды, природного газа, нефти и всех органических веществ (белки, жиры, углеводы, аминокислоты, и т. д. )
Физические свойства Водород – газ, без цвета, вкуса и запаха. В 14, 5 раз легче воздуха. Это самый подвижный и самый легкоподвижный из газов. Хорошо растворим в некоторых металлах (например, Pd). Самая высокая теплопроводность среди газообразных веществ (в 7 раз выше теплопроводности воздуха). Плохо растворим в воде. (в 1 л воды при 20°С растворяется 18 мл водорода) При температуре — 252, 8°С переходит в жидкое состояние. Жидкий водород бесцветен. t 0 плавления = -2590 C
Получение в лаборатории 1. Взаимодействие металла с кислотой: Zn + 2 HCl = Zn. Cl 2 + H 2 ↑ Mg + H 2 SO 4 = Mg. SO 4 + H 2 ↑ 2. Взаимодействие щелочного металла с водой: 2 К + 2 H 2 O = 2 КOH + H 2 ↑ Ca + 2 H 2 O = Ca(OH)2 + H 2 ↑ А как еще можно получить водород? 3. Взаимодействие железа с водяным паром: 3 Fe + 4 H 2 O = Fe 3 O 4 (железная окалина) + 4 H 2 ↑ 4. Разложение воды электрическим током: 2 H 2 O = 2 H 2 ↑ + О 2 ↑
Получение в лаборатории Аппарат Киппа 1. Сосуд 2. Шаровая воронка 3. Тубус 2 3 1
Собирание водорода 1)Вытеснением воздуха: 2)Вытеснением воды:
Получение в промышленности В технике водород чаще всего получают 1. Из природного газа: CH 4 = C + 2 H 2 ↑ (пиролиз) 2 CH 4 = C 2 Н 2 + 3 H 2 ↑ (крекинг) CH 4 + H 2 O = CO + 3 H 2 ↑ (конверсия) 2. Из воды: пропуская через нее постоянный электрический ток 2 H 2 O = 2 H 2 ↑ + O 2 ↑
Эксперимент по получению водорода из воды с помощью солнечной энергии
Задание На каком рисунке (а или б) отображен способ "переливания" водорода из одного сосуда в другой? Ответ поясните.
Задание Водород является продуктом взаимодействия: 1) Cu + HCl 2) Zn + HCl 3) Cu + H 2 O 4) Si + Na. OH Si + 2 Na. OH + 2 H 2 O Na 2 Si. O 3 + 2 H 2
Это интересно. Если энергию, полученную ветряным генератором или солнечную энергию накопить в аккумуляторах, то выделенный с помощью постоянного тока из воды водород можно поместить в баллоны. Водород может быть использован в автомашинах, тракторах, самолетах в качестве топлива. Фактически это будет энергия ветра или солнца.
Знаете ли вы что… из каждых 100 атомов на Земле 17 являются атомами водорода. жидкий водород самая легкая жидкость, она в 9 раз легче воды. Если в воздухе массовая доля водорода составляет 18 – 60% , то может произойти взрыв. Это было причиной того, что 1937 году взорвался и сгорел самый большой в мире дирижабль «Гинденбург» . Мыльные пузыри наполненные водородом поднимаются вверх.
Применение 1. Синтез хлороводорода. 2. Восстановление металлов. 3. Топливо в двигателях. 4. Синтез аммиака. (минеральные удобрения) 5. Получение маргарина. 6. Водородная сварка и резка металлов. 7. Синтез метанола. 8. Наполнение воздушных шаров, дирижаблей. 9. Дейтерид лития – основной компонент заряда водородной бомбы. 2/16/2018 Микурова О. А. МБУ СОШ № 93 Тольятти
Элемент будущего К 2015 г. ожидается удвоение глобальных потребностей в электроэнергии. Водород, в конечном счете, заменит традиционное топливо на транспорте и в производстве электрической и тепловой энергии: единственным выбросом при его использовании является вода. Но, чтобы сделать возможным переход от энергетики, основанной на традиционном топливе, к энергетике, основанной на водороде, необходимы более глубокие исследования, "ноухау" и инвестиции.
Изотопы водорода Важнейшие соединения дейтерия это тяжелая вода D 2 O, которая используется как замедлитель нейтронов в ядерных реакторах. Дейтерид лития Li. D – основной компонент заряда водородной бомбы.
Химические свойства 1. С галогенами H 2 + F 2 = 2 HF H 2 + Cl 2 = 2 HCl↑ 2. С кислородом (в соотношении 2: 1 гремучая смесь) 2 H 2 + O 2 = 2 H 2 O 3. С серой H 2 + S = H 2 S↑ 4. С азотом (при давлении и с катализатором) 3 H 2 + N 2 = 2 NH 3 5. С активными металлами H 2 + 2 Na = 2 Na. H – гидрид натрия 6. Восстанавливает металлы из их оксидов Mo. O 3 + 3 H 2 = Mo + 3 H 2 O
Список литературы 1. В основе – презентация Микуровой О. А. МБУ СОШ № 93 Тольятти 2. Учебник химии 9 класс. Ф. Г. Фельдман, Г. Е. Рудзитис. 3. Учебник химии 9 класс. О. С. Габриелян. 4. Энциклопедический словарь юного химика. 5. Интернет.