ВОДОРОД «Самый первый, но второй»

ВОДОРОД
«Самый первый, но второй»
Двойственное положение в
Периодической системе
IA
VIIA
+1
+1
2е1е
1е-
Н
-1е
+
Н
Восстановительные свойства
Н
+1е
Н
Окислительные свойства
Распространение на Земле.
Вода – Н2О
Метан
- CH4
Сероводород- H2S
Северное сияние – поток
ионов водорода на
Землю.
распространённость атомов в земной
коре
кальций магний натрий
железо
2%
2%
2% прочие
2%
1%
алюминий
калий
5%
1%
кремний
16%
кислород
52%
водород
17%
Во Вселенной на долю
водорода приходится 92%
всех атомов
Водород входит в состав
звезд и планет Солнечной
системы.
Физические свойства
Tплавления -259о С
Tкипения -253о С
Плотность (н.у.) 0,09 г/л
Растворимость в воде
при 200С и 1 атм. В 100
объёмах воды 2 объёма
Теплопроводность 7
(теплопроводность
воздуха принята за 1)
Н2
Простое вещество – газ,
без цвета, запаха,
в 14,5 раз легче воздуха
Полёт на воздушном шаре
Д.И. Менделеев
одним из первых в
России 7 августа
1887 года, в день
полного солнечного
затмения, поднялся
на воздушном шаре,
заполненном
водородом.
Карта полета воздушного шара
Фотография солнечного затмения
Описание солнечного затмения,
сделанное Д.И.Менделеевым
То, что я видел, можно описать в очень немногих
словах. Кругом солнца я увидел светлый ореол или
светлое кольцо чистого серебристого цвета. Другого,
более точного определения я не могу подобрать для
оттенка, который я видел в <<короне>>. Ни
красноватого, ни фиолетового, ни желтого оттенка я
не видел в <<короне>>. Она вся была цвета одного и
того же, но напряженность, интенсивность и яркость
света уменьшалась от черного круга луны. Сила
света была примерно как от Луны. Размеры
<<короны>>, или ширина светлого кольца, виденного
простыми глазами, были неодинаковы по разным
радиусам ... . Никаких лучей, сияний или чего-нибудь
подобного венчику, который иногда рисуют для
изображения <<короны>>, мои глаза не видели. [...].
Химические свойства водорода
Водород- химически активное вещество.
• реагирует со многими металлами,
проявляя свойства окислителя
• реагирует с оксидами металлов и
многими неметаллами, проявляя при
этом свойства восстановителя
Взаимодействие с металлами
При нагревании реагирует со многими
металлами с образованием гидридов:
2Na + H2 = 2NaH
гидрид натрия
Ca + H2 = CaH2
гидрид кальция
Взаимодействие с неметаллами
Водород- горючий газ
Горение в кислороде:
2Н2 + О2 = 2Н2О+572 кДж
1 грамм
Горение в хлоре:
H2+Cl2 = 2HCl
0,5л
Взаимодействие с неметаллами
С азотом:
N2 + 3H2 2NH3
аммиак
Реакция протекает при температуре 4500 С
и давлении 300 атмосфер
Взаимодействие с оксидами металлов
Водород способен восстанавливать
многие металлы из их оксидов при
повышенной температуре:
CuO + H2 = Cu + H2O
WO3 + 3H2 = W + 3H2O
ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА
• В промышленности:
CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2
• В лаборатории:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
( Согласно положения металла в электрохимическом ряду
напряжения металлов)
ПРИМЕНЕНИЕ ВОДОРОДА
•
•
•
•
Производство аммиака
Производство метанола
Производство хлороводорода
Получение металлов из их оксидов
(молибден, вольфрам, индий)
• Сварка и резка металлов
• Производство маргарина из растительных
масел
• Ракетное топливо (жидкий водород)
Водное пространство -3/4
поверхности земного шара.
Почему в промышленности не
используют возможность
получения водорода
разложением воды
электрическим током?
Почему на звёздах и
межгалактических
пространствах отсутствует
молекулярный водород?
До конца 30-х годов
прошлого столетия широко
использовались дирижабли
для перевозки грузов и
пассажиров по воздуху.
Почему их перестали
использовать?
Взрыв дирижабля 6 мая 1937 года
в Германии
Американский космический корабль
многоразового использования
«Челленджер» приводился в действие
двумя твёрдотопливными двигателями, а
также с помощью 1,72 тыс. м3 жидкого
водорода и 0,64 тыс. м3 жидкого
кислорода.
Как использовались эти вещества?
Почему такие относительные количества?