Водород :: Химические свойства

Водород · История · Происхождение названия · Распространённость · Получение · Физические свойства · Изотопы · Свойства изотопов · Химические свойства · Геохимия водорода · Меры предосторожности · Экономика · Применение · Интересные факты · Близкие статьи · Комментарии · Примечания · Литература ·

Доля диссоциировавших молекул водорода

Молекулы водорода достаточно прочны, и для того, чтобы водород мог вступить в реакцию, должна быть затрачена большая энергия:

$H_{2}=2H\,$ - 432 кДж

Поэтому при обычных температурах водород реагирует только с очень активными металлами, к примеру с кальцием, образуя гидрид кальция:

${\mathsf {Ca+H_{2}\rightarrow {}\ CaH_{2}}}$

и с единственным неметаллом — фтором, образуя фтороводород:

${\mathsf {F_{2}+H_{2}\rightarrow {}\ 2HF}}$

С большинством же металлов и неметаллов водород реагирует при повышенной температуре или при другом воздействии, к примеру при освещении:

${\mathsf {O_{2}+2H_{2}\rightarrow {}\ 2H_{2}O}}$

Он может «отнимать» кислород от некоторых оксидов, например:

${\mathsf {CuO+H_{2}\rightarrow {}\ Cu+H_{2}O}}$

Записанное уравнение отражает восстановительные свойства водорода.

${\mathsf {N_{2}+3H_{2}\rightarrow {}\ 2NH_{3}}}$

С галогенами образует галогеноводороды:

${\mathsf {H_{2}+F_{2}\rightarrow {}\ 2HF}}$ , реакция протекает со взрывом в темноте и при любой температуре,

${\mathsf {H_{2}+Cl_{2}\rightarrow {}\ 2HCl}}$ , реакция протекает со взрывом, только на свету.

С сажей взаимодействует при сильном нагревании:

${\mathsf {C+2H_{2}\rightarrow {}\ CH_{4}}}$

Взаимодействие со щелочными и щёлочноземельными металлами

При взаимодействии с активными металлами водород образует гидриды:

${\mathsf {2Na+H_{2}\rightarrow {}\ 2NaH}}$

${\mathsf {Ca+H_{2}\rightarrow {}\ CaH_{2}}}$

${\mathsf {Mg+H_{2}\rightarrow {}\ MgH_{2}}}$

Гидриды — солеобразные, твёрдые вещества, легко гидролизуются:

${\mathsf {CaH_{2}+2H_{2}O\rightarrow {}\ Ca(OH)_{2}+2H_{2}\uparrow }}$

Взаимодействие с оксидами металлов (обычно, d-элементов)

Оксиды восстанавливаются до металлов:

${\mathsf {CoO+H_{2}\rightarrow {}\ Co+H_{2}O}}$

${\mathsf {Fe_{2}O_{3}+3H_{2}\rightarrow {}\ 2Fe+3H_{2}O}}$

${\mathsf {WO_{3}+3H_{2}\rightarrow {}\ W+3H_{2}O}}$

Гидрирование органических соединений

Молекулярный водород широко используется в органическом синтезе для восстановления органических соединений. Эти процессы называют реакциями гидрирования. Эти реакции проводят в присутствии катализатора при повышенных давлении и температуре. Катализатор может быть как гомогенным (напр. Катализатор Уилкинсона), так и гетерогенным (напр. никель Ренея, палладий на угле).

Так, в частности, при каталитическом гидрировании ненасыщенных соединений, таких как алкены и алкины, образуются насыщенные соединения — алканы.

${\mathsf {R\!\!-\!\!CH\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!R'+H_{2}}}\rightarrow {\mathsf {R\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!R'}}$

Производим полигексаметиленгуанидины:Биопаг, Биопаг-Д, Фосфопаг,Скорую помощь против плесени+7 (495) 921-43-61

Водород :: Химические свойства

Взаимодействие со щелочными и щёлочноземельными металлами

Взаимодействие с оксидами металлов (обычно, d-элементов)

Гидрирование органических соединений

Производим полигексаметиленгуанидины:
Биопаг, Биопаг-Д, Фосфопаг,
Скорую помощь против плесени+7 (495) 921-43-61