Водород

Водород - очень легкий газ без цвета и запаха. В атмосфере кислорода горюч и взрывоопасен. В воде нерастворим. Молекула водорода состоит из двух атомов - Н2.

Физические свойства

Водород - самый легкий газ. При нормальных условиях его плотность - 0,08987 г/л, t(кип) = -252,76 С, растворимость в воде - 18,8 мл/л. Растворим во многих металлах. Имеет три изотопа: протий, дейтерий и тритий.

Получение

1. Пропускание водяного пара над раскаленным коксом

С + Н2О (1000С) → Н2 + СО

2. Нагревание метана

СН4 (ссильное нагревание) → С + 2Н2

3. Добавление к метану перегретого водяного пара

СН4 + 2Н2О → СО + 4Н2

4. Электролиз воды

2Н2О (электролиз) → 2Н2 + О2

5. Каталитическое окисление

2СН4 + О2 ↔ 2СО + 4Н2

6. Взаимодействие металлов с кислотами

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑

7. Взаимодействие металлов с водой

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑

8. Образование комплексных соединений

Zn + 2KOH + 2H2O → K2[Zn(OH)4] + H2↑

9. Гидролиз гидридов

NaH + H2O → NaOH + H2↑

10. Электролиз водных раствором солей сильных металлов

2NaCl + 2H2O (электролиз) → 2NaOH + Cl2↑ + H2↑

Химические свойства

I. Водород как окислитель

1. Взаимодействие с металлами (образование гидридов)

2Na + H2 → 2NaH (гидрид натрия)

Ca + H2 → CaH2 (гидрид кальция)

II. Водород как восстановитель

1. Взаимодействие с галогенами

H2 + F2 → 2HF (в темноте)

H2 + Cl2 → 2HCl (на свету)

2. Взаимодействие с кислородом (образование воды)

О2 + 2Н2 → 2Н2О (на свету)

3. Восстановление металлов

CuO + H2 → Cu + H2O

4. Взаимодействие с азотом

N2 + 3H2 → 2NH3

5. Образование метана

С + 2Н2 t() → СН4

6. Гидрирование непередельных органических веществ

СН2=СН2 + Н2 → СН3-СН3