Водороден оксид: получаване и свойства

Най-важното и широко разпространено вещество на нашата планета, разбира се, е водата. Какво може да се сравни с него по важност? Известно е, че животът на Земята стана възможен само с появата на течност. Какво представлява водата (водороден оксид) от химическа гледна точка? Какво се състои от и какви свойства има? Нека се опитаме да разберем тази статия.

Водород и неговите съединения

Най-лекият атом в цялата периодична система е водородът. Той също така заема двойна позиция, разположена както в подгрупа халогени, така и в първата група алкални метали. Какво обяснява тези функции? Електронната структура на обвивката на атома. Той има само един електрон, който може свободно да напусне и да се присъедини един към друг, образувайки чифт и завършвайки външното ниво.

Ето защо основните и единствени оксидационни състояния на този елемент са +1 и -1. Лесно взаимодейства с метали, образувайки хидриди - твърди, нелетливи соли, подобни на бял цвят.

Водородът обаче лесно образува летливи молекули на вещества, взаимодействащи с неметалните. Например:

• сероводород Н₂S;
• метан СН₄;
• силан SiH₄ и други.

Като цяло водородът образува много. Най-важното вещество, в което той влиза, обаче е водородният оксид, чиято формула е Н₂А. Това е най-известното съединение, което дори и ученик от началното училище се учи по формула, която все още не е запознат с химия. В края на краищата, вода (и това е висок оксид водород) е не само общо вещество, но и източник на живот на нашата планета.

Самото име на елемента отразява основната му същност - водород, т.е. "раждане на вода". Подобно на всеки друг оксид, това също е двоично съединение с редица физични, химични свойства. Освен това има специални характеристики, които отличават водата от всички останали съединения.

Също така важен клас съединения, които образуват водород, са киселини, органични и минерални.

Химични свойства на водорода

От гледна точка на химическата активност, водородът е доста силен редуциращ агент. В много реакции той проявява само такива свойства. Въпреки това, когато взаимодейства с още по-силни метали, той става окислител.

Много важно в индустрията е взаимодействието на водород с метални оксиди. В края на краищата това е един от начините да се получи последната в чиста форма. Хидродинамиката е металургичен метод за синтез на чисти метали от техните оксиди чрез редукция с водород.

Реакцията на водород с оксида има следната обща форма: Me_хО_ш + Н₂ = Н₂O + Me.

Разбира се, това далеч не е единственият начин за синтезиране на чисти метали. Има и други. Обаче, намаляването на оксидите с водород е енергийно по-скоро печеливш и некомплициран производствен процес, който намира широко приложение.

Друга интересна особеност е, че когато водородът се смесва с въздуха, водородът може да образува силно експлозивна смес. Името му е експлозивен газ. За да се направи това, смесването трябва да се извърши чрез изчисляване на два обема водород на кислород.

Вода - водороден оксид

Фактът, че този оксид е много важен, вече споменахме няколко пъти. Сега нека да я характеризираме от гледна точка на химията. Дали това съединение наистина принадлежи към този клас неорганични вещества?

За да направите това, опитайте малко по-различен начин да напишете формулата: H₂О = НЕ. Същността е същата, броят на атомите е еднакъв, но сега е очевидно, че пред нас имаме хидроксид. Какви са качествата му? Обмислете дисоциацията на съединението:

NON = Н⁺ + OH^-.

Ето защо, киселинни свойства, тъй като в разтвора има водородни катиони. Освен това те не могат да бъдат основни, тъй като алкалните вещества образуват само метали.

Следователно, друго име, което има водороден оксид, е кислородсъдържаща киселина от най-простия състав. След като такива сложни заплитания са характерни за дадена молекула, следователно нейните свойства ще бъдат специални. И свойствата отблъскват структурата на молекулата, така че ще я разглобим.

Структурата на водната молекула

За първи път за този модел, помисли си Нилс Бор, той притежава върховенството и авторитета по този въпрос. Имаше следните характеристики.

1. Водната молекула е дипол, тъй като елементите, които съставляват неговия състав, се различават значително в стойността на електронеогънатата.
2. Формата му е триъгълна, в основата - водород, а на върха - кислород.
3. Благодарение на тази структура, това вещество е способно да образува водородни връзки, както между същите молекули, така и с други съединения, които имат силно електронегативен елемент в състава.

За да видите как схематично се разглежда окислият оксид, можете да видите на снимката по-долу.

Физични свойства на водороден оксид

Могат да бъдат идентифицирани няколко основни характеристики.

1. Агрегатно състояние: газообразна - пара, течна, твърда - сняг, лед.
2. Точката на кипене е 100⁰С (99,974).
3. Точка на топене - 0 ° С⁰S.
4. Водата може да се компресира при нагряване в температурния диапазон от 0-4⁰В. Това обяснява образуването на лед на повърхността, която има по-ниска плътност и запазване на живота под дебелината на водородния оксид.
5. Голяма топлинна мощност, но много ниска топлопроводимост.
6. В течно състояние на водорода окисът показва вискозитет.
7. Може да бъде наречен специален имот повърхностно напрежение и образуване на отрицателен електрически потенциал на водната повърхност.

Както отбелязахме по-горе, характеристиките на свойствата зависят от структурата. Така че е тук. Способността да се образуват водородни връзки води до подобни характеристики на това съединение.

Химически оксид: химични свойства

От гледна точка на химията активността на водата е доста висока. Особено когато става дума за реакции, придружени от отопление. Какво може да взаимодейства водородният оксид?

1. С метали, които в серия от напрежения са до водород. В същото време, при най-активните (до алуминиеви) специални условия не са необходими, а тези с по-ниска редукционна способност реагират само с пара. Същите, които стоят зад водорода, изобщо не могат да влязат в такива взаимодействия.
2. С неметали. Не с всички, но с мнозинството. Например, във флуорна атмосфера, водата гори с виолетов пламък. Също така реакцията е възможна с хлор, въглерод, силиций и други атоми.
3. С метални оксиди (основни) и киселини (неметални). Съответно се образуват алкали и киселини. Сред металите такива реакции са способни на представители на първите две групи от основни подгрупи, с изключение на магнезий и берилий. Неметите, образуващи киселинни оксиди, взаимодействат с водата. Изключение е речен пясък - SiO₂.

Уравнение на реакциите водороден оксид като пример, може да се цитира следното: SO₃ + Н₂О = Н₂SO_4.

Разпространение в природата

Вече разбрахме, че това вещество е най-разпространеното в света. Обозначете процента в обектите.

1. Около 70% от телесното тегло на хората и бозайниците. Някои представители на фауната се състоят от около 98% водороден оксид (медузи).
2. 71% от Земята е покрита с вода.
3. Най-голямата маса е водата на Световния океан.
4. Около 2% се съдържат в ледниците.
5. 0,63% се концентрира под земята.
6. 0,001% пада върху атмосферата (мъгла).
7. Тялото на растенията се състои от 50% вода, някои дори повече.
8. Много съединения се намират под формата на кристални хидрати, съдържащи свързана вода.

Продължете този списък за дълго време, защото е трудно да си спомните нещо, което не включва вода или веднъж не е било включено. Или тя се формира без участието на този оксид.

Методи за получаване

Производството на водороден оксид няма промишлено значение. По-лесно е да се използват готови източници - реки, езера и други водни тела, отколкото да се отделя огромно количество енергия и реагенти. Следователно в лабораторията е целесъобразно да се получи дестилирана, изключително чиста вода.

За тези цели, използвайте определени устройства, като дестилационни кубове. Тази вода е необходима за извършването на много химични взаимодействия, тъй като суровият материал съдържа голямо количество чужди примеси, соли, йони.

Биологична роля

Да казвате, че водата се използва навсякъде, не казвайте нищо. Немислимо е да си представите живота си без тази връзка. От самото сутрин до вечерта хората постоянно го използват за битови и промишлени цели.

Свойствата на водороден оксид означават използването му като универсален разтворител. И не само в лабораторията. Но в живите същества, където се случват хиляди биохимични реакции всяка секунда.

Също така, самата вода е участник в много синтези, тя също служи като страничен продукт, образуван в резултат на тях. Всеки човек на Земята в продължение на 60 години преминава през себе си около 50 тона от това удивително вещество!

Използва се водороден оксид:

• във всички отрасли на промишлеността;
• медицина;
• химичен синтез;
• във всички видове продукции;
• домакински нужди;
• селското стопанство.

Трудно е да се определи областта на живота, в която можете да правите без вода. Единствените живи същества, които не притежават водороден оксид в състава си и живеят без него, са вируси. Ето защо е трудно човек да се бори с тези организми.