Oksidi hidrojeni: maandalizi na mali

2024 Mwandishi: Angel Austin | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 05:42

Kitu muhimu na kilichoenea zaidi kwenye sayari yetu, bila shaka, ni maji. Ni nini kinachoweza kulinganishwa nayo kwa umuhimu? Inajulikana kuwa maisha duniani yaliwezekana tu na ujio wa kioevu. Maji (oksidi hidrojeni) ni nini kutoka kwa mtazamo wa kemikali? Inajumuisha nini na ina mali gani? Hebu jaribu kuelewa makala hii.

Hidrojeni na misombo yake

Chembe nyepesi zaidi katika jedwali zima la upimaji ni hidrojeni. Pia inachukua nafasi mbili, ikiwa iko katika kikundi kidogo cha halojeni na katika kundi la kwanza la metali za alkali. Ni nini hufafanua sifa kama hizo? Muundo wa elektroniki wa ganda la atomi yake. Ina elektroni moja tu, ambayo ni bure kwa zote mbili kuondoka na kuambatanisha nyingine yenyewe, na kutengeneza jozi na kukamilisha kiwango cha nje.

Ndiyo maana hali kuu na pekee za oksidi za kipengele hiki ni +1 na -1. Humenyuka kwa urahisi pamoja na metali, na kutengeneza hidridi - misombo dhabiti isiyo na tete inayofanana na chumvi ya rangi nyeupe.

Hata hivyo, hidrojeni pia huunda kwa urahisi molekuli tete za dutu, zinazoingiliana na zisizo za metali. Kwa mfano:

• sulfidi hidrojeni H₂S;
• methaneCH₄;
• silane SiH₄ na wengine.

Kwa ujumla, hidrojeni huunda misombo mingi sana. Hata hivyo, dutu muhimu zaidi ambayo imejumuishwa ni oksidi hidrojeni, fomula yake ni H₂O. Hiki ndicho kiwanja maarufu zaidi ambacho hata mwanafunzi wa shule ya msingi ambaye bado hajafahamu kemia anakitambua kwa fomula. Baada ya yote, maji (na hii ndiyo oksidi ya hidrojeni ya juu zaidi) sio tu dutu ya kawaida, lakini pia chanzo cha maisha kwenye sayari yetu.

Jina lenyewe la kipengele huakisi kiini chake kikuu - hidrojeni, yaani, "kuzaa maji". Kama oksidi nyingine yoyote, hii pia ni kiwanja cha binary na idadi ya sifa za kimwili na kemikali. Kwa kuongeza, kuna sifa maalum zinazotofautisha maji kutoka kwa misombo mingine yote.

Pia aina muhimu ya misombo inayounda hidrojeni ni asidi, kikaboni na madini.

Sifa za kemikali za hidrojeni

Kwa mtazamo wa shughuli za kemikali, hidrojeni ni kinakisishaji chenye nguvu kiasi. Katika athari nyingi, inaonyesha mali kama hizo. Hata hivyo, inapoingiliana na metali zenye nguvu zaidi, inakuwa kioksidishaji.

Muhimu sana katika tasnia ni mwingiliano wa hidrojeni na oksidi za metali. Baada ya yote, hii ni mojawapo ya njia za kupata mwisho katika fomu yake safi. Hydrogenthermy ni njia ya metallurgiska ya usanisi wa metali safi kutoka kwa oksidi zake kwa kupunguza na hidrojeni.

Mwitikio wa hidrojeni pamoja na oksidi una aina zifuatazo za jumla:Mimi_xO_y + H₂=H₂O + Mimi.

Bila shaka, hii sio njia pekee ya kusanisi metali safi. Kuna wengine. Hata hivyo, upunguzaji wa oksidi na hidrojeni ni mchakato wa uzalishaji wenye faida na usio na utata ambao umepata matumizi mapana.

Pia cha kufurahisha ni ukweli kwamba ikichanganywa na hewa, gesi ya hidrojeni inaweza kutengeneza mchanganyiko unaolipuka sana. Jina lake ni gesi inayolipuka. Ili kufanya hivyo, kuchanganya kunapaswa kufanywa kwa kiwango cha ujazo mbili za hidrojeni kwa oksijeni moja.

Maji ni oksidi hidrojeni

Ukweli kwamba oksidi hii ni muhimu sana, tayari tumetaja mara kadhaa. Sasa hebu tuainishe kwa suala la kemia. Je, kiwanja hiki ni cha aina hii ya dutu isokaboni?

Ili kufanya hivi, atajaribu kuandika fomula kwa njia tofauti kidogo: H₂O=HON. Kiini ni sawa, idadi ya atomi ni sawa, hata hivyo, sasa ni dhahiri kwamba tuna hidroksidi mbele yetu. Je, inapaswa kuwa na sifa gani? Zingatia kutengana kwa kiwanja:

NON=H⁺ + OH^-.

Kwa hivyo, sifa zake ni tindikali, kwa kuwa miunganisho ya hidrojeni iko kwenye myeyusho. Kwa kuongeza, haziwezi kuwa msingi, kwa sababu alkali huunda metali pekee.

Kwa hivyo, jina lingine ambalo lina oksidi ya hidrojeni ni asidi iliyo na oksijeni ya muundo rahisi zaidi. Kwa kuwa interlacings vile ngumu ni tabia ya molekuli iliyotolewa, kwa hiyo, mali yake itakuwa maalum. Na mali huondolewa kutokamuundo wa molekuli, kwa hivyo tutaichanganua.

Muundo wa molekuli ya maji

Kwa mara ya kwanza, Niels Bohr alifikiria kuhusu mwanamitindo huyu, na anamiliki ukuu na uandishi katika suala hili. Walisakinisha sifa zifuatazo.

1. Molekuli ya maji ni dipole, kwa kuwa vipengele vinavyoiunda hutofautiana sana katika uwezo wa kielektroniki.
2. Umbo lake la pembetatu, hidrojeni kwenye msingi na oksijeni juu.
3. Kutokana na muundo huu, dutu hii ina uwezo wa kutengeneza vifungo vya hidrojeni, kati ya molekuli za jina moja, na pamoja na viambajengo vingine vilivyo na kipengele cha elektroni katika utungaji wao.

Angalia jinsi oksidi ya hidrojeni inayozungumziwa inavyoonekana kisanii kwenye picha iliyo hapa chini.

Tabia halisi ya oksidi hidrojeni

Sifa kuu kadhaa zinaweza kutambuliwa.

1. Hali ya kujumlisha: gesi - mvuke, kioevu, kigumu - theluji, barafu.
2. Kiwango cha mchemko - 100⁰C (99, 974).
3. Kiwango myeyuko - 0⁰C.
4. Maji yanaweza kusinyaa yanapopashwa kwenye viwango vya joto kutoka 0-4⁰C. Hii inaelezea uundaji wa barafu juu ya uso, ambayo ina msongamano wa chini na uhifadhi wa maisha chini ya unene wa oksidi hidrojeni.
5. Uwezo wa juu wa joto lakini upitishaji joto wa chini sana.
6. Katika hali ya umajimaji, oksidi hidrojeni huonyesha mnato.
7. Mvutano wa uso na uundaji wa hasiuwezo wa umeme kwenye uso wa maji.

Kama tulivyoona hapo juu, vipengele vya sifa hutegemea muundo. Hivyo hapa. Uwezo wa kuunda vifungo vya hidrojeni umesababisha sifa zinazofanana katika mchanganyiko huu.

Oksidi hidrojeni: sifa za kemikali

Kwa mtazamo wa kemia, shughuli ya maji ni ya juu sana. Hasa linapokuja suala la athari zinazofuatana na joto. Je, oksidi hidrojeni inaweza kuguswa na nini?

1. Na metali, ambayo katika mfululizo wa voltages ni hadi hidrojeni. Wakati huo huo, na kazi zaidi (hadi alumini), hali maalum hazihitajiki, na wale walio na uwezo wa kupunguza huguswa tu na mvuke. Zile zinazosimama baada ya hidrojeni hazina uwezo wa kuingia katika mwingiliano kama huo hata kidogo.
2. Na zisizo za metali. Sio na kila mtu, lakini na wengi. Kwa mfano, katika mazingira ya fluorine, maji huwaka na moto wa violet. Mwitikio pia unawezekana kwa klorini, kaboni, silikoni na atomi zingine.
3. Yenye oksidi za chuma (msingi) na tindikali (zisizo metali). Alkali na asidi huundwa, kwa mtiririko huo. Kati ya metali, wawakilishi wa vikundi viwili vya kwanza vya vikundi vidogo wana uwezo wa athari kama hizo, isipokuwa magnesiamu na berili. Metali zisizo za metali zinazounda oksidi za asidi huingiliana na maji yote. Isipokuwa ni mchanga wa mto - SiO₂.

Mlingano wa mmenyuko wa oksidi hidrojeni ni kama mfano: SO₃ + H₂O=H₂ SO_4.

Enea kwa asili

Tayari tumegundua kuwa dutu hii -iliyoenea zaidi duniani. Hebu tuashiria asilimia katika vitu.

1. Takriban 70% ya uzito wa mwili wa binadamu na mamalia. Baadhi ya wanyama ni takriban 98% ya oksidi ya hidrojeni (jellyfish).
2. 71% ya Dunia imefunikwa na maji.
3. Uzito mkubwa zaidi ni maji ya bahari.
4. Takriban 2% hupatikana kwenye barafu.
5. 0, 63% chini ya ardhi.
6. 0.001% ni ya angahewa (ukungu).
7. Mwili wa mimea ni 50% ya maji, baadhi ya spishi hata zaidi.
8. Michanganyiko mingi hutokea kama hidrati fuwele zenye maji ya kufunga.

Orodha hii inaweza kuendelezwa kwa muda mrefu, kwa sababu ni vigumu kukumbuka kitu chochote ambacho hakijumuishi maji au ambacho hakikujumuisha. Au imeundwa bila ushiriki wa oksidi hii.

Njia za kupata

Kupata oksidi hidrojeni hakuna thamani ya viwanda. Baada ya yote, ni rahisi kutumia vyanzo vilivyotengenezwa tayari - mito, maziwa na miili mingine ya maji kuliko kutumia kiasi kikubwa cha nishati na reagents. Kwa hivyo, katika maabara, inafaa tu kupata maji yaliyosafishwa, safi sana.

Kwa madhumuni haya, vifaa fulani hutumiwa, kama vile cubes za kunereka. Maji hayo ni muhimu kwa ajili ya kufanya mwingiliano wa kemikali, kwani maji ambayo hayajatibiwa yana kiasi kikubwa cha uchafu, chumvi, ioni.

Jukumu la kibayolojia

Kusema kuwa maji yanatumika kila mahali ni ujinga. Haiwezekani kufikiria maisha yako bila muunganisho huu. Kutokaasubuhi na hadi jioni, mtu huitumia kila mara kwa madhumuni ya nyumbani na ya viwandani.

Sifa za oksidi hidrojeni humaanisha matumizi yake kama kiyeyusho zima. Na si tu katika maabara. Lakini pia katika viumbe hai, ambapo maelfu ya athari za biokemikali hufanyika kila sekunde.

Pia, maji yenyewe hushiriki katika sanisi nyingi, pia hutumika kama bidhaa inayotokana nayo. Kila mtu Duniani hupitia takriban tani 50 za dutu hii ya ajabu katika miaka 60!

Oksidi hidrojeni imetumika:

• katika tasnia zote;
• dawa;
• miundo ya kemikali;
• katika aina zote za viwanda;
• mahitaji ya kaya;
• kilimo.

Ni vigumu kufafanua eneo la maisha ambalo unaweza kufanya bila maji. Viumbe hai pekee ambao hawana oksidi ya hidrojeni katika muundo wao na wanaishi bila hiyo ni virusi. Ndio maana ni vigumu kwa mtu kupambana na viumbe hawa.