1 Wodór i jego właściwości-Występowanie i otrzymywanie wodoru, -Właściwości fizyczne i chemiczne wodoru, -ważniejsze związki wodoru

2 Występowanie wodoru i jego otrzymywanieWystępowanie – głównie w postaci związanej (np. woda, węglowodany i inne związki organiczne), niewielkie ilości w stanie wolnym w górnych warstwach atmosfery, w gazach wulkanicznych, towarzyszy złożom gazu ziemnego. Otrzymywanie metodami laboratoryjnymi: - Reakcje wymiany pojedynczej tj. rugowania wodoru z kwasów przez metale znajdujące się przed wodorem w szeregu aktywności metali Elektroliza wody Reakcje aktywnych metali (głównie litowce i berylowce) z wodą. Reakcja cynku lub glinu z roztworem silnej zasady

3 Występowanie wodoru i jego otrzymywanie – cdOtrzymywanie wodoru metodami przemysłowymi Konwersja metanu wobec kat Ni i temp. 400oC CH4 + H2O  CO + 3H2 oraz CO + H2O  CO2 + H2 sumarycznie CH4 + 2H2O  CO2 + 4H2 Reakcja węgla (koksu) z parą wodną C + H2O  CO + H2 oraz CO + H2O  CO2 + H2

4 Izotopy wodoru i typy wiązań w związkach binarnych wodoruIzotopy wodoru: 11H – prot, 21D – deuter, 31T – tryt, właściwości chemiczne izotopów są identyczne z tym, że reaktywność maleje wraz wzrostem liczby masowej A, również wraz ze wzrostem A wzrasta gęstość, Tt i Tw. Wodorki – to głównie związki wodoru z litowcami MeH i berylowcami MeH2 z wyjątkiem Be i Mg, są to związki o wiązaniach jonowych, o budowie krystalicznej i charakterze zasadowym, w węzłach sieci krystalicznej znajdują się kationy metalu i aniony wodorkowe H-

5 Izotopy wodoru i typy wiązań w związkach binarnych wodoru - cdW związkach wodoru z innymi metalami występują wiązania atomowe spolaryzowane lub metaliczne W związkach wodoru z półmetalami i niemetalami występują wiązania kowalencyjne (atomowe) lub kowalencyjne (atomowe) spolaryzowane W miarę wzrostu elektroujemności (wzrostu liczby atomowej Z) pierwiastków bloku s i p w okresach wiązania w związkach binarnych z wodorem wiązanie zmienia się od jonowego do kowalencyjnego silnie spolaryzowanego

6 Właściwości fizyczne wodoruWodór w warunkach normalnych (0oC i 1013hPa) jest gazem bezbarwnym, bezwonnym, praktycznie nierozpuszczalnym w wodzie (zbiera się pod wodą), bardzo dobrze rozpuszcza się w palladzie (w 1dm3 palladu w temp. 20oC rozpuszcza się 870 dm3 wodoru) i niklu (pallad i nikiel mają zastosowanie w procesach hydrogenacji (uwodorowania) jako katalizatory), podwyższonej temperaturze przenika przez szkło kwarcowe i przez metale

7 Właściwości chemiczne wodoruReakcje z fluorowcami (halogenami) - Samorzutnie i wybuchowo z fluorem H2 + F2  2HF - Przy udziale światła uv z chlorem H2 + Cl2  2HCl - W podwyższonej temperaturze bromem i jodem H2 + Br2  2HBr H2 + I2  2HI Wodór jest gazem palnym, mieszanka H:O w stosunku 2:1 jest mieszaniną piorunującą, wodór spala się blado-niebieskim płomieniem – rekcja musi być zainicjowana iskrą elektryczną lub płomieniem W podwyższonej temp. i ciśnieniu oraz katalizatora z siarką H2 + S  H2S W podwyższonej temp. i ciśnieniu z azotem 3H2 + N2  2NH3

8 Wybuchowe spalenie wodoru w powietrzu

9 Właściwości chemiczne wodoru - cdWłaściwości redukujące wodoru CuIIO-II + H20  Cu0 + H2IO-II Fe2IIIO3-II + 3H20  2Fe0 + 3H2IO-II CaIIH2-I + 2H2IO-II  CaII(O-IIHI)2 + 2H20 Cl20 + H20  2HICl-I Właściwości utleniające wodoru 2Na0 + H20  2NaIH-I Ca0 + H2ISVIO4-II  CaIISVIO4-II + H20

10 Materiały źródłowe: 1. Adam Bielański – Chemia ogólna i nieorganiczna 2. M. Grębosz, S. Zapotoczny – Słownik szkolny – Chemia 3. A. Bogdańska Zarembina, E. I. Matusewicz, J. Matusewicz – Chemia dla szkół średnich 4. R. Hassa, A. Mrzigod, J. Mrzigod, W. Sułkowski – Chemia – podręcznik i zbiór zadań w jednym 5. M. Litwin, S. Styka – Wlazło, J. Szymońska – Chemia ogólna i nieorganiczna 6. J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk – Tablice chemiczne 7. K. M. Pazdro – Chemia podręcznik do kształcenia rozszerzonego w liceach Materiał zdjęciowy: 1. Wikipedia 2. Zdjęcia własne