Vodík, kyslík,voda
Kategorie: Chémia (celkem: 338 referátů a seminárek)
Informace o referátu:
- Přidal/a: anonymous
- Datum přidání: 05. července 2007
- Zobrazeno: 6799×
Příbuzná témata
Vodík, kyslík,voda
VodíkNejrozšířenější plyn ve vesmíru. Výskyt:
- volný(H2) v zemním plynu, na Slunci, mezihvězdný prostor,…
-vázaný (H20,NH3 , CTB), vodík je biogenní prvek.
El.konfigur.:1s1 ox.:číslo:I,-I
Konfigurace je nestálá snaží se dosáhnout 1s2(stabilnější konfigurace)
a) vytvoří kovalentní vazbu H-H
b) přijetím e. vznikne anion hydridový : H + e → H-
c) odevzdáním e. H – e → H+ kation vodíku
Příprava:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
2Na + 2H2O→ 2NaOH + H2
H2O + C → CO + H2 …. reakce vodní páry přes rozžhavený koks vzniká vodní plyn
Vlastnosti:
Fyzikální: Bezbarvý plyn, nejlehčí prvek PSP je 14 lehčí než vzduch. Molekula vodíku je velmi mamá a má schopnost přebudovat se do krystalové mřížky katalyzátorů.
Hydrogenace- přibírání vodíků. Hydrogenací tuků z rostlinných olejů získáváme rostlinné tuky.
Chemické: Za laboratorních podmínek je málo reaktivní zvýšíme-li teplotu mnohé reakce probíhají.
Reakce:
H2 + F2 → 2HF
H2 + Cl2 → 2 HCl2
3H2 + N → 2 NH3 …..za sníženého tlaku a při zahřívání
2H2 + O2 → 2 H20
Pokud bychom naplnili válec těmito plyny v poměru 2:1 došlo by k výbuchu
Redukční účinky vodíku: CuO + H2 → Cu + H2O…vyredukuje se měď
Hydridy :a) Iontově-pevné látky:
b) Kovalentní – nepolární-PH3, ASH3-nereagují s vodou
- polární- HCl, HF, HBr- reagují s vodou
Použití: syntéza organických a anorganických sloučenin, redukce kovů, svařování a tavení kovů, raketové palivo.
Kyslík
Nejrozšířenější prvek na Zemi je ho 21 % v atmosféře, je obsažen v pedosféře a litosféře.
Výskyt:
a) ve vzduchu jako molekula O2
b) vázaný ve sloučeninách zemské kůry, kyslík je biogenní prvek
Konfigurace: [He] 2s2 2p4….snaží se dosáhnout konfigurace neonu
Vlastnosti:
Fyzikální: bezbarvý plyn, vyskytuje se jako molekulární. Je těžší než vzduch.
Chemické: Reaguje se všemi prvky, této reakci říkáme oxidace.
Oxidace:
a) pomalá- dýchání, zvětrávání
b) rychlá- hoření
Reakce:
Mg + O2 → MgO …pálené magnesium
S + O2 → SO2
4P + 3O2 → 2P2O3
Rozdělení oxidů:
1. Podle prostorové struktury:
a) molekulové- tvoří je nekovy, bývají tuhého skupenství, když je ochladíme tak vytváří krystalovou mřížku a v uzlech jsou umístěny molekuly:
CO2-suchý led, SO2, SO4
b) atomové- v krystalové mřížce mají atomy vázány kovalentní vazbou. Např.: ZnSO4,Fe2O3
c) iontové – v uzlových bodech jsou umístěny kationy a aniony.
Tvoří je alkalické kovy: Na2O→Na2O2
2. Podle toho jaké tvoří prostředí:
a) kyselinotvorné: SO2 + H2O → H2SO3, SO3 + H2O → H2SO4
b) zásadotvorné: CaO + H2O → Ca (OH)2
c) amfoterní : projevují se jako kyseliny tak i jako zásady: ZnO+ 2HCl → ZnCl2+ H2O
Příprava:
2 KClO3 → 2 KCl + 3O2
2 KNO3 → KNO3 + O2
termický rozklad některých oxidů
2 HgO → 2 Hg + O2
2 Ag2O → 4 Ag + O2
katalytický rozklad vodného roztoku peroxidu vodíku (reakce je katalyzována oxidem manganičitým)
2 H2O2 → 2 H2O + O2
elektrolýzou H2SO4 lze také připravit kyslík
Použití: svařování, dýchací přístroje, ozon (O3) složí ke sterilizaci vody a chirurgických nástrojů, kapalné palivo raket
Voda
Hlavní složka lid. organismu, tvoří složku půdy a minerálů, polární rozpouštědlo, důležité v průmyslu a zemědělství.
Voda vytváří lomenou molekulu H-O-H (úhel 104º), je to prvek elektronegativní, vytváří vodíkové můstky, má vysoký bod varu. Voda v přírodě je většinou povrchová, je nečistá a obsahuje rozpuštěné soli, plyny a minerály. Obsahuje uhličitany. Pitná voda se získává z pramenů a řek, ta protéká přes čističky. Tvrdost vody:
a) přechodná- rozpuštěné soli hydrogenuhličitanu (vápenatého)
Ca(HCO3)2 → CaCO3* + H2O + CO2 ….*…kotelní kámen
b) trvalá CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 + Na2SO4
Peroxid vodíku
Bezbarvá sirupovitá kapalina, má větší hustotu než voda.
K desinfekci se používá 3% H2O2.
Ve vodě je rozpustný a chová se jako kyselina, má oxidační a redukční účinnost.
Oxidační: 2 KI + H2O2 + H2SO4 → I2 + K2SO4+ 2 H2O
Redukční: 2 KMnO4 + 5 H2O2 + 3 H2SO4 → 5 O2+ K2SO4 + 2 MnSO4 +H2O
Vodík
Izotopy 1H – lehký vodík – protium
2H - těžký vodík – deuterium D
3H – radioaktivní vodík – tritium T
elektronová konfigurace 1s1
výskyt – vodík se na zemi vyskytuje převážně ve sloučeninách s téměř všemi prvky
volný se vyskytuje v dvouatomových molekulách v sopečných plynech a zemním plynu, je to plyn bez barvy, chuti a zápachu, je 14x lehčí než vzduch
Příprava a výroba vodíku – reakce méně ušlechtilých kovů s roztoky kyselin
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2
Zn + HCl ZnCl2 + H2
- rozkladem uhlovodíků
CH4C + 2H2
- elektrolýzou vody nebo vodného roztoku NaCl
2H3O+ + 2e- 2H2O + H2 na katodě
- převáděním vodní páry přes rozžhavený koks
H2O + C CO + H2
Reakce a sloučeniny – stabilita molekuly vodíku způsobuje to, že reaguje s většinou prvků až za zvýšené teploty nebo přítomnosti katalyzátorů.
Výrazné redukční činidlo:
S kyslíkem tvoří výbušnou směs 2H2 + O2 2H2O
CuO + H2 Cu + H2O
S alkalickými kovy působí jako oxidační činidlo
2K + H2 2KH
Dvouprvkové sloučeniny vodíku se nazývají hydridy:
1, S elektropozitivnějšími prvky tvoří iontové hydridy – s prvky
-vodík oxidační číslo –I
- pevné látky s vysokou teplotou tání, silná redukční činidla
2, S elektronegativními prvky tvoří hydridy s kovalentními vazbami - p prvky
- vodík oxidační číslo +I
- kromě vody jsou to těkavé plynné látky, hydridy s nepolárně kovalentní vazbou (CH4 , PH3 , AsH3 ) s vodou nereagují, hydridy s polárně kovalentní vazbou reagují s vodou za uvolnění protonu HCl + H2O H3O+ + Cl-
3, kovové hydridy – tvoří je přechodné prvky bloku d, v nich je poměr vodíku ke kovu nestechiometrický. Vznikají pohlcením vodíku do struktury kovu. Stechiometrický poměr se mění s tlakem a teplotou
Použití - vodík je významné redukční činidlo. Používá se hlavně při syntéze amoniaku, k vyredukování některých kovů. Ke sváření a tavení kovů. Součást svítiplynu, raketové palivo.
- ocelové lahve s levotočivým závitem a červeným pruhem
Pokusy: 1, příprava vodíku: Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 v Kippově přístroji + aparatura pro jímání plynu nad vodou. Zkouška na čistotu.
2, redukce CuO vodíkem CuO + H2 Cu+ H2O.