Hidrogen oksidi: hazırlanması və xassələri

2024 Müəllif: Angel Austin | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 05:16

Planetimizdə ən vacib və geniş yayılmış maddə təbii ki, sudur. Əhəmiyyət baxımından onunla nə müqayisə oluna bilər? Məlumdur ki, Yer üzündə həyat yalnız mayenin meydana gəlməsi ilə mümkün olmuşdur. Kimyəvi baxımdan su (hidrogen oksidi) nədir? Nədən ibarətdir və hansı xüsusiyyətlərə malikdir? Gəlin bu məqaləni anlamağa çalışaq.

Hidrogen və onun birləşmələri

Bütün dövri cədvəldəki ən yüngül atom hidrogendir. Həm halogenlərin alt qrupunda, həm də qələvi metalların birinci qrupunda yerləşərək ikili mövqe tutur. Bu cür xüsusiyyətləri nə izah edir? Atomun qabığının elektron quruluşu. Onun yalnız bir elektronu var, o, həm tərk etmək, həm də özünə başqa bir elektron əlavə etmək, cütlük yaratmaq və xarici səviyyəni tamamlamaq üçün sərbəstdir.

Ona görə də bu elementin əsas və yeganə oksidləşmə dərəcələri +1 və -1-dir. O, metallarla asanlıqla reaksiyaya girərək hidridlər - ağ rəngli bərk qeyri-uçucu duza bənzər birləşmələr əmələ gətirir.

Lakin hidrogen də asanlıqla qeyri-metallarla qarşılıqlı təsirdə olan maddələrin uçucu molekullarını əmələ gətirir. Məsələn:

• hidrogen sulfid H₂S;
• metanCH₄;
• silane SiH₄ və başqaları.

Ümumiyyətlə, hidrogen kifayət qədər çoxlu birləşmələr əmələ gətirir. Bununla belə, onun daxil olduğu ən vacib maddə hidrogen oksiddir, formulunu H₂O təşkil edir. Bu, hətta kimya ilə hələ tanış olmayan ibtidai sinif şagirdinin də formula ilə tanıdığı ən məşhur birləşmədir. Axı su (və bu, ən yüksək hidrogen oksididir) təkcə ümumi maddə deyil, həm də planetimizdə həyat mənbəyidir.

Elementin adının özü onun əsas mahiyyətini - hidrogeni, yəni "su doğuran"ı əks etdirir. Hər hansı digər oksid kimi, bu da bir sıra fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərə malik ikili birləşmədir. Bundan əlavə, suyu bütün digər birləşmələrdən fərqləndirən xüsusi xüsusiyyətlər var.

Həmçinin hidrogen əmələ gətirən birləşmələrin mühüm sinfi həm üzvi, həm də mineral turşulardır.

Hidrogenin kimyəvi xassələri

Kimyəvi fəaliyyət nöqteyi-nəzərindən hidrogen kifayət qədər güclü reduksiyaedicidir. Bir çox reaksiyalarda o, məhz belə xüsusiyyətləri nümayiş etdirir. Bununla belə, daha güclü metallarla qarşılıqlı əlaqədə olduqda, oksidləşdirici maddə olur.

Sənayedə çox vacib olan hidrogenin metal oksidləri ilə qarşılıqlı təsiridir. Axı bu, sonuncunu ən təmiz formada əldə etməyin yollarından biridir. Hidrogentermiya hidrogenlə reduksiya yolu ilə oksidlərindən təmiz metalların sintezi üçün metallurgiya üsuludur.

Hidrogenin oksidlə reaksiyası aşağıdakı ümumi formaya malikdir:Mən_xO_y + H₂=H₂O + Mən.

Əlbəttə, bu, təmiz metalları sintez etməyin yeganə yolu deyil. Başqaları da var. Bununla belə, oksidlərin hidrogenlə reduksiyası geniş tətbiq tapmış enerji baxımından olduqca sərfəli və mürəkkəb olmayan istehsal prosesidir.

Həmçinin maraqlısı odur ki, hava ilə qarışdıqda hidrogen qazı yüksək partlayıcı qarışıq əmələ gələ bilər. Onun adı partlayıcı qazdır. Bunun üçün qarışdırma bir oksigenə iki həcmdə hidrogen nisbətində aparılmalıdır.

Su hidrogen oksiddir

Bu oksidin çox vacib olduğunu artıq bir neçə dəfə qeyd etmişik. İndi onu kimya baxımından xarakterizə edək. Bu birləşmə həqiqətən qeyri-üzvi maddələrin bu sinfinə aiddir?

Bunun üçün düsturu bir az fərqli yazmağa çalışacaq: H₂O=HON. Mahiyyət eynidir, atomların sayı eynidir, lakin indi qarşımızda hidroksid olduğu göz qabağındadır. Hansı xüsusiyyətlərə malik olmalıdır? Birləşmənin dissosiasiyasını nəzərdən keçirin:

NON=H⁺ + OH^-.

Nəticədə, məhlulda hidrogen kationları olduğu üçün xassələri turşudur. Bundan əlavə, onlar əsas ola bilməzlər, çünki qələvilər yalnız metallar əmələ gətirir.

Buna görə də hidrogen oksidi olan başqa bir ad, ən sadə tərkibli oksigen tərkibli turşudur. Bu cür mürəkkəb interlacings müəyyən bir molekul üçün xarakterik olduğundan, onun xüsusiyyətləri xüsusi olacaqdır. Və xassələri dəf olunurmolekulun quruluşu, ona görə də onu təhlil edəcəyik.

Su molekulunun quruluşu

İlk dəfə Niels Bohr bu model haqqında düşündü və bu məsələdə birincilik və müəlliflik ona məxsusdur. Onlar aşağıdakı xüsusiyyətləri quraşdırdılar.

1. Su molekulu dipoldur, çünki onu təşkil edən elementlər elektronmənfilik baxımından çox fərqlənir.
2. Üçbucaqlı forması, əsasda hidrogenlər və yuxarıda oksigen.
3. Bu quruluşa görə bu maddə həm eyniadlı molekullar arasında, həm də tərkibində güclü elektronmənfi elementə malik olan digər birləşmələrlə hidrogen bağları yarada bilir.

Aşağıdakı fotoda sözügedən hidrogen oksidin sxematik şəkildə necə göründüyünə baxın.

Hidrogen oksidin fiziki xassələri

Bir neçə əsas xüsusiyyət müəyyən edilə bilər.

1. Aqreqasiya vəziyyəti: qaz - buxar, maye, bərk - qar, buz.
2. Qaynama temperaturu - 100⁰C (99, 974).
3. Ərimə nöqtəsi - 0⁰C.
4. Su 0-4⁰C temperatur intervalında qızdırıldıqda kiçilə bilir. Bu, səthdə daha az sıxlığa malik buzun əmələ gəlməsini və hidrogen oksidinin qalınlığı altında həyatın qorunmasını izah edir.
5. Yüksək istilik tutumu, lakin çox aşağı istilik keçiriciliyi.
6. Maye vəziyyətdə hidrogen oksidi özlülük nümayiş etdirir.
7. Səthi gərginlik və mənfi əmələ gəlməsisu səthində elektrik potensialı.

Yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi xassələrin xüsusiyyətləri strukturdan asılıdır. Beləliklə, burada. Hidrogen bağları yaratmaq qabiliyyəti bu birləşmədə oxşar xüsusiyyətlərə səbəb olub.

Hidrogen oksidi: kimyəvi xassələri

Kimya baxımından suyun aktivliyi kifayət qədər yüksəkdir. Xüsusilə istiliklə müşayiət olunan reaksiyalara gəldikdə. Hidrogen oksidi nə ilə reaksiya verə bilər?

1. Bir sıra gərginliklərdə hidrogenə qədər olan metallarla. Eyni zamanda, ən aktiv (alüminium qədər) ilə xüsusi şərtlərə ehtiyac yoxdur və daha aşağı azalma qabiliyyəti olanlar yalnız buxarla reaksiya verirlər. Hidrogendən sonra dayananlar heç belə qarşılıqlı təsirlərə girə bilməzlər.
2. Qeyri-metallarla. Hamı ilə yox, əksəriyyətlə. Məsələn, flüor atmosferində su bənövşəyi alovla yanır. Xlor, karbon, silisium və digər atomlarla da reaksiya mümkündür.
3. Metal oksidləri (əsas) və turşu (qeyri-metallar) ilə. Müvafiq olaraq qələvilər və turşular əmələ gəlir. Metallar arasında əsas alt qrupların ilk iki qrupunun nümayəndələri maqnezium və berilyum istisna olmaqla, bu cür reaksiyalara qadirdirlər. Turşu oksidləri əmələ gətirən qeyri-metallar hamısı su ilə qarşılıqlı təsir göstərir. İstisna çay qumudur - SiO₂.

Hidrogen oksid üçün reaksiya tənliyi nümunə kimidir: SO₃ + H₂O=H₂ SO_4.

Təbiətdə yayılmış

Biz artıq müəyyən etmişik ki, bu maddə -dünyada ən geniş yayılmışdır. Obyektlərdə faizi işarə edək.

1. İnsanların və məməlilərin bədən çəkisinin təxminən 70%-ni təşkil edir. Bəzi faunalar təxminən 98% hidrogen oksiddən (meduza) ibarətdir.
2. Yer kürəsinin 71%-i su ilə örtülüdür.
3. Ən böyük kütlə okeanların suyudur.
4. Təxminən 2%-i buzlaqlarda olur.
5. 0, 63% yer altı.
6. 0,001% atmosferdir (duman).
7. Bitkilərin bədəni 50% sudan ibarətdir, bəzi növlər isə daha çoxdur.
8. Bir çox birləşmələr bağlı su olan kristal hidratlar şəklində meydana gəlir.

Bu siyahını uzun müddət davam etdirmək olar, çünki su daxil olmayan və ya bir dəfə daxil olmayan hər şeyi yadda saxlamaq çətindir. Və ya bu oksidin iştirakı olmadan əmələ gəlir.

Alma üsulları

Hidrogen oksidinin alınmasının sənaye dəyəri yoxdur. Axı, böyük miqdarda enerji və reagent sərf etməkdənsə, hazır mənbələrdən - çaylardan, göllərdən və digər su obyektlərindən istifadə etmək daha asandır. Buna görə də, laboratoriyada yalnız distillə edilmiş, yüksək təmiz su əldə etmək məqsədəuyğundur.

Bu məqsədlər üçün distillə kubları kimi müəyyən cihazlardan istifadə olunur. Belə su bir çox kimyəvi qarşılıqlı əlaqənin həyata keçirilməsi üçün lazımdır, çünki təmizlənməmiş suda çoxlu miqdarda çirklər, duzlar, ionlar var.

Bioloji rol

Suyun hər yerdə istifadə edildiyini söyləsək, yalan olar. Bu əlaqə olmadan həyatınızı təsəvvür etmək mümkün deyil. Etibarənsəhər və axşama qədər insan ondan həm məişət, həm də sənaye məqsədləri üçün daim istifadə edir.

Hidrogen oksidin xassələri onun universal həlledici kimi istifadəsini nəzərdə tutur. Həm də təkcə laboratoriyada deyil. Həm də hər saniyə minlərlə biokimyəvi reaksiyanın baş verdiyi canlılarda.

Həmçinin, suyun özü bir çox sintezlərin iştirakçısıdır, həm də onların nəticəsində yaranan əlavə məhsul kimi xidmət edir. Yer üzündəki hər bir insan 60 ildə təxminən 50 ton bu heyrətamiz maddədən keçir!

İstifadə olunan hidrogen oksidi:

• bütün sənayelərdə;
• tibb;
• kimyəvi sintezlər;
• bütün növ sənayelərdə;
• məişət ehtiyacları;
• kənd təsərrüfatı.

Su olmadan edə biləcəyiniz bir həyat sahəsini təyin etmək çətindir. Tərkibində hidrogen oksidi olmayan və onsuz yaşayan yeganə canlılar viruslardır. Ona görə də insanın bu orqanizmlərlə mübarizə aparması çətindir.