Wodr wiedza oglna H ac hydrogenium pierwiastek chemiczny

Wodór – wiedza ogólna (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 1, masie atomowej 1, właściwość 1 , niemetal. l Wodór

Odmiany wodoru l 1. Wodór atomowy to odmiana tworzona przez pojedyncze atomy, w przeciwieństwie do wodoru cząsteczkowego. Wodór atomowy jest nietrwały i szybko łączy się z drugim atomem wodoru, tworząc cząsteczkę H 2, czyli wodór cząsteczkowy (molekularny). Wodór atomowy powstaje w wyniku dysocjacji wodoru cząsteczkowego w wysokiej temperaturze i jest znacznie bardziej aktywny chemicznie niż wodór molekularny.

Odmiana wodoru l Wodór cząsteczkowy (wodór dwuatomowy, wodór molekularny) (H 2) to najprostsza dwuatomowa cząsteczka homoatomowa. Składa się z dwóch atomów wodoru. Występuje w dwóch odmianach o nieco innych właściwościach fizycznych (np. o różnym cieple właściwym) jako ortowodór i parawodór różniące się wzajemną orientacją spinów protonów. W ortowodorze spiny skierowane są zgodnie, zaś w parawodorze — przeciwnie.

Odmiana wodoru l Wodór metaliczny l Metaliczny wodór to stan, który wodór uzyskuje pod bardzo wysokim ciśnieniem. Stan ten wykazuje dobre przewodnictwo elektryczne i inne właściwości metaliczne.

Historia wodoru l Prawdopodobnie pierwszą osobą, która opisała otrzymywanie wodoru w stanie czystym był alchemik Paracelsus żyjący w latach 1493– 1541. Paracelsus wykonywał eksperymenty polegające na wrzucaniu metali do kwasów i zbieraniu do naczyń gazowych produktów tych reakcji, co do dzisiaj stanowi najprostszy sposób otrzymywania tego pierwiastka w warunkach laboratoryjnych. Przypuszcza się jednak, że podobne eksperymenty wykonywano już wcześniej.

Otrzymywanie wodoru Na skalę przemysłową wodór otrzymuje się następującymi metodami: l Poprzez konwersje realizowaną podczas przepuszczania alkanu nad parą wodną, np. metanu: l Cx. H 2 y + 2 x. H 2 O → (2 x+y)H 2 + x. CO 2 l CH 4 + 2 H 2 O → 4 H 2 + CO 2 l l Przez reakcję pary wodnej z koksem w reakcji Bosha: l l termiczny rozpad CH 4: l l C + H 2 O → CO + H 2 2 CH 4 –T=2000 °C→ C 2 H 2 + 3 H 2 reakcje metanu z tlenem: l 2 CH 4 + O 2 → 2 CO + 4 H 2

Otrzymywanie wodory cz 2 W laboratorium można go otrzymać na kilka sposobów: l Elektroliza wodnego roztworu soli lub wodorotlenku metalu alkanicznego bądź wody: l l l Reakcja metalu z kwasem: l l np. Zn + 2 HCl → Zn. Cl 2 + H 2↑ Spalanie magnezu w parze wodnej: l l 2 H 2 O → 2 H 2 +O 2 Mg + H 2 O → Mg. O + H 2↑ Reakcja metalu amfoterycznego z roztworem zasady: l np. 2 Al + 2 Na. OH + 6 H 2 O → 2 Na[Al(OH)4] + 3 H 2↑

Izotopy wodoru l l l l Wodór występuje w 3 różnych izotopach: prot, deuter i tryt. prot (wodór 1 H) W skład jądra wchodzi jeden proton. Nie posiada neutronów. Jest izotopem stabilnym. deuter (2 H lub 2 D) W skład jądra wchodzi jeden proton i jeden neutron. Jest izotopem stabilnym. Ze względu na to, że deuter ma dwukrotnie większą masę od protu, różnią się one znacząco właściwościami fizycznymi, a także chemicznymi (silny efekt izotopowy). tryt (3 H lub 3 T) W skład jądra wchodzi jeden proton i dwa neutrony. Jest izotopem niestabilnym. Ulega rozpadowi β- z powstaniem helu-3.

Zastosowanie l Dawniej wodór był stosowany do napełniania balonów i sterowców, lecz z powodu ryzyka pożaru i wybuchu obecnie zastępowany jest zazwyczaj helem. Skroplony wodór znalazł zastosowanie jako paliwo w silnikach rakietowych. Wodór może również służyć jako paliwo dla silników o spalaniu wewnętrznym (np. silnik spalinowy tłokowy wykorzystywany w samochodzie osobowym). Wykorzystywany jest także w ogniwach paliwowych do generowania prądu elektrycznego.

Zastosowanie cz 2 l Izotop wodoru – tryt – wykorzystywany jest w reakcjach termojądrowych, które mogą potencjalnie stanowić źródło taniej i czystej energii. Inny jego izotop – deuter – wykorzystywany jest jako spowalniacz (moderator) w reaktorach atomowych. Związki zawierające deuter są wykorzystywane do przygotowanie próbek NMR ze względu na właściwości fizykochemiczne tego atomu.

Zastosowanie cz 3 Wodór używany jest także w elektrowniach do chłodzenia generatorów dużej mocy (powyżej 500 MW)[6]. l Wodór otrzymywany biologicznie: w procesie fotosyntetycznego rozkładu wody lub z biomasy nosi nazwę biowodór i jest wykorzystywany jako biopaliwo. Może być wytwarzany również w niektórych procesach bakteryjnych fermentacji beztlenowych. l

Związki wodoru l wodorki l tlenki wodoru l wodorotlenki l kwasy (poza kwasami Lewisa) l prawie wszystkie związki organiczne

Model atomu wodoru Bohra