Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0349 Šablona III/2VY_32_INOVACE_61

Výstižný popis způsobu využití, případně metodické pokyny: Jméno autora: Mgr. Zdeňka Hanzliková Třída/ročník: 1. (5.) Datum vytvoření: červenec 2013 Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Tematická oblast: Anorganická chemie Předmět: chemie Výstižný popis způsobu využití, případně metodické pokyny: výuková prezentace, osnova při probírání tématu Klíčová slova: Vodík – výskyt, vlastnosti, příprava, využití, výroba. Druh učebního materiálu: Prezentace

Vodík - nejjednodušší a nejlehčí chemický prvek lat. název - hydrogenium

Historie objevů kolem vodíku 1671 – R.Boyle dokázal, že působením zředěné kyseliny sírové na železo se uvolňuje hořlavý plyn. 1766 – H.Cavendish – objevitel vodíku, zjistil, že vodík je lehčí než vzduch a v roce 1866 zjistil, že při explozi vodíku a kyslíku vzniká voda. 1783 – A.L. Lavoisier navrhl název hydrogen – to znamená vodu tvořící. 1810 – 1815 H.Davy zjistil, že vodík je základním prvkem v kyselinách ( na rozdíl od Lavoisiera, který tuto vlastnost přikládal kyslíku – oxygenium – kyseliny tvořící).

Vodík - PTP 1H: 1s1 - ox. čísla ve sloučeninách +I, -I - vytváří dvouatomové molekuly - patří mezi nekovy, má vyšší - elektronegativitu než prvky I.A skupiny.

76 let od havárie Hindenburgu

Vodík Nejrozšířenější prvek ve vesmíru, výskyt v mlhovinách v plynném obalu Slunce. V přírodě – směs tří izotopů: Lehký vodík – 11H Deuterium – 12H = D Tritium – 13H = T

Příprava vodíku: Zn + 2HCl→ZnCl2 + H2 Zn + H2SO4→ ZnSO4 + H2 Zn +2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2 2Al+2NaOH +6H2O →2Na[Al(OH)4]+ 3H2 CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2

Výroba vodíku Přehánění vodní páry přes rozžhavený koks a dále reakcí oxidu uhelnatého s dalším podílem vodní páry H2O + C→ CO + H2 CO + H2O → CO2 + H2 2. Reakcí methanu s vodní parou za vysoké teploty – 1100°C a s katalyzátorem ( Ni, který má na povrchu Al2O3) CH4 + H2O → CO + 3H2

Na katodě přijímají kationty H+ z oxoniových 3.Velmi čistý vodík se vyrábí elektrolýzou vody okyselené např. kyselinou sírovou mezi platinovými elektrodami: katoda: 2H3O+ + 2e → 2H2O + 2H2 anoda: SO42- + H2O → H2SO4 + ½O2 + 2e Na katodě přijímají kationty H+ z oxoniových kationtů po jednom elektronu a postupně vzniká H2 a na anodě odevzdávají síranové anionty vždy 2 elektrony, vznikají radikály SO4, které reagují s vodou za vzniku kyseliny sírové a vzniká kyslík.

Fyzikální vlastnosti vodíku - bezbarvý plyn,bez chuti, bez zápachu, lehčí než vzduch, - patří mezi nekovy, proto má vyšší hodnotu elektronegativity než prvky v první skupině, - bod varu -252,8°C, bod tání -259,2°C

Chemické vlastnosti vodíku Za laboratorní teploty není vodík příliš reaktivní, je to způsobeno vysokou energii vazby H – H, EV = - 431,8kJ/mol Dobře reaguje s halogeny a s kyslíkem: H2 + X2 → 2HX X( F, Cl, Br, I) ( reakce s flurem ,chlorem, s kyslíkem jsou explozivní) 2H2 + O2 → 2H2O S kovy se při vyšších teplotách slučuje na hydridy: 2 Na + H2 → 2NaH

Využití vodíku v praxi Silné redukční činidlo. Redukcí plynným vodíkem při vyšších teplotách se dají připravit kovy z jejich oxidů: CuO + H2 → Cu + H2O WO3 + 3H2 → W + 3H2O PbO + H2 → Pb + H2O Palivo budoucnosti, syntéza NH3, syntéza CH3OH, hydrogenace rostlinných olejů.

Citace literatury: MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie pro čtyřletá gymnázia: 1.díl. 3., přeprac. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2005. ISBN 80-7182-055-51. GREENWOOD, N a Alan EARNSHAW. Chemie prvků. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1993, s. 1 793. ISBN 80-854-2738-9. GÁŽO, Jan a Jiří KOHOUT. Všeobecná a anorganická chémia. 3. vydání. Bratislava: Alfa, 1981. ISBN 63-557 81. WIKIPEDIE - OTEVŘENÁ ENCYKLOPEDIE. Chemické prvky: Plyny, Vodík [online]. [cit. 2013-08-13]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Vod%C3%ADk, Obr.Hindenburg: I.60 PUBLISHERS S.R.O. I.60.cz: Před 75 lety havarovala vzducholoď Hindenburg [online]. Praha, 5.5.2012 [cit. 2013-08-13]. Dostupné z: http://www.i60.cz/clanek_744_pred 75-lety-havarovala-vzducholod-hindenburg.html, Obr. Izotopyvodíku: BŘÍŽĎALA, Jan. PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA UK V PRAZE. E-ChemBook multimediální učebnice chemie: Chemické prvky, Vodík a alkalické kovy [online]. Praha [cit. 2013-08-13]. Dostupné z: http://www.e-chembook.eu/cz/anorganicka-chemie/vodik-a-alkalicke-kovy,