VODÍK

Objeven: 1776 Henry Cavendish biogenní prvek 3 izotopy: 1H , 2H (D) 0,0156 % v H, 3H (T) D2O b.v. 101,4 °C Výskyt: volný – pouze ve vesmíru vázaný – voda, organické sloučeniny

FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI plyn bez chuti a zápachu bezbarvý nekov (elektronegativita 2,2) teplota tání: - 259°C 14x lehčí než vzduch ve vodě málo rozpustný hořlavý až výbušný

CHEMICKÉ VLASTNOSTI slučuje se téměř se všemi prvky disociační energie vazby: 436 kJ . mol-1 → málo reaktivní zvýšená teplota: 2 K + H2 → 2 KH iniciace jiskrou: 2H2 + O2 → 2 H2O katalyzátor: 3 H2 + N2 → 2 NH3 250°C Molekulový vodík není příliš reaktivní, reaguje teprve za následujících podmínek 400°C, 20MPa Fe

Redukční vlastnosti vodíku Vyredukovávání kovů z oxidů CuO + H2  Cu + H2O Vyredukovávání kovů ze solí 2 AgCl + H2  2 Ag + 2 HCl

PŘÍPRAVA VODÍKU elektrolýzou vodného roztoku zásady nebo kyseliny 2 H3O+ + 2 e- → 2 H2O + H2 reakcí prvků s1 a s2 s vodou 2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2 reakcí kovů s kyselinami a zásadami Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 Zn + 2NaOH + 2 H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2 Elektrolýzou vody (např.vodný roztok 15%NaOH): na katodě se vylučuje vodík, na anodě: OH- vzniká voda a kyslík

VÝROBA VODÍKU tepelným rozkladem nasycených uhlovodíků CH4 → C + 2 H2 (1200°C) z vodního plynu C + H2O → CO + H2 CO + H2O → CO2 + H2 při zpracování solanky Vodík se dnes vyrábí převážně rozkladem nasycených uhlovodíků získávaných z ropy a zemního plynu Nebo reakcí vodní páry s rozžhaveným koksem, vznikne vodní plyn, jehož přeměna dává po oddělení CO2 směs velmi bohatou na vodík Nebo při zpracování solanky (vodný roztok NaCl):

SLOUČENINY VODÍKU největší počet sloučenin anorganické: hydridy, hydroxidy, kyseliny, soli organické

H y d r i d y 1) Iontové (solné) – H– LiH – CsH, CaH2 – BaH2 reakcí s vodou uniká vodík: NaH + H2O → H2 + NaOH 2) Kovalentní – molekulové HF – HI, H2O – H2Te, NH3 – SbH3, CH4, SiH4, polymerní B2H6 Iontové (s s-prvky kromě Be, Mg) Kovalentní (všemi nekovy a polokovy a některými nepřechodnými kovy (Bi, Sb, Sn, Pb)

H y d r i d y Kovové - s přechodnými kovy - v podstatě je plynný vodík pohlcen do krystalové struktury kovu - nestechiometrické: PdH0,6 , ZrH2 , VH - vodivé nebo polovodivé

POUŽITÍ VODÍKU Významné redukční činidlo Zdroj energie Atd. Vodík jako zdroj energie přestavuje pravděpodobně budoucnost energetiky i dopravy. Při spalování vodíku vzniká vedle značného energetického zisku pouze ekologicky naprosto nezávadná voda