Vodík Vladislava Zubrová.

Prezentace na téma: "Vodík Vladislava Zubrová."— Transkript prezentace:

1 Vodík Vladislava Zubrová

2 Historie objevu 1766 H. Cavendish objevil vodík při rozpouštění neušlechtilých kovů v kyselinách; také zjistil, že při explozi vodíku v kyslíku vzniká voda (tvrdil, že voda není prvek, jak se dříve předpokládalo, a je složena z kyslíku a vodíku) 1810 – 1815 H. Davy zjistil, že vodík je základním prvkem v kyselinách A. L. Lavoisier zavedl pojem hydrogenium (z řec. ydor geinomai– tvořím vodu)

3 Výskyt vodíku nejrozšířenější prvek ve vesmíru (v plynném obalu Slunce, mlhovinách) na Zemi pouze ve sloučeninách biogenní prvek Uveďte příklady anorganických a organických sloučenin, kde se vyskytuje vodík.

4 Jaké vazby bude vytvářet vodík s jinými prvky ve sloučeninách?
Vlastnosti vodíku S pomocí periodické tabulky určete: zařazení do skupiny, oxidační čísla, elektronovou konfiguraci, počet valenčních elektronů, hodnotu elektronegativity. I.A skupina (i když díky svým vlastnostem byl měl mít výjimečné postavení) -I, 0, I 1s1 1 valenční elektron X (H)=2,0 (2,1) Jaké vazby bude vytvářet vodík s jinými prvky ve sloučeninách? s ostatními prvky vytváří iontovou i kovalentní vazbu

5 Vlastnosti vodíku bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu, se vzduchem tvoří výbušnou směs 14,4krát lehčí než vzduch tt = −259,1 °C tv = −252,9°C za normálních podmínek vytváří dvouatomové molekuly H2 vytváří vodíkové můstky

6 Vlastnosti vodíku v přírodě se vyskytuje jako směs 3 izotopů: 1H 2H 3H
lehký vodík těžký vodík Určete u jednotlivých izotopů počet částic. 1H 1p, 1e, 0n 2H 1p, 1e, 1n 3H 1p, 1e, 2n 2H bývá označován i jako 2D (deuterium), 3H jako 3T (tritium)

7 Chemické reakce vodíku
molekulový vodík je díky vysoké vazebné energii za normálních podmínek málo reaktivní (výjimkou je reakce vodíku s fluorem), proto je vhodné pro lepší reaktivitu zvýšit teplotu nebo přidat katalyzátor elektrickým výbojem vzniká atomární vodík (H) (vodík „ve stavu zrodu“, nascentní vodík), který je velmi reaktivní a nestálý - existuje velmi krátkou dobu a slučuje se na vodík molekulový v přítomnosti kyslíku vodík hoří, ale sám hoření nepodporuje

8 Průmyslová výroba vodíku
1. elektrolýza vody elektrolytem není čistá voda, ale 15% roztok NaOH nebo 20% roztok H2SO4 Jak se nazývají jednotlivé elektrody? katoda: 2 H+ + 2 e- → H2 anoda: 2 OH- - 2 e- → 2 OH 4 OH → 2 H2O + O2

9 Průmyslová výroba vodíku
2. reakce vodní páry s koksem nebo methanem H2O + C → CO + H2 (vodní plyn, t = 1000°C) CO + H2O → CO2 + H2 (t = 500°C, katalyzátor Fe2O3 ) vznikající oxid uhličitý se z reakční soustavy odstraní vypíráním vodou a pak v roztoku KOH CH4 + H2O → CO + 3 H2 (t = 1100°C, katalyzátor Ni na Al2O3)

10 Průmyslová výroba vodíku
3. termické štěpení methanu CH4 → C + 2H2 (t = 1200°C) 4. elektrolýza roztoku solanky vodík zde vzniká jako vedlejší produkt 2 NaCl + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOH

11 Laboratorní příprava vodíku
1. reakce alkalického kovu s vodou 2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2 2. reakce zředěných kyselin s neušlechtilými kovy Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2    

12 Laboratorní příprava vodíku
3. reakce alkalického hydroxidu s méně ušlechtilými kovy 2 Al + 2 KOH + 6 H2O → 2 K[Al(OH)4] + 3 H2 Zn + 2 NaOH + 2 H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2 Jak se označují anorganické sloučeniny v hranatých závorkách? Uveďte chemické názvy produktů v obou reakcích.

13 Sloučeniny vodíku binární sloučeniny vodíku s jinými prvky se nazývají hydridy. Podle typu vazeb je dělíme na: iontové hydridy – sloučeniny vodíku s nejelektropozitivnějšími prvky - vodík má ox. č. –I - reaktivní, málo stabilní, bezbarvé, krystalické látky - příprava: přímou syntézou 2 Na + H2 → 2 NaH Ca + H2 → CaH2 - s vodou reagují za vzniku hydroxidu: NaH + H2O → NaOH + H2

14 Sloučeniny vodíku b) kovové hydridy - látky kovového vzhledu, tvoří je prvky podskupiny chromu, triády železa a palladium - vodivé a polovodivé vlastnosti c) hydridy přechodného typu – podskupiny Cs, Ti, V, některé lanthanoidy a aktinoidy - vazby jsou přechodem mezi vazbami iontovými a kovovými - př.: TiH1,75 d) molekulové hydridy – nekovy a polokovy IV.-VII.A, pevnost vazeb ve sloučeninách klesá s rostoucí atom. hmotností

15 Sloučeniny vodíku b) polymerní hydridy – sloučeniny s prvky Be, Mg, Zn, Cd, B, Al, Ga, In, Tl, pevné skupenství kromě hydridu boru a gallia

16 Použití vodíku řezání a sváření kyslíkovodíkovými a vodíkovými hořáky
redukční činidlo (hydrogenace – ztužování tuků) raketové palivo chladivo alternátorů v elektrárnách inertní dýchací plyn ve směsích pro extrémní hloubkové potápění dříve plnění vzducholodí a balónů vodík jako zdroj energie

17 Použití vodíku výroba některých důležitých sloučenin:
N2 + 3 H2 → 2 NH3 H2 + Cl2 → 2 HCl vodík se dováží v tlakových láhvích s červeným pruhem

18 A to už je snad všechno…. 

19 imu.html MAREČEK, Aleš, HONZA, Jaroslav. Chemie pro čtyřletá gymnázia 1. díl. Brno: DaTaPrint, 1995, 200 s. ISBN ŠRÁMEK, Vratislav. Obecná a anorganická chemie. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2005, 262 s. ISBN BŘEZINA, František a kol. Anorganická chemie. Olomouc: Polygrafické středisko VUP Olomouc, 1997, 395 s. ISBN