Waterstofoxide: verkrijgen en eigenschappen

De belangrijkste en meest voorkomende stof op onze planeet is natuurlijk water. Wat kan met haar in belang worden vergeleken? Het is bekend dat het leven op aarde alleen mogelijk was met de komst van vloeistof. Wat is water (waterstofoxide) vanuit het chemische oogpunt? Wat bestaat er uit en welke eigenschappen heeft het? Laten we proberen om dit artikel te begrijpen.

Waterstof en zijn verbindingen

Het lichtste atoom in het gehele periodieke systeem is waterstof. Het bezit ook een dubbele positie, zowel in een subgroep halogens als in de eerste groep alkalimetalen. Wat verklaart dergelijke eigenschappen? De elektronische structuur van de shell van zijn atoom. Hij heeft maar één elektron, die vrij kan verlaten en bij elkaar komen, een paar vormen en het buitenste niveau voltooien.

Daarom zijn de belangrijkste en enige oxidatiestaten van dit element +1 en -1. Het kan gemakkelijk met metalen omgaan, hydriden vormen - vaste, niet-vluchtige zoutachtige verbindingen van witte kleur.

Echter, waterstof vormt ook gemakkelijk vluchtige moleculen stoffen, in wisselwerking met nonmetalen. Bijvoorbeeld:

• Waterstofsulfide H2S;
• Methaan CH4;
• Silane SiH ₄ en anderen.

In het algemeen vormt waterstof veel. Echter, de belangrijkste stof waarin het inkomt is waterstofoxide, waarvan de formule H2O is. Dit is de beroemdste verbinding, die zelfs een student van de primaire klassen, die nog niet bekend is met de chemie, uit de formule leert. Immers, water (en dit is het hoogste waterstofoxide) is niet alleen een gewone stof, maar ook een bron van leven op onze planeet.

De naam van het element weerspiegelt zijn belangrijkste essentie - waterstof, dat wil zeggen 'water geven'. Net als elk ander oxide is dit ook een binaire verbinding met een aantal fysische, chemische eigenschappen. Daarnaast zijn er speciale eigenschappen die water onderscheiden van alle andere verbindingen.

Ook een belangrijke klasse van verbindingen die waterstof vormen zijn zuren, zowel organisch als mineraal.

Chemische eigenschappen van waterstof

Vanuit het oogpunt van chemische activiteit is waterstof een redelijk sterk reductiemiddel. In veel reacties vertoont hij alleen dergelijke eigenschappen. Bij interactie met nog sterkere metalen wordt het echter een oxidator.

Zeer belangrijk in de industrie is de interactie van waterstof met metaaloxiden. Immers, dit is een van de manieren om deze laatste te verkrijgen in zijn pure vorm. Hydrogenothermie is een metallurgische methode voor de synthese van pure metalen uit hun oxiden door reductie met waterstof.

De reactie van waterstof met het oxide heeft de volgende algemene vorm: Me _xOy + H2 = H20 + Me.

Natuurlijk is dit verre van de enige manier om pure metalen te synthetiseren. Er zijn anderen. De reductie van oxiden door waterstof is echter een energetisch, nogal winstgevend en ongekompliceerd productieproces, dat zijn brede toepassing heeft gevonden.

Een ander interessant kenmerk is dat wanneer waterstof met lucht gemengd wordt, waterstof een zeer explosief mengsel kan vormen. De naam is explosief gas. Om dit te doen, moet men vermengen door twee volumes waterstof per zuurstof te berekenen.

Water - waterstofoxide

Het feit dat dit oxide erg belangrijk is, hebben we al meerdere keren genoemd. Laten we het nu uit het oogpunt van de chemie karakteriseren. Hoort deze verbinding echt bij deze klasse anorganische stoffen?

Om dit te doen, probeer een andere manier om de formule neer te schrijven: H ₂ O = NON. De essentie is hetzelfde, het aantal atomen is hetzelfde, maar het is nu duidelijk dat we hydroxide voor ons hebben. Welke eigenschappen moet hij hebben? Overweeg de dissociatie van de verbinding:

HN = H ⁺ + OH ^- .

Derhalve zijn de eigenschappen zure, aangezien waterstofionen aanwezig zijn in de oplossing. Bovendien kunnen ze niet basic zijn, omdat alkaliën alleen metalen vormen.

Daarom is een andere naam die waterstofoxide heeft, een zuurstof bevattend zuur van de eenvoudigste samenstelling. Zodra dergelijke complexe verstikkingen kenmerkend zijn voor een bepaald molecuul, zijn de eigenschappen daarvan bijzonder. En de eigenschappen afstoten de structuur van het molecuul, dus we zullen het demonteren.

De structuur van het watermolecuul

Voor het eerst over dit model, dacht Nils Bohr, bezit hij het voorrang en het auteurschap in deze zaak. Hij had de volgende kenmerken.

1. Het watermolecuul is een dipool, aangezien de elementen in de samenstelling ervan sterk verschillen in de waarde van de elektronegativiteit.
2. De vorm is driehoekig, aan de basis - waterstof, en bovenaan - zuurstof.
3. Door deze structuur kan deze stof waterstofbindingen vormen, zowel tussen dezelfde moleculen als met andere verbindingen die een sterk electronegatief element in de samenstelling hebben.

Om te zien hoe het te onderzoeken waterstofoxide schematisch ziet, zie je hieronder de foto.

Fysische eigenschappen van waterstofoxide

Er kunnen verschillende basiseigenschappen worden geïdentificeerd.

1. Aggregate staat: gasvormig - damp, vloeibaar, vast - sneeuw, ijs.
2. Het kookpunt is 100 ^° C (99.974).
3. Het smeltpunt is 0 ^° C.
4. Water kan met verwarming in het temperatuurbereik van 0-4 ⁰ C comprimeren. Dit verklaart de vorming van ijs op het oppervlak, dat een lagere dichtheid en behoud van het leven onder de dikte van waterstofoxide heeft.
5. Hoge warmtecapaciteit, maar zeer lage thermische geleidbaarheid.
6. In de vloeibare toestand van waterstof heeft het oxide een viscositeit.
7. Een speciale eigenschap kan oppervlakspanning genoemd worden en de vorming van een negatief elektrisch potentieel op het wateroppervlak.

Zoals hierboven vermeld, zijn de eigenschappen van de eigenschappen afhankelijk van de structuur. Dus het is hier. Het vermogen om waterstofbindingen te vormen leidde tot vergelijkbare eigenschappen van deze verbinding.

Waterstofoxide: chemische eigenschappen

Vanuit het oogpunt van de chemie is de activiteit van water hoog genoeg. Vooral als het gaat om reacties vergezeld van verwarming. Wat is waterstofoxide in staat om met elkaar te communiceren?

1. Met metalen, die in de reeks spanning staan tot waterstof. Tegelijkertijd zijn de meest actieve (aluminium) speciale omstandigheden niet nodig, en die met een lager reductievermogen reageren alleen op stoom. Dergelijke die zich achter waterstof bevinden, zijn helemaal niet in staat om dergelijke interacties aan te gaan.
2. Met nonmetals. Niet met iedereen, maar met de meerderheid. Bijvoorbeeld, in een fluoratmosfeer brandt water met een violette vlam. Ook is de reactie mogelijk met chloor, koolstof, silicium en andere atomen.
3. Met metaaloxiden (basis) en zuur (nonmetals). Aldus worden alkaliën en zuren gevormd. Onder de metalen zijn de vertegenwoordigers van de eerste twee groepen van de belangrijkste subgroepen, behalve magnesium en beryllium, in staat tot dergelijke reacties. Niet-metalen, vormen zuuroxiden, interageren met water alles. De uitzondering is rivierzand - SiO ₂ .

De volgende reactie kan worden aangehaald als een voorbeeld van de reactie van waterstofoxide: S03 + H20 = H2S04 _.

Verdeling in de natuur

We hebben al ontdekt dat deze stof de meest voorkomende ter wereld is. Geef het percentage aan in de objecten.

1. Ongeveer 70% van het lichaamsgewicht van mensen en zoogdieren. Sommige fauna vertegenwoordigers bestaan uit ongeveer 98% waterstofoxide (kwallen).
2. 71% van de aarde is bedekt met water.
3. De grootste massa is het water van de Wereld Oceaan.
4. Ongeveer 2% ligt in gletsjers.
5. 0,63% is onder de grond geconcentreerd.
6. 0,001% valt op de atmosfeer (mist).
7. Het lichaam van planten bestaat uit 50% water, wat nog meer.
8. Veel verbindingen worden gevonden in de vorm van kristallijne hydraten die gebonden water bevatten.

Houd deze lijst langere tijd door, want het is moeilijk om iets te onthouden dat geen water bevat of eenmaal niet inbegrepen was. Of het is gevormd zonder deelname van dit oxide.

Methoden om te verkrijgen

De productie van waterstofoxide is niet van industrieel belang. Het is makkelijker om kant-en-klare bronnen te gebruiken - rivieren, meren en andere waterlichamen, dan een enorme hoeveelheid energie en reagentia door te geven. Daarom is het in het laboratorium alleen geschikt om gedistilleerd, extra zuiver water te verkrijgen.

Voor dit doel worden bepaalde apparaten, zoals destillatieblokken, gebruikt. Dergelijk water is nodig voor veel chemische interacties, omdat de ruwe een grote hoeveelheid vreemde onzuiverheden, zouten, ionen bevat.

Biologische rol

Om te zeggen dat water overal wordt gebruikt, zeg niets. Het is ondenkbaar om je leven zonder deze verbinding voor te stellen. Van de ochtend tot de nacht gebruiken mensen het voor zowel huishoudelijke als industriële doeleinden.

De eigenschappen van waterstofoxide betekenen het gebruik daarvan als een universeel oplosmiddel. En niet alleen in het laboratorium. Maar in levende wezens, waar duizenden biochemische reacties elke seconde plaatsvinden.

Ook water zelf is een deelnemer van veel syntheses, het dient ook als een bijproduct die als resultaat van hen wordt gevormd. Elke mens op aarde voor 60 jaar gaat door zichzelf ongeveer 50 ton van deze geweldige stof!

Waterstofoxide wordt gebruikt:

• In alle branches van de industrie;
• geneeskunde;
• Chemische synthese;
• In alle soorten producties;
• Huishoudelijke behoeften;
• landbouw.

Het is moeilijk om het gebied van het leven te bepalen waarin u zonder water kunt doen. De enige levende wezens die geen waterstofoxide in hun samenstelling hebben en zonder dat leven, zijn virussen. Daarom is het moeilijk voor een persoon om tegen deze organismen te vechten.