Spre deosebire de hidrogen, cation de hidrogen sau proton H +. nu are electroni și, prin urmare, acționează întotdeauna numai ca oxidant. În soluțiile apoase de acizi, în care concentrația de cationi de hidrogen este suficient de ridicată, activitatea activă și medie a Me, adică Me, în picioare într-un șir de tulpini din stânga hidrogenului, este ușor de oxidat: Zn + H2SO4 (decib.) = ZnSO4 + H2 ↑
În interacțiunea acizilor în care oxidantul este cationul H +. cu Me cu un grad variabil de oxidare (Fe, Cr) se formează săruri care conțin Me în cel mai mic grad de oxidare, datorită capacității reduse de oxidare a cationului de hidrogen:
Apa pură conține cationi de hidrogen la concentrații extrem de scăzute și, prin urmare, reacționează numai cu Me activ:
Metale, oxizi și hidroxizi sunt amfoteri, reacționează cu o soluție apoasă alcalină, în care prima dizolvă pelicula de oxid de protecție pe suprafață, și apoi decojită Me interacționează cu moleculele de apă pentru a forma un hidroxo și hidrogen molecular:
În laboratoare, hidrogenul este obținut prin acțiunea acizilor tari pe Me activ, cel mai adesea pe zinc: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ↑
În industrie, hidrogenul este produs prin metoda fier-abur sau prin trecerea vaporilor de apă pe cărbune fierbinte (cocs):
Hidrogenul foarte pur se obține prin electroliza apei:
Oxid de hidrogen H 2 O. În molecula de apă, atomul de oxigen este în starea de sp3-hibridizare. Cei doi hibrizi sp3 orbitali care conțin electroni nepereche, care participă la formarea a două legături cu atomi de hidrogen polari și celelalte două sunt angajate perechi de electroni singuri ale atomului de oxigen. Cu doi atomi de hidrogen parțială purtători de sarcină pozitivă, și două perechi de electroni nepuse, fiecare moleculă de apă poate forma patru legături de hidrogen cu patru molecule de apă adiacente.
O mare permitivitate dielectrică a apei promovează dizolvarea și disocierea în ioni de săruri, acizi și baze. Toți ionii intră în interacțiunea ion-dipol cu molecule polare de apă și, ca urmare, se formează în jurul fiecărui ion. interacțiunea Forța de ioni cu molecule de apă de coji de hidratare atât de mare încât ele există nu numai în soluție, dar sunt parțial reținute în unele cristale sub formă de hidrați cristaline: CuSO4 * 5H2 O, Na2 SO4 * 10H2 O, FeCl3 * 6H2 O.
Apa este un solvent și un stabilizator de molecule și ioni. In organismele vii, transporta substante nutritive la celule, menține presiunea intracelulară și forma celulelor implicate in sinteza si hidroliza substratelor biologice, este un regulator al echilibrului termic. O cantitate mare de apă în corpul viu din interiorul și în exteriorul celulelor (70%) indică faptul că apa nu este doar necesară pentru viață, ci viața în sine. Apa are o aplicație importantă și diversă în domeniul ingineriei și al industriei.
Proprietăți chimice ale apei.
Apa este un electrolit extrem de slab. Când se disociază, foarte puțini cationi de hidrogen H + și anionii OH formează. a căror concentrație în apă pură este egală una cu cealaltă și la 22 0 C este de 10 - 7 mol / l. prezența proprietăților acide ale cationului H + simultan în sistem. și proprietățile de bază - anionul OH - în cantități egale, face ca apa să fie un amfoliat tipic cu proprietăți echilibrate pe bază de acid. Deci, atunci când interacționează cu diferite oxizi, molecula sa acționează ca un amfoliat:
În procesul de hidroliză apa sărată, care în general este „ideal“ ampholyte și poate acționa ca un acid și ca bază - prin hidroliza obiectului (anion sau cation). Când sarea este hidrolizată de către anion, molecula de apă dă anionului sării la cationul de hidrogen, adică este un acid. Se formează un nou acid slab: NO2 - + H + - OH - ↔ HNO2 + OH -
În hidroliza sării peste cation, molecula de apă dă acestui cation un anion OH. acționând ca bază. În acest caz, se formează o bază slabă: Cu 2+ + H + - OH - ↔ (CuOH) + + H +
În reacțiile de oxidare-reducere, apa poate avea, de asemenea, un caracter dublu - sau un oxidant datorat H +. sau un agent de reducere datorat O 2-.
Prezența în molecula de apă la atomul de oxigen perechi de electroni lone o face ligand care formează cationi rezistente d ioni activi complecși metalici: [Zn (H2O) 4] 2+. [Cu (H20) 4] 2+. [Fe (H20) 6] 3+. [Cr (H20) 6] 3+. Prezența unor astfel de ioni în soluții apoase le conferă o anumită culoare caracteristică unui ion complex dat.
Sarcini și exerciții pentru muncă independentă
1. Având în vedere substanțele: H2. O2. Zn, HCI, CuO. Formați ecuațiile tuturor posibilelor reacții ale acestor substanțe între ele.
2. Dați exemple de formare a hidrogenului ca rezultat al reacțiilor: a) descompunere; b) Înlocuirea.
3. Este aceeași cantitate de apă formată atunci când hidrogenul este redus cu 10 g oxid de cupru (I) și 10 g oxid de cupru (II)? Răspunsul este confirmat prin calcul.
4. Ce este: a) densitatea aerului în hidrogen; b) densitatea hidrogenului prin aer?
5. Se dizolvă 2,33 g dintr-un amestec de fier și zinc într-un acid, se obțin 896 ml de hidrogen (nu). câte grame de fier și zinc au fost conținute în amestec?
6. Ce rol joacă peroxidul de hidrogen în fiecare din următoarele reacții: oxidant sau agent de reducere:
Scrieți ecuația celei de-a doua reacții utilizând metoda echilibrului electronic.
7. Cât de mult este necesar hidrogenul (n.u.) pentru a reduce oxidul de cupru (II) obținut prin descompunerea termică a 19,6 g de hidroxid de cupru (II)?
8. Soluție de neutralizare obținută prin reacția de hidrură de calciu cu apă, soluție cheltuit 43.67 ml volum cu o masă de fracție hlorovodoroda29,2% și o densitate de 1,145 g / ml. ce volum de hidrogen (nu) a fost eliberat în timpul descompunerii hidrurii?
9. Atunci când se prelucrează o probă dintr-un amestec de zinc și fier cu acid clorhidric, se eliberează 0,896 litri de hidrogen și când se aplică o soluție alcalină la aceeași probă de amestec, se obțin 0,488 litri de hidrogen. Se determină fracția de masă (%) a componentelor din amestec.
Reacționați cu aproape toate substanțele simple, cu excepția unor metale nemetalice. Toate halogeni sunt oxidanți energetici, prin urmare se găsesc în natură numai sub formă de compuși. Pe măsură ce crește numărul ordinal, activitatea chimică a halogenurilor scade, activitatea chimică a ionilor halogenurilor F-. Cl -. Br -. I -. La - scade.
Halogenii includ fluor, clor, brom, iod, astat, precum și (în mod oficial) un element artificial de nevăzuți.
Toate halogeni sunt nemetalii. La nivelul energiei externe, 7 electroni sunt oxidanți puternici. Atunci când interacționează cu metalele, se formează o legătură ionică și se formează săruri. Halogeni (cu excepția F), atunci când interacționează cu mai multe elemente electronegative, pot prezenta proprietăți de restaurare până la cea mai înaltă stare de oxidare +7. Așa cum s-a menționat deja mai sus, halogenurile au o reactivitate ridicată și, prin urmare, apar în mod natural sub formă de compuși. Prevalența lor în crusta pământului scade odată cu creșterea razei atomice de la fluor până la iod. Cantitatea de astatină din scoarța pământului este măsurată în grame, iar în natură nu există nimic neobișnuit. Fluorul, clorul, bromul și iodul sunt produse la scară industrială, clorul fiind produs în cantități mult mai mari. În natură, aceste elemente apar în principal sub formă de halogenuri (cu excepția iodului, care se găsește de asemenea sub formă de iodat de sodiu sau de potasiu în azotatul de metale alcaline).
Deoarece multe cloruri, bromuri și ioduri sunt solubile în apă, acești anioni sunt prezenți în ocean și în saramură naturală. Principala sursă de fluor este fluorura de calciu, care este foarte puțin solubilă în rocile sedimentare (ca fluorid CaF2).
Principala modalitate de obținere este aceea de a oxida halogenurile. Mai întâi a fost preparat fluoro v1886g.frantsuzskim chimistul Henri Muassanompri elektrolizerastvora fluorhidrat KHF2 de potasiu în acid fluorhidric anhidru.
În condiții de laborator, clorul este produs din acid clorhidric prin interacțiunea acestuia cu oxidul de mangan (IV) după încălzire:
În locul oxidantului MnO2, poate fi utilizat permanganatul de potasiu. Reacția se desfășoară la temperatura obișnuită:
În industrie, clorul este obținut în principal prin electroliza unei soluții apoase de clorură de sodiu în electrolize speciale. Se produc următoarele reacții:
jumătate de reacție la anod:
jumătate de reacție la catod:
Bromul este produs prin oxidarea chimică a ionului de bromură din apa de mare. Un procedeu similar este utilizat pentru obținerea iodului din saramură naturală bogată în I -. Ca oxidant, în ambele cazuri se utilizează clor, care are proprietăți de oxidare mai puternice, iar Br2 și I2 rezultați sunt eliminați din soluție prin fluxul de aer.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: