תחמוצת מימן: הכנה ומאפיינים

החומר החשוב ביותר ונפוץ על פני כדור הארץ שלנו, כמובן, מים. איך אפשר להשוות את זה בחשיבותם? זה ידוע כי חיים על פני כדור הארץ מתאפשרים רק עם כניסתו של נוזל. כמו מים הוא (תחמוצת מימן), מנקודת מבט כימית? מה זה ב ומה המאפיינים? נסה להבין את המאמר הזה.

מימן ותרכובותיו

האטום הקל ביותר בכל המערכת התקופתית - המימן. הוא מחזיק בעמדה כפולה, שוכב בתת קבוצה של הלוגנים, כמו גם הקבוצה הראשונה מתכות אלקליות. מה מסביר תכונות כאלה? המבנה האלקטרוני שריונו של אטום. יש לו רק אלקטרון אחד, אשר יכולה להיות קלה כמו החופשה, ולצרף את עצמו אחרת, להרכיב זוג, והשלים את השכבה החיצונית.

זו הסיבה העיקרית והיחידה מידת החמצון של אלמנטים 1 ו -1. הוא מגיב בקלות עם מתכות יוצרי הידרידים - involatile תרכובת מלח דמוי מוצקה של צבע לבן.

עם זאת גם בקלות מייצר מולקולות מימן וחומרים נדיפים אינטראקציה עם nonmetals. לדוגמה:

• מימן גופרתי H ₂ S;
• מתאן CH _4;
• silane SiH ₄ ואחרים.

באופן כללי, מימן התרכובות מייצר מספיק. עם זאת, החומר החשוב ביותר, שבה הוא כלול, הוא תחמוצת מימן הנוסחה שלו היא H ₂ O. זוהי תרכובת ידועה אשר מכיר את הנוסחה אפילו תלמיד בית ספר יסודי, עדיין לא מכיר את הכימיה. אחרי המים (וזה תחמוצת הגבוהה ביותר של מימן) - לא רק את הדברים הנפוצים, אך גם מקור החיים על פני כדור הארץ שלנו.

עצם השם של אלמנט משקף המהות העיקרית שלה - מימן, כלומר "לידת מים." כמו כל תחמוצת אחרת, פעיל גם היא תרכובת בינארי בעל מספר התכונות פיסיקליות וכימיות. יתר על כן, ישנם מאפיינים מיוחדים אשר להבדיל מים מכל תרכובות אחרות.

מחלקה נוספת חשובה של תרכובות המהווים מימן הם חומצות, שניהם אורגניים ולא אורגניים.

תכונות כימיות של מימן

מנקודת המבט של תגובתיות, מימן - סוכן הפחתה חזק דיה. בתגובות רבות זה מראה רק תכונות כאלה. עם זאת, האינטראקציה עם עוד מתכות חזקות, הוא הופך להיות מחמצן.

מאוד חשוב בתעשייה היא התגובה של מימן עם תחמוצות מתכת. זוהי דרך אחת לקבל את המידע העדכני ביותר בצורה טהורה. Vodorodotermiya - שיטת מתכות לסינתזה של תחמוצות מתכת טהורות ידי הפחתה עם מימן.

התגובה עם תחמוצת מימן לו את הצורה הכללית הבאה: Me _x O _y + H ₂ = H ₂ O + Me.

כמובן, זו אינה השיטה היחידה לסינתזה של מתכות טהורות. ישנם אחרים. עם זאת, הפחתת תחמוצות המימן - מספיק אנרגטית בתהליך הייצור נוח ופשוט אשר מצא יישום רחב.

מעניין גם הוא תכונה שכאשר מעורבב עם אוויר, גז מימן יוצר תערובת נפיצה מאוד. שמו הוא פיצוץ גז. לשם כך, ערבוב צריך להיעשות בקצב של שני כרכים של מימן לחמצן אחד.

תחמוצת מימן - מים

עובדת התחמוצת חשובה מאוד, שכבר הזכרנו כמה פעמים. עכשיו, הבה לאפיין אותו במונחים של כימיה. האם מתחם זה שייך לסוג כזה של חומרים אורגניים?

כדי לעשות זאת, מנסה לכתוב נוסחה שונה מעט: H ₂ O = HOH. השורה התחתונה היא זהה למספר האטומים של לשעבר, עם זאת, ברור כעת כי אנו עומדים בפני הידרוקסידי. מה המאפיינים צריך את זה? קחו למשל את הניתוק של תרכובות:

HOH = H ⁺ + OH ^-.

כתוצאה מכך, המאפיינים של החומץ, כי מימן נוכח הפתרון קטיוני. מלבד העיקרית שהם יכולים להיות לא נוצר רק לאחר מתכות אלקליות.

לכן, שם אחר כי יש תחמוצת מימן - oxyacid רכב פשוט מאוד. ברגע אופייני מורכב מארג כזה של מולקולת נתונה, וכתוצאה מכך, המאפיינים שלה יהיו מיוחדים. ומאפיינים הם דחויים מן המבנה של המולקולה, כך שזה ולנתח.

המבנה של מולקולת המים

בפעם הראשונה לדגם הזה חשב נילס בוהר, והוא שייך האליפות והוא שכתב על הנושא הזה. הם היו להגדיר את התכונות הבאות.

1. מולקולת המים - דיפול, מאז אלמנטים בתוך המבנה שלה מאוד שונה משמעותית אלקטרושליליות.
2. צורתו משולשת, בבסיס - מימן, וכן בחלק העליון - החמצן.
3. בשל המבנה הזה, החומר מסוגל להרכיב קשרי מימן כמו בין אותם המולקולות, ותרכובות אחרות שיש רכב חזק אלמנט אלקטרו.

הצג כ מימן שנצפו נראה סכמטי תחמוצת, ניתן בתמונה למטה.

תכונות פיסיקליות של תחמוצת מימן

ניתן לתאר כמה תכונות מאפיין בסיסיות.

1. טופס: גזים - אדי, נוזל, מוצק - שלג, קרח.
2. נקודת רתיחה - 100 ⁰ C (99.974).
3. נקודת התכה - 0 ⁰ ג
4. מים יכולים להתכווץ כאשר מחומם בטמפרטורה בטווח של 0-4 ⁰ ג זה מסביר את היווצרות קרח על פני השטח, בעלת צפיפות נמוכה ושימור החיים תחת שכבה של תחמוצת מימן.
5. הערך הגבוה של קיבולת החום, לעומת זאת, מוליכות תרמית נמוכות מאוד.
6. הצמיגות תערוכות תחמוצת מימן במצב נוזלי.
7. נכס מסוים עשוי להיקרא מתח הפנים ויצירת הפוטנציאל החשמלי השלילי על פני השטח.

כפי שהזכרנו לעיל, במיוחד המאפיינים תלויים במבנה. אז זה כאן. היכולת ליצור קשרי מימן הובילה תכונות דומות של המתחם.

תחמוצת מימן: תכונות כימיות

מנקודת המבט של כימיה, פעילות המים גבוהה מספיק. במיוחד כשמדובר תגובות מלוות חימום. מה הוא מסוגל להגיב מימן תחמוצת?

1. עם מתכות הנמצאות במתח ברצף כדי מימן. לכן רוב הפעילים (לאל) לא צריך תנאים מיוחדים, ויש לי כוח צמצום נמוך להגיב עם קיטור בלבד. אלה הם, אחרי מימן, אינם מסוגלים לעסוק אינטראקציות כאלה.
2. עם-מתכות. לא כל, אבל רוב. לדוגמא, באווירה של כוויות להבה סגולה פלואור למים. כמו כן, התגובה יכולה להיות כלור, פחמן, צורן אטומים אחרים.
3. עם תחמוצות מתכת (בסיסי) וחומצה (nonmetals). נוצרים, בהתאמה, אלקליות וחומצות. בין המתכות לתגובות כאלה נציגים מסוגלים שתי הקבוצות העיקריות הראשונות של תת-קבוצות, למעט בריליום ומגנזיום. לא מתכות היוצרות תחמוצות חומצי להגיב עם כל המים. יוצאת דופן היא חול נהר - SiO _2.

תגובות משוואת תחמוצת מימן כדוגמא, כדלקמן: SO ₃ + H ₂ O = H ₂ SO _4.

הפצה בטבע

אנחנו כבר נודענו כי החומר - הנפוצות ביותר בעולם. תסמן את תוכן אחוז האובייקטים.

1. אודות 70% ממשקל הגוף ויונקים האנושי. תחמוצת וחי חלק מורכב המימן כ 98% (מדוזה).
2. 71% של כדור הארץ מכוסים במים.
3. משקל מקסימאלי של המים של האוקיינוסים.
4. אודות 2% מוכל קרחונים.
5. 0.63% מרוכזים בשטח.
6. 0.001% מהאטמוספירה (ערפל).
7. גוף הצמח מכיל מים 50%, כמה מינים אפילו יותר.
8. רבים מן התרכובות המצויות צורה גבישית המכילה מים כבולים.

המשך הרשימה יכולה להיות ארוכה, מכיוון שקשה לזכור דבר, חלק אשר אינו כולל מים או כשמשהו אינו כלול. או נוצר ללא מעורבותם של תחמוצת.

שיטות להכנה

הכנת ערך תעשייתי אין תחמוצת מימן. אחרי הכל, קל יותר להשתמש במקורות מן המוכן - נהרות, אגמים וגופי מים אחרים מאשר להשקיע סכום עצום של אנרגיה וכימיקלים. לכן, במעבדה הוא רלוונטי רק להשיג מזוקקים, מים טהורים.

למטרות אלה, להשתמש במנגנונים ספציפיים כגון סטילס. מים כזה נדרש לתגובות כימיות רבות, מאז גולמי מכיל כמויות גדולות של זיהומים, מלחים, יונים.

תפקידו הביולוגי

כדי לומר מים המשמשים בכל מקום, לא להגיד כלום. לא יעלה על הדעת לדמיין חיים בלי החיבור הזה. משעות הבוקר המוקדמות עד שעות הלילה המאוחרות אנשים כל הזמן להשתמש בו הן לצרכים ביתיים ותעשייתיים.

מאפיינים של תחמוצת מימן כרוך בשימוש זה כממס אוניוורסלי. ולא רק במעבדה. אבל גם ביצורים חיים, שבו כל אלפי המקום השני של תגובות ביוכימיות.

כמו כן, מים הוא עצמו משתתף סינתזות רבות, היא משמשת גם תוצר לוואי הנובעות מהם. כל אדם בעולם עבור 60 שנים, עובר עצמו על 50 טונות של החומר הזה מדהים!

מימן אוקסיד משמש:

• בכל הענפים;
• רפואה;
• סינתזה כימית;
• בכל סוגי התעשיות;
• בית הכרחי;
• חקלאות.

קשה לקבוע את תחום בחיים שבו אפשר לחיות בלי מים. רק יצורים חיים שאין תחמוצת מימן בהרכבו ולחיות בלעדיו, הם וירוסים. לכן אדם קשה להתמודד עם אורגניזמים אלה.