Водород

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ

«ЯЛТИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Самостоятельная работа

По предмету: ОУД 12 Химия

На тему: «Водород»

Подготовила:

Студентка 1МК1 группы

Специальности «Сестринское дело»

Луговец Ксения

Ялта 2020 г.

Элемент Водоромд (лат. Hydrogenium), H начинает Периодическую систему - он имеет порядковый номер 1. Это самый легкий из химических элементов. Обладая уникальными свойствами, частично напоминающими свойства галогенов, частично - щелочных металлов, он оказывается расположенным и в первой, и в VII группах Периодической системы. Впервые водород получил Парацельс, погружая железные опилки в серную кислоту в XVI веке. В 1766 году Генри Кавендиш был первым, кто признал газообразный водород индивидуальным элементом, назвав газ, выделяющийся при реакции металла с кислотой, «горючим воздухом».

Строение водорода

Атом водорода имеет очень простое строение - в нем содержится всего один протон и один электрон. Отдавая электрон, атом приобретает степень окисления +1, а принимая его - степень окисления -1. Относительная атомная масса атома водорода равна 1. Однако в природе существуют и более тяжелые атомы водорода - дейтерий (содержит один нейтрон, поэтому его масса равна 2) и тритий (содержит два нейтрона, атомная масса равна 3).

Водород - самый распространенный элемент во Вселенной. На Земле он уступает по распространенности кислороду, кремнию и некоторым другим элементам. Главное соединение водорода - вода. Также он содержится в природном газе, нефти, в некоторых минералах, в белках, жирах и углеводах.

Физические свойства

При обычных условиях водород - газ, состоящий из двухатомных молекул. Он не имеет ни цвета, ни запаха, мало растворим в воде (1,82 мл в 100 г воды при 20 ?C). При сильном сжатии и охлаждении переходит в жидкое состояние. Жидкий водород кипит при -253°C, при этой температуре азот и кислород находятся в кристаллическом состоянии. Твердый водород образуется при охлаждении до -259°C.

Газообразный водород обладает рядом уникальных свойств. Благодаря маленькому радиусу атомы и молекулы водорода могут проникать через резину, стекло и даже через металлы. Некоторые металлы, например, платина и палладий, способны растворять значительные количества газообразного водорода. Водород в 14,5 раз легче воздуха, 100 л водорода при 0?C весят всего 9 г. Это самый легкий из газов и самое легкое вещество.

Химические свойства

При комнатной температуре реагирует лишь с фтором, а на свету - с хлором, при нагревании - с кислородом, серой, азотом, углеродом:

H2 + X2 = 2HX (X = F, Cl)

2H2 + O2 = 2H2O,

H2 + S = H2S,

3H2 + N2 = 2NH3.

С кислородом и воздухом водород образует взрывчатые смеси. Особенно опасна смесь одного объема кислорода и двух объемов водорода. Ее называют гремучим газом.

При взаимодействии с щелочными и щелочноземельными металлами образует гидриды. Восстанавливает некоторые металлы из оксидов:

CuO + H2 = Cu + H2O

HgO + H2 = Hg + H2O

Водород в таблице Менделеева

В основе расположения химических элементов в периодической системе Менделеева лежит их атомный вес, рассчитанный относительно атомного веса водорода. То есть иными словами водород и его атомный вес является краеугольным км таблицы Менделеева, той точкой опоры, на основе которой великий химик создал свою систему. Поэтому не удивительно, что в таблице Менделеева водород занимает почетное первое место.

водород химический атомный

Помимо этого водород имеет такие характеристики:

§ Атомная масса водорода составляет 1,00795.

§ У водорода в наличии три изотопа, каждый из которых обладает индивидуальными свойствами.

§ Водород - легкий элемент имеющий малую плотность.

§ Водород обладает восстановительными и окислительными свойствами.

§ Вступая в химические реакции с металлами, водород принимает их электрон и стает окислителем. Подобные соединения называются гидратами.

Водород в природе

Водород встречается в свободном состоянии на Земле лишь в незначительных количествах. Иногда он выделяется вместе с другими газами при вулканических извержениях, а также из буровых скважин при добычи нефти. Но в виде соединений водород весьма распространен. Это видно уже из того, что он составляет девятую часть массы воды. Водород входит в состав всех животных и растительных организмов, нефти, каменного и бурого углей, природных газов и ряда минералов. На долю водорода из всей массы земной коры, считая воду и воздух, приходится около 1%. Однако при пересчете на проценты от общего числа атомов содержание водорода в земной коре 17%.

Водород самый распространенный элемент космоса. На его долю приходится около половины массы Солнца и большинства других звезд. Он содержится в газовых туманностях, в межзвездном газе, входит в состав звезд. В недрах звезд происходит превращение ядер атомов водорода в ядра атомов гелия. Этот процесс протекает с выделением энергии; для многих звезд, в том числе для Солнца, он служит главным источником энергии. Скорость процесса, т. е. количество ядер водорода, превращающихся в ядра гелия в одном кубическом метре за одну секунду, мала. Поэтому и количество энергии, выделяющейся за единицу времени в единице объема, мало. Однако, вследствие огромности массы Солнца, общее количество энергии, генерируемой и излучаемой Солнцем, очень велико. Оно соответствует уменьшению массы Солнца приблизительно на 4 млн. т в секунду.

Интересные факты о водороде

1. Звёзды состоят в основном именно из водорода. У нашего Солнца, например, на него приходится около 74%. Ещё 24% - гелий, остальное - другие элементы.

2. Обычный двигатель внутреннего сгорания, рассчитанный на бензин, после небольших доработок может работать на водородном топливе.

3. Из всех газов водород является самым летучим. Это осложняет процесс его хранения и транспортировки.

4. Именно он также обладает самой высокой теплопроводностью среди газообразных веществ.

5. Поскольку ядро атома водорода состоит лишь из одного протона, элементу дали соответствующее производное название «протий». Это единственный стабильный элемент, не имеющий нейтронов в ядре.

6. В среднем человечество потребляет около 75 миллионов тонн водорода ежегодно. Большую его часть поглощают производство аммиака и нефтяная промышленность.

7. На Земле перспективным методом получения водорода является анаэробное сбраживание мусора, обыкновенных бытовых отходов. Эта технология была опробована в 2006 году, и с тех пор она постепенно развивается.

8. Разные автомобильные компании активно ведут разработки автомобилей с водородными двигателями. Уже в 2007-2008 годах BMW выпускала модель BMW, которая могла работать и на бензине, и на жидком водороде.

9. Этот газ не имеет ни вкуса, ни запаха, и его присутствие в воздухе почувствовать невозможно. В сочетании с кислородом он чрезвычайно взрывоопасен.

10. Большая часть водорода на Земле существует в молекулярных соединениях, таких как вода или органические вещества.

11. В условиях звёздных температур (например, температура поверхности Солнца ~6000 °C) водород существует в виде раскалённой плазмы.

12. Впервые водород получил швейцарский алхимик Парацельс, погружая железные опилки в серную кислоту в XVI веке.

13. Средневековые учёные называли его “горючим воздухом”. Такое название возникло после того, как они обнаружили, что после сгорания водорода образуется вода.

14. Это самый лёгкий газ из всех. Он легче воздуха в 14,5 раз.

15. Молекулы водорода движутся быстрее, чем молекулы любого другого газа.

16. Он отлично растворяется в большинстве металлов. Исключением является серебро.

17. Твёрдый водород визуально похож на снег. Но он плавится при температуре уже -262 C°, что ненамного отличается от абсолютного нуля.

18. В недрах некоторых газовых гигантов водород приобретает металлические свойства. Учёные обнаружили, что это происходит при давлении около 250.000 атмосфер. При таком чудовищном давлении в молекулах сжимаются даже атомы.

19. Когда-то дирижабли и воздушные шары наполняли водородом, но в 30-х годах XX века произошло несколько катастроф, в ходе которых дирижабли взрывались и сгорали. В наше время дирижабли наполняют гелием, несмотря на его существенно более высокую стоимость.

20. Водород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E949 - упаковочный газ, класс «Прочие».

Размещено на Allbest.ru