Получение водорода

Химические свойства неметаллов

1) Для неметаллов характерны реакции с металлами, при это они проявляют окислительные свойства и в образующихся бинарных соединениях проявляют отрицательную степень окисления.

Ca+H2=CaH2 водород образует гидриды;

Ca+Cl2=CaCl2 хлор - хлориды;

2Ca+O2=2CaO кислород - оксиды (пероксиды и надпероксиды);

Ca+S=CaS сера - сульфиды;

3Ca+2P=Ca3P2 фосфор - фосфиды;

Ca+2C=CaC2 углерод - карбиды;

2) Взаимодействие с другими неметаллами:

· взаимодействуя с водородом, большинство неметаллов проявляет окислительные свойства, образуя летучие водородные соединения – ковалентные гидриды:

H2+Cl2=2HCl

2H2+O2=2H2O

H2+S=H2S

3H2+N2=2NH3

Следует помнить, что такие неметаллы как кремний, фосфор, бор с водородом не реагируют.

· взаимодействуя с кислородом, все неметаллы, кроме фтора, проявляют восстановительные свойства:

S + O2 = SO2,

C + O2 = CO2.

Наиболее типичные неметаллы – галогены – с кислородом не реагируют. Это неудивительно, ведь кислород, как и галогены – сам является сильным окислителем. Gри взаимодействии с фтором фтор является окислителем, а кислород – восстановителем:

2F2+O2=2OF2

· неметаллы взаимодействуют между собой, более электроотрицательный металл играет роль окислителя, менее электроотрицательный – роль восстановителя:

S+3F2=SF6

C+2Cl2=CCl4

Водород 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

ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА

В лаборатории получают действием цинка на разбавленные кислоты – серную или соляную:

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

Реакцию обычно проводят в аппарате Киппа.

Также образуется при действии растворов щелочей на цинк, кремний и алюминий, при реакции щелочных и щелочноземельных металлов и их гидридов с водой.

В промышленности водород получают электролизом воды, термическим разложением (пиролизом) углеводородов, в смеси с угарным газом взаимодействием угля и природного газа с перегретым водяным паром (водяной газ, синтез-газ).

Применяется водород в синтезе аммиака, хлороводорода и соляной кислоты, метилового спирта, получении некоторых металлов из оксидов, при гидрировании растительных жиров. В смеси с угарным газом (синтез-газ) используется для получения разнообразным органических веществ. Является перспективным топливом.