Глава II.15 Водород

🎧 Аудио сопровождение

Водород – самый лёгкий газ. Предложите способ его собирания в сосуд и распознавания на основе анализа названия этого вещества.

Водород – простое вещество. Он не имеет цвета, запаха и вкуса, почти нерастворим в воде. При обычных условиях это самый лёгкий из газов, и потому в первой половине XX в. им заполняли летательные аппараты – дирижабли. Однако наряду с таким преимуществом, как лёгкость, водород имеет существенный недостаток: он крайне огнеопасен. Сейчас дирижабли, метеозонды, воздушные шары заполняют более дорогим, но безопасным гелием.

Водород – самый распространённый химический элемент в космосе. Солнце более чем на половину состоит из водорода, он обнаружен в составе планет гигантов Солнечной системы.

В составе воды водород образует гидросферу Земли, содержится в виде водяных паров в атмосфере нашей планеты. Вместе с углеродом он входит в состав почти всех органических веществ.

Лабораторный опыт 13

Соберите прибор для получения газов, проверьте его герметичность. В пробирку поместите 1–2 гранулы цинка и добавьте 2 мл соляной кислоты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Что наблюдаете?
На конец газоотводной трубки, обращённой вверх, наденьте пустую пробирку. Через 1–2 минуты поднимите её и, не переворачивая, поднесите к пламени спиртовки. Что наблюдаете? Что можно сказать о чистоте собранного водорода? Запишите уравнения реакций.
72
Рис. 55 Проверка водорода на чистоту

Водород распознают по характерному хлопку при поджигании (рис. 55). Если водород достаточно чистый, хлопок глухой, если водород загрязнён примесью воздуха, раздаётся хлопок-взрыв с характерным «лающим» звуком. Проводить такой эксперимент можно только с небольшим объёмом водорода. Смесь водорода с кислородом в соотношении 2 : 1 или с воздухом в соотношении 2 : 5 при взрыве обладает огромной разрушительной силой, поэтому называется «гремучий газ».

Химические свойства водорода. 1. Взаимодействие водорода с кислородом сопровождается выделением большого количества теплоты, а значит, водород может использоваться в качестве топлива:

 
Рис. 56. Пламя газовой горелки

2H2 + О2 = 2Н2О

Реакция горения лежит в основе водородной резки и сварки металлов (рис. 56).

  1. Водород взаимодействует с неметаллами, например с серой, образуя ядовитый газ с запахом тухлых яиц – сероводород:

H2 + S = Н2S↑

  1. Водород способен восстанавливать металлы из их оксидов, например:

H2 + СuO = Cu + H2O

Применение водорода. Водород – важнейшее химическое вещество, имеющее большое практическое значение. Он эффективное ракетное топливо, а в перспективе и автомобильное. Водород применяют для получения соляной кислоты, аммиака, газовой резки и сварки металлов, для получения чистых металлов.

Водород в природе. Физические свойства. Получение, собирание и распознавание водорода. Химические свойства и применение водорода

Проверьте свои знания

  1. Какими физическими свойствами характеризуется водород? Как его собирают? Почему водородом опасно заполнять воздушные шары и дирижабли?
  2. Сравните получение, собирание и распознавание кислорода и водорода.
  3. Охарактеризуйте применение водорода на основе его свойств.
73

Примените свои знания

  1. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

H2 → H2S → SO2 → SO3

  1. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Cu → CuS → CuO → Cu

Используйте дополнительную информацию

  1. Посмотрите видеозапись взрыва гремучего газа: http://gotourl.ru /10775 → Коллекции → Предметные коллекции. Химия → Неорганическая химия. Видеоопыты → Водород. Кислоты → Водород и его свойства → 7. Приготовление и взрыв гремучей смеси.

Какие меры предосторожности принимаются при проведении опыта? Какие области применения этой реакции в мирных целях вы могли бы предложить?

  1. Подготовьте сообщение по одной из тем: а) «Водород на Земле и в космосе»; б) «Использование водорода в воздухоплавании: победы и трагедии».
74