Взаимодействие водорода со сложными веществами, Получение водорода - Свойства водорода

Водород проявляет восстановительные свойства и в реакциях со сложными веществами:

1) Восстановление оксидов металлов, стоящих в электрохимическом ряду напряжений правее алюминия, а также оксиды неметаллов:

Fe2O3 + 2H2 2Fe + 3H2O

CuO + H2 Cu + H2O

Водород применяют как восстановитель для извлечения металлов из оксидных руд. Реакции идут при нагревании.

2) Присоединение к органическим непредельным веществам

С2Н4 + Н2 С2Н6

Реакции протекают в присутствии катализатора и под давлением.

Других реакций водорода мы пока касаться не будем.

Получение водорода

В промышленности водород получают переработкой углеводородного сырья - природного и попутного газа, кокса и т. п.

Лабораторные методы получения водорода:

1) Взаимодействие металлов, стоящих в электрохимическом ряду напряжений металлов левее водорода, с кислотами. Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb (H2) Cu Hg Ag Pt Au

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2

Нюансы:

    1. Образующаяся соль должна быть растворима. В ином случае нерастворимая соль обволакивает частицы металла, затрудняя доступ кислоты к металлу, и реакция прекращается. 2. В реакциях с азотной и с концентрированной серной кислотами способны участвовать и металлы, стоящие правее водорода в электрохимическом ряду напряжений металлов. Но водород в этих реакциях не выделяется! 2) Взаимодействие металлов, стоящих в электрохимическом ряду напряжений металлов левее магния, с холодной водой. При этом также образуется щелочь. 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Металл, находящийся в электрохимическом ряду напряжений металлов левее марганца, способен вытеснять водород из воды при определенных условиях (магний - из горячей воды, алюминий - при условии снятия оксидной пленки с поверхности).

Mg + 2H2O Mg(OH)2 + H2

Металл, находящийся в электрохимическом ряду напряжений металлов левее кобальта, способен вытеснять водород из водяного пара. При этом также образуется оксид.

    3Fe + 4H2OПар Fe3O4 + 4H2 3) Взаимодействие металлов, гидроксиды которых амфотерны, с растворами щелочей. Металлы, гидроксиды которых амфотерны, вытесняют водород из растворов щелочей. Вам необходимо знать 2 таких металла - алюминий и цинк: 2Al + 2NaOH +6H2O = 2Na[Al(OH)4] + + 3H2

Zn + 2KOH + 2H2O = K2[Zn(OH)4] + H2

При этом образуются комплексные соли - гидроксоалюминаты и гидроксоцинкаты. Все методы, перечисленные до сих пор, основаны на одном и том же процессе - окислении металла атомом водорода в степени окисления +1:

М0 + nН+ = МN+ + n/2 H2

4) Взаимодействие гидридов активных металлов с водой:

СаН2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + 2Н2

Этот процесс основан на взаимодействии водорода в степени окисления -1 с водородом в степени окисления +1:

Н- + Н+ = Н2

    5) Электролиз водных растворов щелочей, кислот, некоторых солей: 2Н2О 2Н2 + О2

Похожие статьи




Взаимодействие водорода со сложными веществами, Получение водорода - Свойства водорода

Предыдущая | Следующая