27.05.2020r.
Temat: Wodór i hel jako pierwiastki chemiczne bloku s.
- Występowanie wodoru
Wodór jest najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem we wszechświecie. Na Ziemi występuje w śladowych ilościach (w gazie ziemnym i wulkanicznym), natomiast tworzy liczne związki (np. wodę, białka, węglowodory, cukry).
- Właściwości wodoru
Wodór w temperaturze pokojowej jest gazem bezbarwnym, bezwonnym, o najmniejszej gęstości, około 14 razy lżejszym od powietrza, praktycznie nierozpuszczalnym w wodzie. Czysty wodór pali się, ale nie podtrzymuje palenia. Z tlenem tworzy mieszaninę wybuchową zwaną mieszanina piorunującą. Wstanie wolnym tworzy cząsteczki dwuatomowe.
Jądro atomu wodoru zawiera 1 proton a w przestrzeni poza jądrowej znajduje się 1 elektron. Może pozbywać się elektronu tworząc kation wodorowy H+ lub przyjmować elektron tworząc anion wodorkowy H–, który jest bardzo nietrwały.
Konfiguracja elektronowa 1H 1s1
W związkach chemicznych wodór przyjmuje zazwyczaj stopień utlenienia równy I ( np. HCl, H2S) a w wodorkach metali –I (np. NaH, KH, MgH2).
Wodór w wyniku połączenia z pierwiastkami chemicznymi tworzy wodorki.
H2 + Cl2 → 2HCl (chlorowodór)
3H2 + N2 → 2NH3 (amoniak)
W reakcji z tlenkami metali wodór pełni funkcję reduktora np.
CuO + H2 → Cu + H2O
- Otrzymywanie wodoru
W laboratorium gazowy wodór otrzymuje się w reakcji:
- metali aktywniejszych chemicznie od wodoru z kwasami np. cynku z kwasem chlorowodorowym
Zn + 2HCl → ZnCl2 +H2
- metali 1 i 2 grupy układu okresowego pierwiastków chemicznych z wodą
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
- wodorków metali 1 i 2 grupy układu okresowego pierwiastków chemicznych z wodą
NaH + H2O → NaOH + H2
CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 +2 H2
Na skalę przemysłową wodór otrzymuje się w odpowiednich warunkach ciśnienia i temperatury podczas:
- zgazowania węgla, czyli działania parą wodną na rozżarzony węgiel
C + H2O → CO + H2
- konwersji metanu, czyli działania parą wodną na metan
CH4 + H2O → CO + 3H2
Gaz wodny (gaz syntezowy)
- Doświadczenie 1.Otrzymywanie wodoru w reakcji cynku z kwasem solnym
Proszę zapoznać się z doświadczeniem a następnie zapisać w zeszycie schemat, obserwacje i wnioski.
https://pazdro.com.pl/reakcja-cynku-z-kwasem-solnym-doswiadczenie-31
- Zastosowanie wodoru
Wodór jest surowcem do syntezy amoniaku, używanego w przemyśle do produkcji nawozów sztucznych. Jako czynnik chłodzący jest on stosowany do zamrażania produktów spożywczych. Dawniej używano go także do przygotowywania sztucznych lodowisk.
Wodór jest stosowany w palnikach wodorowo‑tlenowych do precyzyjnego cięcia i spawania metali, m.in. przez jubilerów. W przemyśle spożywczym stosuje się go w procesie produkcji margaryny, a w przemyśle farmaceutycznym – do produkcji leków.
Obecnie coraz częściej wykorzystuje się specjalny rodzaj akumulatora, zwany ogniwem paliwowym (zamieniającym energię chemiczną na elektryczną). Ciekły wodór jest także stosowany jako paliwo napędowe promów kosmicznych.
- Występowanie w przyrodzie i otrzymywanie helu.
Hel znajduje się na drugim miejscu po wodorze pod względem rozpowszechnienia we Wszechświecie.
Surowcem, z którego otrzymuje się hel jest powietrze (przeróbka skroplonego powietrza, metoda destylacji frakcyjnej). Jednak na skalę przemysłową hel otrzymuje się z gazu ziemnego.
- Właściwości fizyczne i chemiczne helu
Hel w temperaturze pokojowej jest gazem, bezbarwnym i bezwonnym, lżejszym od powietrza i bardzo słabo rozpuszczalnym w wodzie. Wykazuje najniższą temperaturę topnienia i wrzenia spośród wszystkich znanych pierwiastków.
Hel jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 2, znajdującym się w 18 grupie układu okresowego pierwiastków (grupa helowców, gazów szlachetnych). Helowce wykazują najmniejszą aktywność chemiczną spośród wszystkich znanych pierwiastków.
Hel jest bierny chemicznie i właściwość ta związana jest trwałością konfiguracji elektronowej 1s2.
Hel występuje w postaci pojedynczych atomów.
- Zastosowanie helu
Używany do napełniania balonów (bardzo duża zdolność nośna, nie ulatuje z balonu tak szybko jak powietrze).
Jego mieszanina z tlenem (80 i 20%) jest wykorzystywana w butlach oddechowych dla nurków. Jest to bezpieczniejsze niż wtłoczenie azotu, zapobiega chorobom związanym ze zmianami ciśnienia.
Jest używany jak gaz ochronny do spawania w atmosferze beztlenowej, a jego niska temperatura wrzenia przyczynia się do używania go w kriogenice i jako chłodziwo w elektrowniach atomowych.
W lampach jarzeniowych daje żółte światło
- Posdumowanie
https://epodreczniki.pl/a/wodor/DYYLSQ0o4
https://www.youtube.com/watch?v=8YzoJsXsbW4
- Zadanie domowe
Rozwiąż zadania 1 z podręcznika , strona 316
Pytania oraz informacje zwrotne, proszę kierować na podany adres e-mail lub poprzez dziennik elektroniczny, wpisując w tytule imię i nazwisko ucznia oraz klasę
Pozdrawiam
Justyna Filipiak