Uncategorized

Chemia 3BT, 3FT, 3MTP

27.05.2020r.

Temat: Wodór i hel jako pierwiastki chemiczne bloku s.

  1. 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).

  1. 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

  1. 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)

  1. 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

  1. 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.

  1. 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.

  1. 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.

  1. 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

  1. Posdumowanie

https://epodreczniki.pl/a/wodor/DYYLSQ0o4

https://www.youtube.com/watch?v=8YzoJsXsbW4

  1. 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