74
Урок 21. Химические
свойства водорода
Водород вступает в химические реакции с простыми и сложными веществами.
Однако при обычных условиях водород малоактивен. Для его взаимодействия с
другими веществами необходимо создать условия: повысить температуру,
применить катализатор и др.
Реакции водорода с простыми
веществами
При нагревании водород вступает в реакции соединения с простыми
веществами — кислородом, хлором, азотом, серой.
Если поджечь на воздухе чистый водород, выходящий из газоотводной трубки,
он горит ровным, еле заметным пламенем. Теперь поместим трубку с горящим
водородом в банку с кислородом:
Горение водорода продолжается, при этом на стенках банки видны капли воды,
образующейся в результате реакции:
При горении водорода выделяется много теплоты.
Температура кислородно-
водородного пламени достигает больше 2000 °С.
Химическая реакция водорода с кислородом относится к реакциям соединения.
В результате реакции образуется оксид водорода (вода). Это значит, что
произошло окисление водорода кислородом, т. е. эту реакцию мы можем
назвать и реакцией окисления.
75
Если же
в пробирку, опрокинутую вверх дном, собрать немного водорода
методом вытеснения воздуха, а затем поднести к ее отверстию горящую спичку,
то раздастся громкий хлопок небольшого взрыва смеси водорода с воздухом.
Такую смесь называют «гремучей».
На заметку: способность водорода в смеси с воздухом образовывать
«гремучий газ» часто являлась причиной катастроф на воздушных шарах,
заполненных водородом. Нарушение герметичности оболочки шара
приводило к пожару и даже взрыву. В наше время воздушные шары заполняют
гелием или постоянно нагнетаемым горячим воздухом.
В атмосфере хлора водород сгорает с образованием сложного вещества —
хлороводорода. При этом протекает реакция:
Реакция водорода с азотом происходит при повышенной температуре и
давлении в присутствии катализатора. В результате реакции образуется аммиак
NH
3
:
Если струю водорода направить на расплавленную в пробирке серу, то у ее
отверстия ощутится запах тухлых яиц. Так пахнет газ сероводород H
2
S — продукт
реакции водорода с серой:
На заметку: водород способен не только растворяться в некоторых
металлах, но и реагировать с ними. При этом образуются химические
соединения, называемые гидридами (NaH — гидрид натрия). Гидриды
некоторых металлов используют как горючее в ракетных двигателях на
твердом топливе, а также при получении термоядерной энергии.
76
Реакции водорода со сложными веществами
Водород реагирует при повышенной температуре не только с простыми, но и со
сложными веществами. Рассмотрим в качестве примера его реакцию с оксидом
меди (II) CuO.
Пропустим водород над нагретым порошком оксида меди (II) CuO. По мере
протекания реакции цвет порошка изменяется с черного на коричнево красный.
Это цвет простого вещества меди Cu. В ходе реакции на холодных частях
пробирки появляются капельки жидкости. Это еще один продукт реакции —
вода H
2
O. Отметим, что в отличие от простого вещества меди вода — сложное
вещество.
Уравнение реакции оксида меди (II) с водородом:
Водород в реакции с оксидом меди (II) проявляет способность отнимать у оксида
металла
кислород, тем самым восстанавливать металл из этого оксида. В
результате происходит восстановление меди из сложного вещества CuO до
металлической меди (Cu).
Достарыңызбен бөлісу: