Vodorod temasına máseleler sheshiw metodikası reje: Vodorodtıń haqqında túsinikler

Sanaatta alınıwı. Vodorod xalıq xojalıǵında kóp qollanılatuǵın zat bolǵanlıǵı ushın onıń sanaatda alınıw usılı menen tanısamız. Vodorod ápiwayı zat sıpatında tábiyatta júdá az ushıraydı. Onı sanaatta alıw ushın tábiyatta kóp tarqalǵan birikpelerinen paydalanıladı. Suw hám tábiyǵıy gazdıń tiykarǵı bólegi bolǵan metan usı qatardaǵı zatlar. Olardan tómendegi usılda vodorod alınadı.
1. Suwdı elektrolizlew: 2H₂O = 2H₂ + О₂.
2. Metandı qayta islew: СH₄ + H₂О = СО + 3H₂ + 206 kDJ. (bul reakciya 425–450°Сdà Ni katalizatorı qatnasında ótkiziledi).
3. СО + H₂О = СО₂ + H₂ – 40 kDJ (bul reakciya 425–450°С-dà Fe2O3katalizatorı qatnasında ótkiziledi).
Ápiwayı zat retinde vodorod eki atomnan quralǵan — H
Onıń salıstırmalı molekulyar massası ≈ 2 g ǵa teń bolıp, eń jeńil, eń jaqsı jıllılıq ótkeriwshi gaz bolıp esaplanadı. Ádettegi jaǵdayda atmosfera hawasında az muǵdarda ushıraydı. Vodorod metallarda eriw qásiyetine iye. Onnan basqa, eń jeńil gaz sıpatında eń úlken diffuziya tezligine iye. Onıń molekulaları basqa gazler molekulalarına salıstırǵanda tiyisli zat ortalıǵında tez tarqaladı hám túrli tosıqlardan ańsat óte aladı. Joqarı basım hám temperatura da onıń bul uqıplılıǵı júdá joqarılap ketedi.
Fizikalıq qásiyetleri. Vodorod — reńsiz, iyissiz, dámsiz gaz. Suwda jaman eriydi: normal jaǵdayda 1l suwda 21,5ml eriydi. Ayırım metallarda (nikel, palladiy, platina) jaqsı eriydi. Eń jeńil gaz hawadan 14,5 ese jeńil.
Ximiyalıq qásiyetleri. Ádettegi temperatura da molekulyar vodorodtıń aktivligi joqarı emes. Atomar vodorod bolsa júdá aktiv.Vodorod derlik barlıq metall emesler menen ushıwshań birikpeler payda etedi. Metall emesler aktivligine qarap reakciya tez yamasa áste júredi.
1. Ftor menen bólme temperaturasında birigedi:
H₂ + F₂ = 2HF.
2. Xlor menen jaqtılıqta tez, qızdırılǵanda jarılıs berip reakciyaǵa kirisedi (qarańǵıda hám qızdırılmaǵanda áste birigedi):
H₂ + Cl₂ = 2HCl.
3. Ádettegi temperatura da kislorod penen tásirlespeydi. 2:1 kólemlik qatnastaǵı vodorod hám kislorod aralaspası «atılıwshı gaz» dep ataladı hám sırtqı tásir nátiyjesinde jarılıs berip reakciyaǵa kirisedi. Vodorod kislorodta janadı:
2H₂ + O₂ = 2H₂O.
4. Kóp metall emesler menen joqarı temperatura, basım yamasa katalizator qatnasında reakciyaǵa kirisedi (mısalı, kúkirt yamasa azot penen).
N₂ + 3H₂ = 2NH₃.
5. Joqarı temperaturada vodorod metallardı olardıń kislorodlı birikpeleri — oksidlerinen qaytaradı (qısıp shıǵaradı):
CuO + H₂ = Cu + H₂O.
6. Siltili hám siltili-jer metallar joqarı temperaturada vodorod penen duz sıyaqlı birikpeler — gidridlerdı payda etedi:
2Na + H₂ = 2NaH.
Atom halındaǵı vodorod kúkirt, marganec, fosfor, kislorod penen bólme temperaturasında reakciyaǵa kirisedi.Vodorod — bul keleshek janılǵısı. Janǵanda tek suw payda boladı hám átirap ortalıqtı pataslamaydı. Sonıń ushın vodorod ekologiyalıq taza janılǵı sıpatında keleshekke iye.Quyashta payda bolatuǵın termoyadrolıq reakciyası — vodorodtıń geliyge aylanıwı kóp tábiyǵıy procesler ushın tawsılmas birden-birenergiya deregi. Usı procesti jasalma tárizde alıp barıwdı basqarıw mashqalası sheshilse, insaniyat tawsılmas energiya deregine iye boladı.Ximiya sanaatında vodorod eń kóp muǵdarda ammiak óndiriw ushın jumsaladı. Bul ammiaktıń tiykarǵı bólegi tóginler hám nitrat kislotasın islep shıǵarıwǵa ajıratıladı. Onnan basqa, vodorod metil spirti hám vodorod xlorid (xlorid kislota) islep shıǵarıwǵa maylar, kómiri hám neft ónimlerin gidrogenlew (vodorod penen toyındırıw) ushın jumsaladı. Maylar gidrogenlense — margarin, kómiri hám neft ónimleri gidrogenlense — jeńil janılǵı alınadı.Vodorod-kislorod jalını temperaturası (≈3000°C) qıyın eriytuǵın metallar jáne kvarctı kesiw hám kepserlew imkanın beredi.Metallurgiyada vodorod metallar oksidlerinen hám galogenidlerinen tazalıǵı joqarı bolǵan metallar alıw imkanın beredi.Suyıq vodorod tómen temperaturalar texnikasında qollanıladı, reaktiv texnikada eń qolaylı ónimli janılǵı sıpatında qollanıladı.Atom energiyasın alıwda, ilimiy izlewlerde vodorod úlken áhmiyetke iye.
Ximiyalıq reakciyalarda qattı hám suyıq zatlar menen birge gaz halındaǵı zatlar da qatnasadı. Gaz zatlar menen esaplawlardı orınlaw ádette kólem birliklerinde (sm³ yamasa ml; dm³ yamasa l; m³) ámelge asırıladı.Bir qıylı jaǵdaydaǵı hár qıylı gazlardıń bir qıylı kólemdegi molekulalar sanı bir qıylı boladı. Mısalı, 22,4l kólemdegi qálegen gaz zatta 101,325kPa hám 0°C da molekulalar sanı 6,02.10²³ boladı.Gazdıń tıǵızlıǵı — ρ gaz molyar massası (M)nıń molyar kólemi (V_M)ge qatnası: Gazlardıń salıstırmalı tıǵızlıǵı – D gazlardıń molekulyar massalarına qatnası menen anıqlanadı, yaǵnıy: