Водород. Гидриды

• Водород Н₂ – неметалл, газ без цвета и запаха, плохо растворим в воде, хорошо поглощается некоторыми металлами (Pt, Pd, Fe, Ni), t_пл = –259 °С, t_кип = –252,9 °С. M = 2 г/моль. Изотопы – дейтерий D₂ (M = 4 г/моль) и тритий T₂ (M = 6 г/моль).
• Получают в лаборатории:

Zn + 2HCl = H₂↑ + ZnCl₂

• Промышленные способы получения:

  • конверсия метана:
    СН₄ + Н₂О_(пар) = СО + 3Н₂↑; СО + Н₂О_(пар) = СО₂ + Н₂↑

  • электролиз воды: 2Н₂О $\stackrel{\mathrm{э}\mathrm{л}.\mathrm{т}\mathrm{о}\mathrm{к}}{\to }$2Н₂↑ + О₂↑

• Химические свойства:

  • 2Н₂ + О₂ $\stackrel{\mathrm{в}\mathrm{з}\mathrm{р}\mathrm{ы}\mathrm{в} \mathrm{о}\mathrm{т} \mathrm{и}\mathrm{с}\mathrm{к}\mathrm{р}\mathrm{ы}}{\to }$ 2Н₂О; Н₂ + Cl₂ $\stackrel{h\mathsf{\text{ν}},\mathrm{в}\mathrm{з}\mathrm{р}\mathrm{ы}\mathrm{в}}{\to }$ 2HCl

  • H₂ + S $\stackrel{200 \text{℃}}{\to }$H₂S↑; 3H₂ + N₂ $\stackrel{\mathrm{P},t,\mathrm{F}\mathrm{e}}{\to }$ 2NH₃↑

  • 2Н₂ + С $\stackrel{t,\mathrm{P}\mathrm{t}}{\to }$ СН₄↑; H₂ + 2Na = 2NaH; H₂ + CuO = CuO + H₂O

• Гидриды – бинарные соединения с водородом:

  • солеобразные гидриды NaH, СаН₂;
  • летучие гидриды с неметаллами: HCl, H₂S, NH₃, CH₄.
• Применение водорода: альтернативное топливо, сырьё для неорганического и органического синтеза; восстановитель в металлургии, гидрирование жиров.
• Топливный элемент – химический источник тока, в котором окислитель O₂ и восстановитель H₂ хранятся отдельно и подаются в зону реакции.
  Пример. (–) Анод: H₂|KOH, Ni|O₂: Катод (+).