Obecná charakteristika: periodické umístění, kov/nekov, kolik protonů v jádře, elektronová konfigurace - kolik valencnich elektronj v jakem orbitalu, hmotnost - pomer s vzduchem
I. A skupina, 1. perioda
Nekov
1 proton v jádře
1s na první, jeden valenční elektron v orbitalu 1s
Nejmenší hmotnost a poloměr - 4x menší hustota ( lehčí ) než vzduch
Výskyt - rozšíření na Zemi, ve vesmíru, jaký prvek ( co to znamená + př ) , forma výskytu - kde se váže největší množství vodíku, vyskytuje se vodík v atmosféře- důvod?
- nejrozšířenější prvek na Zemi
Njerozšířenější ve vesmíru - s He
Biogenní prvek - nezbytný pro život : najdeme ho ve vodě, organických látkách - cukry, tuky, bílkoviny
Vyskytuje se ve formě organických a anorganických sloučenin ( ve vodě )
Ne - molekuly jsou příliš lehké a rychlé
Vyskytuje se volně ( kde )?
Kolik izotopů v přírodě a jaké?
Jen vzácně - součást sopečných plynů, zemního plynu, vyšší vrstvy atmosféry
3 izotopy: protium, deuterium, tritium
Co je to izotop? Zakresli
Stejná varianta prvků - má stejný počet protonů ale jiný neutronů
Př vodík - protium - neutrální
Deutrium - 1 neutron
Tritium - 2 neutrony
Přeprava
Tlakové ocelové lahve s levotocivym zavitem a cervenym pruhem
Neustaly vyvoj skladovani
Problematické?
Jak je dostupný vodík, množství
Bezpečný/ne… - proč?
Důkaz toho nahore
Hrozba pro lidstvo - jak a proc?
Ano
Nejdostupnejsí, velke mnozství
Nebezpecny - s vzduchem tvori vybusnou smes
Havarie vzducholodi Hindenburg 1937 - minus 36 lidi, trasa z Evropy do New Jersey, vzducholod pri pristavani narazila do elektrickeho vedeni a explodovala
Dale raketoplan Challenger - doslo k uniku vodiku jako paliva
Hrozba pro lidstvo - vyroba vodikovych bomb - pri vybudu se uvolnuje 10x vice energie nez pri jaderne stepenim
Molekulovy vodik
Barva, chut, zapach
Lehkost porovnat s vzduchem
Rozpustnost ve vode, kovech - co se tam deje
Atomarni vodik vs molekularni
Molekuly vodiku
Zkapalneni ztuzeni
Zadna barva chut nebo zapach
Nejlehci plyn, lehci nez vzduch
Nepatrne rozpustny ve vode, lepe rozpustny v kovech ( Pt, Ni) - zde se molekuly stepi na atomy
Atomarni vodik je reaktivnejsi nez molekulovy
Molekuly jsou male a snadno pronikaji pevnymi materialy
Obtizne se zkapalnuje(- 252) a ztuzuje(- 259)
Vazba H-H, jaky je vodik, reakce vodiku - podminky + i opak - k cemu dochazi
Pevna nepolarni kovalentni vazba
Molekulovy vodik je stabilni a resguje s prvky a slouceninami za vyssich teplot nebo za pritomnosti katalyzatoru ( Pt, Ni )
Pro nizsich teplotach dochazi k rozstepeni vodiku napr el vybojem - exploze v prostorech s nahromadenym vodikem)
Jak reaguje smes vodiku s vzduchem poku ji zapalime - cim vic?
Jakym plamenem hori vodik ve vzduchu?
Co se stane pokud vhanime do plamene vodiku cisty kyslik? Co se s tim pak dela / vyuziti
Vybuchem - vic, cim je slozeni plynj blizsi jejich pomeru ve vode 2:1 třaskavý oplyn - vznika vodni para
Namodraly - cisty vodik
Vznika kyslikovy plamen - az 3000 stupnu - vyuziva se k svarovani a rezani kovu
S cim reaguje vodik za zvysene teploty?
Jaka je vyznamna reakce? Za jakych podminek vznika?
Se vsemi halogeny : F Cl Br I
Reakce s dusikem za vzniku amoniaku - vyssi teplota, tlak a pritomnost katalyzatoru
Co je to katalyzator?
Latka ktera urychluje chemkckou reakci, ale sama se pri ni nespotrebuje
Snizuje energii potrebnou k zahajeni reakce, umoznuje casticim reagovat snaz
Co je to traskavy plyn
Plyn ve kterem je vodik s kyslikem v pomeru 2:1
Redukcni vlastnosti vodiku
Vyroba nekterych kovu z jejich oxidů
Co je to haber-boschova synteza?
Rovnice
Vyroba amoniaku z dusiku a vodiku za vysokeho tlaku a teploty
- je to klicove pro vyrobu hnojiv
N2+3H2———2NH3
Stechiometrické koeficienty
Stechiometrické koeficienty = čísla před vzorci, která určují poměr látek v reakci.
Laboratorní příprava vodíku - čím
Beketova řada kovů
Reakcí zředěných kyselin s méně ušlechtilými kovy
Př: Zn + 2HCL ——— ZnCl2 + H2
Beketovova řada kovů je uspořádání kovů podle toho, jak jsou chemicky reaktivní – tedy jak snadno ztrácejí elektrony
Jak je řada uspořádaná?
Nahoře jsou kovy velmi reaktivní (méně ušlechtilé).
Dole jsou kovy málo reaktivní (ušlechtilé).
Dalsi moznost laboratorni pripravy vodiku
Reakck s-prvku s vodou
2Na + 2H2O ——— 2NaOH + H2
Dalsiiiiiii priprava
Elektrolyza destilovane vody ( s pridavkem maleho mnozstvi H2SO4 zvyseni el vodivosti vody )
Vodik se vylucuje na katode
Elektrolyza destilovane vody - co to je + proces
Elektrolýza destilované vody je proces, při kterém se voda (H₂O) rozkládá na vodík (H₂) a kyslík (O₂) pomocí elektrického proudu.
🔬 Jak to funguje:
Do destilované vody se vloží elektrody (kovové tyčky).
Přivede se stejnosměrný proud.
Voda se rozkládá na plyny:
2H2O ——— 2H2 + O2
Na katodě (-) se tvoří vodík (H₂)
Na anodě (+) se tvoří kyslík (O₂)
Výroba vodíku průmyslově - tri zpusoby a rovnice
Elektrolyzou solanky - vodny roztok nacl
Reakci vodni pary s rozzhavenym koksem
Z methanu ( ropy a zemniho plynu )
Vodik vyuziti
Vyroba HCl, NH3, hnojiv, vybusnin, syntetickeho benzinj, methanolu
Premena rostlinnych oleju na tuhe jedle tuky ( rama, hera ) = hydrogenace ~ ztuzovani tuku - zabrana zkkuknuti
Svarovani a rezani kovu
Kapalny vodik = raketove palivo
Palivo a zdroj energie budoucnosti
Redukcni cinidlo pri vyrobe kovu
Nascentní vodik co to je a vyuziti
Vodik ve stsvu zrodu, kratkodobs vysoce resktivni forma atomarniho vodiku
Silnejsi redukcni cinidlo nez bezny molekulovy vodik
Mashova-Liebigova zkouska - co to je a princip
Forenzní toxikologie - detekce arsenu
Princip: vzorek se zinkem s kyselinou ( chlorovodikovou nebo sirovou ) reaguje za vzniku nascentniho vodiku, ktery redukuje arsenite slouceniny na arsan
Vznik a vyuziti deuteria a tritia
Deuterium
Priprava z tezke vody D2O - elektrolytickym obohacenim vody
Uziti: sledovani reakcnich mechanizmu
Deuterovana rozpoustedla -
nuklearni magneticka resonance
Tritium
Vznik pusobenim kosmkckeho zareni na vzdusny kyslik
Priprava pusobenim neutronu na lithium
Uziti: sledovani pohybu spodnich vod, studium reakcnich mechanizmu, studium homogenni katalyzy
