Wodór

izotop	wyst.	o.p.r.	s.r.	e.r. MeV	p.r.
¹H	99,985%	stabilny izotop z zerową liczbą neutronów
²H	0,015%	stabilny izotop z 1 neutronem
³H	{syn.}	12,33 lat	β^-	0,019	³He
⁴H	{syn.}	9,93696x10^-23 s	n	2,910	³H

Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej,
użyte są jednostki SI i warunki normalne.

*Wyjaśnienie skrótów:
l.a.=liczba atomowa
wyst.=występowanie w przyrodzie,
o.p.r.=okres połowicznego rozpadu,
s.r.=sposób rozpadu,
e.r.=energia rozpadu,
p.r.=produkt rozpadu

Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny, niemetal z bloku s układu okresowego. Jest to najprostszy możliwy pierwiastek o liczbie atomowej 1, składający się z jednego protonu i jednego elektronu.
Rozpoczyna układ okresowy. Jest wyznacznikiem w szeregu aktywności metali, który oddziela metale wypierające wodór i na niewypierające go.

Istnieje w postaci dwóch stabilnych izotopów ¹H (prot) i ²H (deuter, D) oraz niestabilnego – ³H (tryt, T).

Wodór jest najpowszechniej występującym pierwiastkiem we Wszechświecie. Występuje w gwiazdach, a na Ziemi w stanie wolnym, w górnej warstwie atmosfery (0,9%) i w postaci związanej w wodzie.

W stanie wolnym występuje w postaci gazowych cząsteczek dwuatomowych H₂ tworząc wodór molekularny.

[edytuj] Występowanie

W przestrzeni kosmicznej występuje w gwiazdach. Na Ziemi w postaci niezwiązanej z powodu swojej niskiej masy występuje w górnych warstwach atmosfery ziemskiej. W postaci związanej występuje jako woda w hydrosferze, w atmosferze jako para wodna i w litosferze jako składnik skał. Wchodzi w skład wielu związków nieorganicznych takich jak: kwasy, zasady i związków organicznych np.: węglowodory.

[edytuj] Kation wodorowy

Kation wodorowy H⁺ jest w istocie równoważny protonowi. W stanie wolnym występuje on w próżni, plazmie i górnych warstwach atmosfery ziemskiej (promienie UV jonizują atomy wodoru). W roztworach wodnych kation ten jest natychmiast solwatowany do jonu hydroniowego H₃O⁺:

H⁺ + H₂O → H₃O⁺

Czasami, w równaniach dysocjacji elektrolitycznej podaje się uproszczenie H₃O⁺ i piszę się po prostu H⁺, co zupełnie mija się z prawdą. Z tego względu należy pamiętać, że skala pH jest miarą stężenia jonów hydroniowych, a nie wodorowych.

[edytuj] Serie widmowe

Wodór ma charakterystyczne serie widmowe:

[edytuj] Historia

Prawdopodobnie pierwszą osobą, która opisała otrzymywanie wodoru w stanie czystym był alchemik Paracelsus żyjący w latach 1493–1541. Paracelsus wykonywał eksperymenty polegające na wrzucaniu metali do kwasów i zbieraniu do naczyń gazowych produktów tych reakcji, co do dzisiaj stanowi najprostszy sposób otrzymywania tego pierwiastka w warunkach laboratoryjnych. Prawdopodobne jest jednak, że podobne eksperymenty wykonywano już wcześniej.

Eksperymenty te powtórzył w 1671 r. Robert Boyle, który opisał też wybuchową naturę mieszanki wodoru z powietrzem. Pierwszą osobą, która uznała wodór za pierwiastek był Henry Cavendish, który w 1766 r. zamieścił w swoich notatkach taką tezę. Jak wszystkie inne jego badania nie zostało to jednak opublikowane za jego życia. Substancja ta została uznana za pierwiastek ostatecznie pod wpływem badań Antoine Lavoisiera nad otrzymywaniem wody z wodoru i tlenu w 1783 r. Pierwotnie polska nazwa była kalką łacińskiej - "wodoród", lecz z biegiem czasu została skrócona do powszechnie dziś znanej "wodór". Jako pierwszy zaproponował nazwę - wodór - Filip Walter.

[edytuj] Otrzymywanie

Na skalę przemysłową wodór otrzymuje się dwiema metodami:

Poprzez konwersję alkanu nad parą wodną:

C_xH_2y + 2xH₂O → (2x+y)H₂ + xCO₂

Np. metan

CH₄ + 2H₂O → 4H₂ + CO₂

Przez reakcję pary wodnej z koksem w metodzie Boscha.

W laboratorium można go otrzymać na kilka sposobów:

Elektroliza wodnego roztworu soli lub wodorotlenku metalu alkalicznego bądź wody:

2H₂O → 2H₂ +O₂

Reakcja metalu z kwasem,

np. Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

Spalanie magnezu w parze wodnej:

Mg + H₂O → MgO + H₂↑

Reakcja metalu amfoterycznego z roztworem zasady,

np. 2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑

Powyższe reakcje roztwarzania metali wykonywać można dogodnie w aparacie Kippa.

[edytuj] Izotopy wodoru

Wodór występuje w 3 różnych izotopach: prot, deuter i tryt.

Prot (wodór ¹H)

W skład jądra wchodzi jeden proton. Nie posiada neutronów. Jest izotopem stabilnym

Deuter (²H lub ²D)

W skład jądra wchodzi 1 proton i jeden neutron. Jest izotopem stabilnym. Ze względu na to, że deuter ma dwukrotnie większą masę od protu, różnią się one znacząco właściwościami fizycznymi, a także chemicznymi (silny efekt izotopowy).

Tryt (³H lub ³T)

W skład jądra wchodzi jeden proton i 2 neutrony. Jest izotopem niestabilnym. Rozpada się w wyniku β^-, tworząc hel.

³₁T → ³₂He

[edytuj] Zastosowanie

Dawniej wodór był stosowany do napełniania balonów sterowców, lecz z powodu jego łatwości wybuchu zrezygnowano z dalszego napełniania wodorem. Gaz ten znalazł zastosowanie jako paliwo w silnikach rakietowych. Naukowcy pracują nad możliwością stworzenia ogniw paliwowych napędzanych wodorem, które mogłyby służyć jako źródło napędu dla wielu pojazdów i urządzeń. Izotop wodoru – tryt – wykorzystywany jest w reakcjach termojądrowych, które mogą potencjalnie stanowić źródło taniej i czystej energii. Inny jego izotop – deuter – wykorzystywany jest jako spowalniacz (moderator) w reaktorach atomowych.

W chemii organicznej wodór może być użyty do:

uwodornienia alkenów w obecności katalizatora niklu:

C₂H₄ + H₂ → C₂H₆

Zobacz więcej w osobnym artykule: uwodornienie.

[edytuj] Związki wodoru

[edytuj] Zobacz też

Zobacz galerię na Wikimedia Commons:
Wodór

p • d • e

Pierwiastki chemiczne

(Ac) aktyn · (Am) ameryk · (Sb) antymon · (Ar) argon · (As) arsen · (At) astat · (N) azot · (Ba) bar · (Bk) berkel · (Be) beryl · (Bi) bizmut · (Bh) bohr · (B) bor · (Br) brom · (Ce) cer · (Cs) cez · (Cl) chlor · (Cr) chrom · (Sn) cyna · (Zn) cynk · (Zr) cyrkon · (Ds) darmsztadt · (Db) dubn · (Dy) dysproz · (Es) einstein · (Er) erb · (Eu) europ · (Fm) ferm · (F) fluor · (P) fosfor · (Fr) frans · (Gd) gadolin · (Ga) gal · (Ge) german · (Al) glin · (Hf) hafn · (Hs) has · (He) hel · (Ho) holm · (In) ind · (Ir) iryd · (Yb) iterb · (Y) itr · (I) jod · (Cd) kadm · (Cf) kaliforn · (Cm) kiur · (Co) kobalt · (Kr) krypton · (Si) krzem · (Xe) ksenon · (La) lantan · (Li) lit · (Lr) lorens · (Lu) lutet · (Mg) magnez · (Mn) mangan · (Mt) meitner · (Md) mendelew · (Cu) miedź · (Mo) molibden · (Nd) neodym · (Ne) neon · (Np) neptun · (Ni) nikiel · (Nb) niob · (No) nobel · (Pb) ołów · (Os) osm · (Pd) pallad · (Pt) platyna · (Pu) pluton · (Po) polon · (K) potas · (Pr) prazeodym · (Pm) promet · (Pa) protaktyn · (Ra) rad · (Rn) radon · (Re) ren · (Rh) rod · (Rg) roentgen · (Hg) rtęć · (Rb) rubid · (Ru) ruten · (Rf) rutherford · (Sm) samar · (Sg) seaborg · (Se) selen · (S) siarka · (Sc) skand · (Na) sód · (Ag) srebro · (Sr) stront · (Tl) tal · (Ta) tantal · (Tc) technet · (Te) tellur · (Tb) terb · (O) tlen · (Th) tor · (Tm) tul · (Ti) tytan · (Uub) ununbium · (Uuh) ununhexium · (Uuo) ununoctium · (Uup) ununpentium · (Uuq) ununquadium · (Uut) ununtrium · (U) uran · (V) wanad · (Ca) wapń · (C) węgiel · (H) wodór · (W) wolfram · (Au) złoto · (Fe) żelazo

Pierwiastki niezsyntezowane: (Uus) ununseptium · (Uue) ununennium · (Ubn) unbinilium · (Ubu) unbiunium · (Ubb) unbibium · (Ubt) unbitrium · (Ubq) unbiquadium · (Ubp) unbipentium · (Ubh) unbihexium

allianz katowice wood flooring Los Angeles części zamienne wózki fundusze Projektowanie stron

geograficzne.stronki.org