Tlenek wodoru: opis substancji, przygotowanie, właściwości
Co to jest związek tlenu z wodoru? Tlenek tego pierwiastka ma pewne właściwości fizyczne i chemiczne. Spróbujmy zrozumieć dwoistość właściwości tego związku i zidentyfikować jego charakterystyczne cechy.
Definicja
Najważniejszą i powszechną substancją na naszej planecie jest związek tlenowy wodoru. Tlenek jest nam znany jako zwykła woda. Trudno wyobrazić sobie inny związek, który ma takie samo znaczenie dla żywych organizmów. Tlenki nazywane są związkami binarnymi, które obejmują tlen. Ważnym warunkiem jest położenie tlenu na końcu wzoru chemicznego.
Klasyfikacja
Obecnie istnieją trzy grupy tlenków. Głównymi są związki tlenu, które są tworzone przez metale o niskiej wartościowości (jeden lub dwa). Jako wyjątki od ogólnej zasady można brać pod uwagę beryle i tlenki cynku. Pomimo faktu, że wartościowość tych metali jest równa dwóm, ich związki tlenowe odnoszą się do amfoteryczne tlenki. Cechą związków amfoterycznych jest ich interakcja z kwasami i alkaliami. Podwójne właściwości są również wykazywane przez tlenki metali o wartościowości trzech.
Tlenki kwasowe utworzone przez niemetale, a także metale o wartościowości od czterech do siedmiu. Która grupa jest związkiem wodorowym? Tlenek tego pierwiastka wykazuje podwójne właściwości chemiczne, dlatego jest uważany za związek amfoteryczny.
Wchodzenie do laboratorium
Redukcja tlenków za pomocą wodoru jest jednym ze sposobów pozyskiwania wody. Proces ten jest wykorzystywany w przemyśle do przetwarzania złomu, uwalniania z niego metali żelaznych i nieżelaznych. Uwodornienie odnosi się do procesu termicznego i katalitycznego, którego jednym z produktów jest woda ciekła.
Rozpowszechnienie w przyrodzie
Czy ten związek natury istnieje w przyrodzie? Tlenek tego niemetalu występuje w postaci gazowej w skład powietrza znajduje się w stanie stałym w lodowcach. Ciekłą postacią tego tlenku jest zwykła woda, z którą znana jest każda osoba. Tlenek ten uważany jest za najpowszechniejszą substancję na Ziemi, zapewniającą przepływ wszystkich biologicznych i chemicznych procesów zachodzących w dzikiej przyrodzie.
Właściwości fizyczne i cechy strukturalne
W normalnych warunkach woda jest bezbarwną, pozbawioną smaku i bezwonną cieczą. Substancja ta jest uważana za doskonały rozpuszczalnik polarny, dlatego wiele procesów zachodzi dokładnie w środowisku wodnym. Jego temperatura wrzenia wynosi 100 stopni. W temperaturze zerowej woda zamienia się w lód. Związek ten ma strukturę dipolową i można to wyjaśnić cechami cząsteczki. Ponieważ dwie pary elektronów pozostają niewykorzystane w tlenie, w tlenku sp3, stan hybrydowy ma atom tlenu, kąt wartościowości wynosi 110 stopni.
Właściwości chemiczne
Z jakimi substancjami reaguje tlenek wodoru? Równanie chemiczne odzwierciedlające reakcję między wodą a tlenkami kwasowymi implikuje tworzenie kwasów. Wyjątkiem od ogólnej zasady jest tlenek krzemu - nie reaguje z tlenkiem wodoru. Równanie reakcji związku tlenu z aktywnym metalem i wodą przedstawiono w postaci: CaO + H2O = Ca (OH) 2
Końcowym produktem tej interakcji jest alkalia.
Oprócz reakcji z tlenkami woda może reagować z metalami. Metale alkaliczne (bez ogrzewania) tworzą alkalia, a także tworzy się gazowy wodór.
Metale o średniej aktywności (po ogrzaniu) tworzą tlenek i wodór w reakcji z wodą. Niskaktywne metale, które znajdują się w elektrochemicznym szeregu naprężeń metali po wodorze, nie są w stanie oddziaływać z wodą.
Sekwencję laboratoryjnej produkcji wody można przedstawić następująco: tlenek wodoru. Reakcja zachodząca w tym przypadku jest egzotermiczna i towarzyszy jej uwalnianie dużej ilości energii cieplnej. Jego końcowym produktem jest tlenek wodoru. Równanie reakcji ma postać: 2H2 + O2 = 2H2O
Struktura dipolowa cząsteczki wody wyjaśnia możliwość tworzenia wiązań wodorowych o charakterze kowalencyjnym przez ten związek nieorganiczny. Ten związek ma najwyższą wartość przewodności cieplnej, dlatego woda jest substancją stosowaną w systemach grzewczych. 
Znaczenie biologiczne
Niemożliwe jest wyobrazić sobie życie człowieka bez wody. Ten uniwersalny rozpuszczalnik jest potrzebny nie tylko w laboratorium chemicznym. Co drugi złożony proces biochemiczny zachodzi w żywych istotach. Woda jest nie tylko aktywnym uczestnikiem wielu syntez, ale także działa jako produkt uboczny wielu z nich. Przez sześćdziesiąt lat swojego istnienia człowiek przechodzi przez swoje ciało około 50 ton tego wyjątkowego materia nieorganiczna.
Tlenek wodoru znalazł zastosowanie w wielu obszarach przemysłowej działalności człowieka. Związek ten jest niezbędny w medycynie, popyt w rolnictwie.
Na przykład w układzie energetycznym opisany związek chemiczny jest płynem roboczym i głównym czynnikiem chłodzącym. Stacje elektryczne na niej oparte zużywają do 40 metrów sześciennych wody na sekundę. Na przykład do całkowitego schłodzenia skraplacza turbiny potrzeba do dziesięciu tysięcy metrów sześciennych tlenku wodoru. W przemyśle metalurgicznym woda jest wykorzystywana jako substancja chłodząca dla głównego wyposażenia, a jej właściwości fizyczne, takie jak wysoka przewodność cieplna, są również stosowane.
W przemyśle chemicznym jest poszukiwany jako dobry rozpuszczalnik, a także doskonały "pojazd" do przenoszenia odczynników z jednego produktu technologicznego do drugiego.
Należy pamiętać, że wycofywanie ciekłych odpadów przemysłowych odbywa się również w postaci zawiesin i emulsji. Trudno jest wiarygodnie oszacować te ilości tlenków wodoru, które trafiają do potrzeb gospodarstw domowych i przemysłu.
W medycynie woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem, substancją dla higieny i warunków sanitarnych, narkotykiem. Zapewnia transfer składników odżywczych do roślin, jest aktywnym uczestnikiem procesu fotosyntezy, regulatorem temperatury istot żywych. W życiu codziennym ten związek chemiczny jest niezbędny zarówno do gotowania, jak i do usuwania odpadów ludzkich. Dlatego tak ważne jest, aby woda pitna używana przez ludzi spełniała wszystkie wymagania i nie zawierała zanieczyszczeń szkodliwych dla zdrowia ludzkiego.
Przy okazji, wśród licznych stworzeń, które żyją na naszej planecie, tylko wirusy nie potrzebują wody.