Материал: Неорганическая химия - курс лекций-презентаций

Водород. Применение

Применение водорода основано на его физических и химических свойствах.

Как легкий газ он используется для наполнения аэростатов и дирижаблей (в смеси с гелием).

Применяют водород для получения высоких температур: кислородно-водородным пламенем

режут и сваривают металлы.

Он используется для получения металлов (молибдена,

вольфрама и др.) из их оксидов.

В химической промышленности:

для получения аммиака из азота воздуха;

искусственного жидкого топлива из угля.

В пищевой промышленности – для гидрогенизации

жиров.

Изотопы водорода – дейтерий и тритий –

применяются в атомной энергетике (термоядерное

горючее).

Пероксид водорода

Пероксид (перекись) водорода представляет собой бесцветную сиропообразную жидкость плотностью 1,45 г/см3, затвердевающую при – 0,48°С.

Это очень непрочное вещество, способное разлагаться со взрывом на воду и кислород, причем выделяется большое количество теплоты:

2Н2О2(ж) = 2Н2О(ж) +О2 , ∆r Н =197,5кДж.

Водные растворы пероксида водорода более устойчивы.

В прохладном месте они могут сохраняться довольно долго.

Пергидроль – раствор, который поступает в продажу, и содержит 30% Н2О2.

В нем, а также в высококонцентрированных растворах пероксида водорода содержатся стабилизирующие добавки.

Пероксид водорода

В промышленности пероксид водорода получают в

основном электрохимическими методами, например,

анодным окислением растворов серной кислоты или гидросульфата аммония с последующим гидролизом образующейся при этом пероксодвусерной кислоты

H2S2O8 +2H2O = 2H2SO4 +H2O.

Пероксид водорода – очень слабая двухосновная

кислота распадается в незначительной степени на

2Н+ +О22−, 2 ступень.

Диссоциация по второй ступени практически не

протекает.

Пероксид водорода

Однако при связывании ионов водорода (например,

при введении в раствор щелочи) диссоциация по

второй ступени происходит.

С некоторыми основаниями пероксид водорода

реагирует непосредственно, образуя соли.

Так, при действии пероксида водорода на водный

раствор гидроксида бария выпадает осадок бариевой соли пероксида водорода:

Н2О2 +Ва(ОН)2 = ВаО2 ↓ +2Н2О.

Соли пероксида водорода называются пероксидами

или перекисями.

Они состоят из положительно заряженных ионов металла и отрицательно заряженных ионов О2–.

Пероксид водорода

Степень окисленности кислорода в пероксиде водорода равна –1, т. е. имеет промежуточное значение между степенью окисленности кислорода в воде –2 и в молекулярном кислороде

(0).

Поэтому пероксид водорода обладает свойствами как окислителя, так и восстановителя, проявляет окислительновосстановительную двойственность.

Все же для него более характерны окислительные свойства, так как стандартный потенциал электрохимической системы

Н2О2 +2Н+ +2е = 2Н2О,

в которой Н202 выступает как окислитель, равен 1,776 В, в то время как стандартный потенциал электрохимической

в которой пероксид водорода является восстановителем, равен

0,682 В.