Koji je naučnik prvi dobio čisti vodonik. Ko je otkrio sastav vode

Nakon rada J. Blacka, mnogi hemičari u različitim laboratorijama u Engleskoj, Švedskoj, Francuskoj i Njemačkoj počeli su proučavati plinove. G. Cavendish je postigao veliki uspjeh. Sav eksperimentalni rad ovog skrupuloznog naučnika bio je zasnovan na kvantitativnoj metodi istraživanja. Široko je koristio vaganje tvari i mjerenje zapremine gasa, vodeći se zakonom održanja mase. U prvom radu G. Cavendnsha o hemiji gasova (1766), opisani su načini dobijanja i svojstva.

"Zapaljivi vazduh" je bio poznat i ranije (R. Boyle, N. Lemery). Godine 1745., M. V. Lomonosov je, na primjer, primijetio da “kada se osnovni metal otopi, posebno u kiselim alkoholima, zapaljiva para izlazi iz otvora boce, što nije ništa drugo do flogiston.” Ovo je vredno pažnje sa dva aspekta: prvo, mnogo godina pre Kavendiša, M. V. Lomonosov je došao do zaključka da je „zapaljivi vazduh“ (tj. vodonik) flogiston; drugo, iz gornjeg citata proizilazi da je M. V. Lomonosov prihvatio doktrinu flogistona.

Ali niko prije G. Cavendisha nije pokušao izolirati "zapaljivi zrak" i proučavati njegova svojstva. U hemijskoj raspravi Tri dela koja sadrže eksperimente sa veštačkim vrstama vazduha (1766.) pokazao je da postoje gasovi koji se razlikuju od vazduha, odnosno, s jedne strane, „šumski ili vezani vazduh“, koji je, kako je utvrdio G. Cavendish ispostavilo se da je 1,57 puta teži od običnog vazduha, s druge strane, "zapaljivi vazduh" je vodonik. G. Cavendish ga je primio djelovanjem razrijeđenih kiselina i kiselina na različite metale. Činjenica da se pod dejstvom na (cink, gvožđe) oslobađa isti gas (vodonik) konačno je uverila G. Cavendisha da svi metali sadrže flogiston, koji se oslobađa prilikom transformacije metala u "zemlje". Engleski naučnik je vodik uzeo za čisti flogiston, jer gas gori bez ostatka, a metalni oksidi tretirani ovim gasom se pri zagrevanju redukuju u odgovarajuće metale.

Henry Cavendish

G. Cavendish, kao pristalica teorije flogistona, smatrao je da on nije istisnut metalom iz kiseline, već je oslobođen kao rezultat razgradnje "složenog" metala. Reakciju dobijanja "zapaljivog vazduha" iz metala je predstavio na sledeći način:

Koje metode i instrumente je koristio "otac hemije gasovitih supstanci" može se videti iz sledećeg. Napuštajući Leeds, J. Priestley mu je, na zahtjev jednog od svojih poznanika, ostavio glineno korito, koje je koristio kao pneumatsku kupku u svojim eksperimentima o sastavu zraka i koje, ironično primjećuje J. Priestley, „nije bilo ništa drugačije iz korita u kojima pere veš”. Godine 1772., J. Priestley je zamijenio vodu živom u pneumatskoj kupelji, što mu je omogućilo da po prvi put dobije u čistom obliku i proučava plinove rastvorljive u vodi: "hlorovodonični kiseli vazduh" () i "isparljivi alkalni vazduh" - bezbojni gas zagušljivog oštrog mirisa. Ovo je bio onaj koji je dobio zagrijavanjem amonijum hlorida:

2NH 4 Cl + CaO \u003d 2NH 3 + CaCl 2 + H 2

„Zlatni kamen koji je otkrio Priestley bio je... živina kupka“, napisao je W. Ostwald. “Korak ispred u tehničkoj strani stvari – promjene vode – ključ je većine Priestleyjevih otkrića.” J. Priestley je primijetio da ako se električna iskra prođe kroz amonijak, tada se njen volumen naglo povećava. Godine 1785. K.-L.Berthollet je ustanovio da je to zbog razlaganja amonijaka na dušik i vodonik. J. Priestley je primijetio da interakcija dva gasa jakog mirisa (HCl i NH 3) proizvodi bijeli prah bez mirisa (NH 4 Cl). Godine 1775, J. Priestley je primio, a c. 1796 - koju je zamijenio za čisti flogiston.

Istorija otkrića vodonika

Mnogi istraživači su eksperimentisali sa kiselinama. Uočeno je da kada kiseline djeluju na neke metale, oslobađaju se mjehurići plina. Nastali plin je bio vrlo zapaljiv i nazvan je "zapaljivim zrakom".

Svojstva ovog gasa detaljno je proučavao engleski naučnik G. Cavendish 1766. godine. Stavljao je metale u rastvore sumporne i hlorovodonične kiseline i u svim slučajevima dobijao istu laku gasovitu supstancu, koja je kasnije nazvana vodonik.

Engleski naučnik Henry Cavendish jednom je na prvi pogled shvatio čudnu stvar: počeo je da puše mehuriće od sapunice. Ali nije bilo zabavno. Prije toga je primijetio da kada se gvozdene strugotine poliju sumpornom kiselinom, pojavljuju se mnogi mehurići neke vrste gasa. Šta je ovo gas?

Naučnik ga je izveo iz posude kroz cijevi. Plin je bio nevidljiv. Ima li miris? br. Zatim ih je napunio mjehurićima od sapunice. Lako su se popeli! Dakle, gas je lakši od vazduha! A ako zapalite gas, on će zasvijetliti plavičastom svjetlošću. Ali nevjerovatna stvar je da se pri sagorijevanju dobija voda! Henry Cavendish je novi plin nazvao zapaljivim zrakom. Uostalom, on je, poput običnog zraka, bio bezbojan i bez mirisa. Sve se to dogodilo u drugoj polovini 18. veka.

Kasnije je francuski hemičar Antoine Laurent Lavoisier učinio suprotno: dobio je "zapaljivi gas" iz vode. On je novom gasu dao i drugo ime - vodonik, odnosno "rađanje vode". Tada su naučnici otkrili da je vodonik najlakša od svih supstanci poznatih ljudima, a njegovi atomi su jednostavniji od svih ostalih.

Vodonik je veoma čest. Dio je svih živih bića, organizama, biljaka, stijena. Ima ga svuda: ne samo na Zemlji, već i na drugim planetama i zvezdama, na Suncu; posebno mnogo toga u svemiru. Transformacije koje se dešavaju sa vodonikom pri gigantskom pritisku i temperaturama od desetine miliona stepeni omogućavaju Suncu da zrači toplotu i svetlost. Vodik sa ugljikom stvara najrazličitija jedinjenja: naftu i uljni škriljci, benzin i crni asfalt. Takva jedinjenja nazivaju se ugljikovodici. Vodik se široko koristi u zavarivanju i rezanju metala. Ako se spojevima ugljika i vodika dodaje kisik, dobivaju se novi spojevi - ugljikohidrati, na primjer, tvari koje nisu slične jedna drugoj, kao što su škrob i šećer. A ako spojite vodonik sa dušikom, dobit ćete i plin - amonijak. Neophodan je za proizvodnju đubriva. Mnoge prednosti vodonika - ekološki prihvatljive, energetski intenzivne, bogate u prirodi - omogućile su da se koristi kao raketno gorivo. Iste karakteristike vodonika čine ga obećavajućim kao gorivo za avione.

Vodonik je najlakši, najjednostavniji i najzastupljeniji hemijski element u svemiru. On čini oko 75% ukupne mase elemenata u njemu. Vodonik se nalazi u velikim količinama u zvijezdama i planetama plinovitih divova. On igra ključnu ulogu u reakcijama fuzije koje se odvijaju u zvijezdama. Vodik je plin molekulske formule H2. Na sobnoj temperaturi i normalnom pritisku, vodonik je gas bez ukusa, boje i mirisa. Pod pritiskom i na ekstremnoj hladnoći, vodonik prelazi u tečno stanje. Vodonik pohranjen u ovom stanju zauzima manje prostora nego u svom "normalnom" gasovitom obliku. Tečni vodonik se takođe koristi kao raketno gorivo. Pri ultravisokom pritisku, vodonik se stvrdnjava i postaje metalni vodonik. Istraživanja se provode u tom pravcu. Vodonik se koristi kao alternativno gorivo za transport. Hemijska energija vodika se oslobađa kada se sagorijeva na način sličan onom koji se koristi u tradicionalnim motorima s unutarnjim sagorijevanjem. Na njegovoj osnovi se stvaraju i gorivne ćelije u kojima je proces stvaranja vode i struje uključen u kemijsku reakciju vodika s kisikom. Potencijalno je opasan za ljude jer se može zapaliti u kontaktu sa zrakom. Osim toga, ovaj plin nije pogodan za disanje.

Vodonik se koristi u aeronautici od 1852. godine, otkako je Henry Giffard stvorio prvi vazdušni brod na vodonik. Vodonički vazdušni brodovi su kasnije nazvani "cepelini". Njihova upotreba je prekinuta nakon pada zračnog broda Hindenburg 1937. godine. Nesreću je izazvao požar.

Vodik se također široko koristi u naftnoj i kemijskoj industriji, a često se koristi i za različite fizičke i inženjerske zadatke: na primjer, u zavarivanju i kao rashladno sredstvo. Molekularna formula vodikovog peroksida H2O2. Ova supstanca se često koristi za izbjeljivanje kose i kao sredstvo za čišćenje. U obliku medicinskog rastvora koristi se i za lečenje rana.

Budući da je vodonik 14 puta lakši od zraka, ako njime punite balone, oni će se udaljiti od Zemlje brzinom od 85 km na sat, što je dvostruko brže od brzine balona napunjenih helijumom, a šest puta od brzine balona. napunjen prirodnim gasom..

hemijski gas vodonik peroksid

Bibliografija

1. http://www.5.km.ru/
2. http://hi-news.ru/science/ximiya-14-faktov-o-vodorode.html.

03.10.2015

Svi znamo da je najzastupljeniji element u našem svemiru vodonik. To je glavni sastojak zvijezda. Od svih atoma, njegov udio je 88,6%. Procesi koji se odvijaju na Zemlji jednostavno nisu mogući bez djelovanja vodonika. On je, za razliku od mnogih drugih elemenata, u obliku raznih jedinjenja. Njegov maseni udio proste tvari u zraku je zanemariv.

Naziv elementa na latinskom Hidrogenijum sastoji se od dvije grčke riječi, prevedeno značenje vode i roditi- odnosno rađanje vode. Tako je zvao Lavoisier, ali u XVII vijeku. Akademik V.M. Severgin je odlučio da obeleži ovaj element kao "supstancu koja stvara vodu". Naziv vodonik u Rusiji predložio je 1824. hemičar Solovjov, po sličnosti kao "kiseonik". U hemijskoj literaturi Rusije do 19. veka mogu se videti ovakva imena elementa - zapaljivim gasom, zapaljivim vazduhom ili whirlpool, gas vodonika, stvoreno stvorenje.

Dugo su se zanemarivali eksperimenti na proučavanju i otkrivanju mnogih plinova, jer eksperimentatori jednostavno nisu primijetili ove nevidljive tvari. Tek s vremenom se učvrstilo uvjerenje da je plin isti materijal, bez čijeg proučavanja nije moguće u potpunosti razumjeti hemijsku osnovu svijeta. Otkriće vodonika dogodilo se u samom razvoju hemije kao nauke. U XI-XII veku gas se oslobađa tokom interakcije metala sa kiselinama. Paracelzus, Lomonosov, Bojl i drugi naučnici i pronalazači posmatrali su njegovo sagorevanje. Ali glavni dio njih tih godina bio je posvećen teoriji flogistona.

Lomonosov je 1745. godine, kada je pisao svoju disertaciju, opisao proizvodnju plina djelovanjem kiselina na metale. Hipotezu o flogistonu iznio je i hemičar Henry Cavendish, koji je detaljnije proučavao svojstva vodonika, dajući mu naziv "zapaljivi zrak". Tek krajem 12. stoljeća, koristeći moderne laboratorijske instrumente, Lavoisier je zajedno sa Meunierom izvršio sintezu vode. Napravili su analizu vodene pare, koja je razložena pomoću vrućeg gvožđa. Zahvaljujući ovom iskustvu, postalo je jasno da je vodonik prisutan u sastavu vode, osim toga, može se dobiti iz nje.

Prijelaz iz XIII-XIX stoljeća obilježio je jedno otkriće - otkriveno je da je atom vodika prilično lagan, zajedno s drugim elementima, bilo je uobičajeno smatrati težinu ovog elementa jedinicom poređenja. Njegovoj atomskoj masi pripisana je vrijednost 1. Kada je Lavoisier predstavio tabelu jednostavnih supstanci, pripisao je vodonik 5 jednostavnih tijela (vodonik, kisik, dušik, svjetlost, toplota). Općenito je prihvaćeno da su ove supstance iz 3 prirodna carstva i da se smatraju elementima tijela.

Pored otkrića samog elementa, naučnici su kasnije otkrili i njegove izotope. Desilo se to u modernije doba, 1931. godine. Grupa naučnika proučavala je ostatak koji je nastao tokom dugog isparavanja vodonika u tečnom stanju. Tokom eksperimenta otkriven je vodonik čiji je atomski broj bio 2. Dobio je ime Deuterijum (drugi). Nakon samo 4 godine, tokom dugotrajne elektrolize vode, otkriven je još teži izotop koji je nazvan tricij (treći).

je plin, čija je važnost u postojanju života na planeti počela prije milijardi godina. Prema savremenim pretpostavkama, vodonik (H2) se pojavio prije oko 14 milijardi godina. Nema boju ni miris, i najlakši je element u Periodnom sistemu hemijskih elemenata, sa atomskom masom od 1,00794. Vodonik ima heksagonalnu kristalnu strukturu i na 0° Celzijusa njegova gustina je 0,09099 g/l.

Može se smatrati "aristokratskim" plinom, jer ga je 1766. godine otkrio britanski filozof, fizičar i hemičar plemenitog porijekla Henry Cavendish, a ime je dobio 1783. godine zahvaljujući francuskom fizičaru, također plemenitog porijekla, Antoineu Lavoisieru. . Lord Cavendish je svoje otkriće radije nazvao "zapaljivim zrakom". Fantastično bogati lord Cavedish bio je toliko sramežljiv i povučen da je jedno od njegovih imanja čak imalo odvojeno stepenište do ulaza zbog činjenice da nije mogao komunicirati sa poslugom, posebno sa ženama, s kojima je bio posebno sramežljiv i komunicirao je samo putem bilješki. Prema savremenim pretpostavkama, Henry Cavendish je patio od Aspergerovog sindroma.

Što se tiče Antoinea Lavoisiera, njegov kraj je bio tužan: nakon svih važnih naučnih radova, francuski seljaci su mu za vrijeme Francuske revolucije uz pomoć giljotine oduzeli glavu. Nekoliko sedmica nakon incidenta, priznali su grešku i izvinili se porodici Antoinea Lavoisiera, a kasnije su mu čak podigli i statuu u čast. Ali zbog nedostatka sredstava, glava drugog gospodina bila je pričvršćena za Lavoisierov kip. Čini se prilično ironično, zar ne?

Prilagodljivost je jednostavno neverovatna. Vodik je sposoban proizvoditi električnu energiju, zbog čega se koristi u gorivim ćelijama i, kao najčistija opcija, u motorima s unutrašnjim sagorijevanjem.

Vodonik je nastao kao rezultat velikog praska i od tada djeluje u raznim sferama na Zemlji. U protekle tri i po milijarde godina aktivno je uključena u proizvodnju vode, kao i u rađanje i održavanje ćelijskog života.

Danas je vodonik (H2) pod intenzivnim ispitivanjem u medicinskim istraživanjima. Stotine naučnih studija dokazale su terapeutski potencijal vode obogaćene vodonikom za više od 140 različitih modela bolesti.

Evo kratkog pregleda nekih od terapeutskih mogućnosti vodika i vodikove vode:

smanjuje površinsku napetost ćelija, omogućavajući im da bolje apsorbuju hranljive materije.
Ovo je najmanji sa visokom bioraspoloživošću.
Vodik eliminira samo one najrazornije, pretvarajući ih u sigurnu vodu bez ikakvog toksičnog otpada.
pojačava djelovanje antioksidansa kao što su glutation i superoksid dismutaza.
pomaže u provedbi pravilne hidratacije stanica.
Vodikova voda smanjuje mliječnu kiselinu i na taj način ublažava bolove u mišićima tokom i nakon vježbanja.
potiče proizvodnju ATP-a u mitohondrijima.
Vodikova voda poboljšava funkciju mitohondrija u mozgu, čime se poboljšava moždana aktivnost. Takođe održava ravnotežu šećera i holesterola.
Vodikova voda djeluje protuupalno i štiti od štetnog djelovanja zračenja. Dakle, upotreba

Vodonik u prirodi

Ima li puno vodonika u prirodi? Gledam gde. U svemiru, vodonik je glavni element. Na njega otpada otprilike polovina mase Sunca i većine drugih zvijezda. Sadrži se u gasovitim maglinama, u međuzvezdanom gasu i deo je zvezda. U unutrašnjosti zvijezda, jezgra atoma vodika se pretvaraju u jezgra atoma helijuma. Ovaj proces se nastavlja oslobađanjem energije; za mnoge zvijezde, uključujući Sunce, služi kao glavni izvor energije.

Na primjer, nama najbliža zvijezda u Galaksiji, koju poznajemo pod imenom "Sunce", čini 70% svoje mase vodonika. Postoji nekoliko desetina hiljada puta više atoma vodika u svemiru od svih atoma svih metala zajedno.

Vodonik je široko rasprostranjen u prirodi, njegov sadržaj u zemljinoj kori (litosferi i hidrosferi) iznosi 1% po težini. Vodik je deo najzastupljenije supstance na Zemlji - vode (11,19% vodonika po masi), u jedinjenjima koja čine ugalj, naftu, prirodne gasove, glinu, kao i životinjske i biljne organizme (odnosno u sastavu proteini, nukleinske kiseline, masti, ugljikohidrati itd.). Vodik je izuzetno rijedak u slobodnom stanju; nalazi se u malim količinama u vulkanskim i drugim prirodnim plinovima. Zanemarljive količine slobodnog vodonika (0,0001% po broju atoma) su prisutne u atmosferi.

Zadatak broj 1. Popunite tabelu „Pronalaženje vodonika u prirodi“.

U slobodnom stanju	U vezanom stanju
	hidrosfera -
	litosfera -
	biosfera -

Otkriće vodonika.

Vodonik je u prvoj polovini 16. veka otkrio nemački lekar i prirodnjak Paracelzus. U djelima hemičara XVI-XVIII vijeka. Spominjao se "zapaljivi gas" ili "zapaljivi vazduh", koji je u kombinaciji sa uobičajenim davao eksplozivne smeše. Dobija se djelovanjem na neke metale (gvožđe, cink, kalaj) razrijeđenim rastvorima kiselina – sumporne i hlorovodonične.

Prvi naučnik koji je opisao svojstva ovog gasa bio je engleski naučnik Henry Cavendish. Odredio je njegovu gustoću i proučavao sagorijevanje u zraku, međutim, pridržavanje teorije flogistona spriječilo je istraživača da shvati suštinu tekućih procesa.

Godine 1779. Antoine Lavoisier je dobio vodonik razlaganjem vode propuštanjem njenih para kroz usijanu željeznu cijev. Lavoisier je također dokazao da kada "zapaljivi zrak" stupi u interakciju s kisikom, nastaje voda, a plinovi reagiraju u volumnom omjeru 2:1. Ovo je omogućilo naučniku da odredi sastav vode - H 2 O. Ime elementa je Hidrogenijum- Lavoisier i njegove kolege nastali su od grčkih riječi " hidro" - voda i " gennio„Rađam se. Ruski naziv "vodonik" predložio je hemičar M.F. Solovjov 1824. godine - po analogiji sa Lomonosovljevim "kiseonikom".

Zadatak broj 2. Napišite reakciju za dobijanje vodonika iz cinka i hlorovodonične kiseline u molekularnom i ionskom obliku, napravite OVR.