Koji je znanstvenik prvi dobio čisti vodik. Tko je otkrio sastav vode

Nakon rada J. Blacka, mnogi su kemičari u raznim laboratorijima u Engleskoj, Švedskoj, Francuskoj i Njemačkoj počeli proučavati plinove. Veliki uspjeh postigao je G. Cavendish. Sav eksperimentalni rad ovog skrupuloznog znanstvenika temeljio se na kvantitativnoj istraživačkoj metodi. Široko je koristio vaganje tvari i mjerenje volumena plina, vodeći se zakonom o održanju mase. U prvom djelu G. Cavendnsha o kemiji plinova (1766.) opisane su metode dobivanja i svojstva.

"Zapaljivi zrak" bio je poznat i prije (R. Boyle, N. Lemery). Godine 1745., M. V. Lomonosov, na primjer, primijetio je da "kada se obični metal otopi, posebno u kiselim alkoholima, zapaljive pare izlaze iz otvora boce, što nije ništa više od flogistona." Ovo je vrijedno pažnje u dva aspekta: prvo, mnogo godina prije Cavendisha, M. V. Lomonosov je došao do zaključka da je "zapaljivi zrak" (tj. vodik) flogiston; drugo, iz gornjeg citata proizlazi da je M. V. Lomonosov prihvatio doktrinu flogistona.

Ali nitko prije G. Cavendisha nije pokušao izolirati "zapaljivi zrak" i proučavati njegova svojstva. U kemijskoj raspravi Three Works Containing Experiments with Artificial Types of Air (1766.) pokazao je da postoje plinovi koji se razlikuju od zraka, naime, s jedne strane, "šumski ili vezani zrak", koji je, kako je utvrdio G. Cavendish. pokazalo se da je 1,57 puta teži od običnog zraka, s druge strane, "zapaljivi zrak" je vodik. G. Cavendish dobio ga je djelovanjem razrijeđenih kiselina i kiselina na razne metale. Činjenica da se pod djelovanjem na (cink, željezo) oslobađa isti plin (vodik) konačno je uvjerila G. Cavendisha da svi metali sadrže flogiston, koji se oslobađa tijekom transformacije metala u "zemlje". Engleski znanstvenik uzeo je vodik za čisti flogiston, budući da plin gori bez ostavljanja taloga, a metalni oksidi tretirani ovim plinom se zagrijavanjem reduciraju u odgovarajuće metale.

Henry Cavendish

G. Cavendish, kao pristaša teorije o flogistonu, vjerovao je da ga metal nije istisnuo iz kiseline, već je oslobođen kao rezultat razgradnje "složenog" metala. Reakciju dobivanja "zapaljivog zraka" iz metala predstavio je na sljedeći način:

Kakvim se metodama i instrumentima služio "otac kemije plinovitih tvari" vidi se iz sljedećeg. Odlazeći iz Leedsa, J. Priestley mu je, na zahtjev jednog od svojih poznanika, ostavio glineno korito, koje je koristio kao pneumatsku kupku u svojim pokusima o sastavu zraka i koje, ironično primjećuje J. Priestley, „nije bilo drugačije iz korita u kojima pralje peru rublje“. Godine 1772. J. Priestley zamijenio je vodu živom u pneumatskoj kupelji, što mu je omogućilo da po prvi put dobije u čistom obliku i proučava plinove topive u vodi: "zrak klorovodične kiseline" () i "hlapljivi alkalni zrak" - bezbojan plin zagušljivog oštrog mirisa. Ovo je bio onaj koji je dobio zagrijavanjem amonijevog klorida:

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

"Zlatna posuda koju je otkrio Priestley bila je... živina kupka", napisao je W. Ostwald. "Jedan korak naprijed s tehničke strane stvari - promjene vode - ključ je većine Priestleyevih otkrića." J. Priestley primijetio je da ako se električna iskra propusti kroz amonijak, tada se njegov volumen naglo povećava. Godine 1785. K.-L.Berthollet je ustanovio da je to posljedica razgradnje amonijaka na dušik i vodik. J. Priestley primijetio je da interakcija dvaju plinova jakog mirisa (HCl i NH 3) proizvodi bijeli prah bez mirisa (NH 4 Cl). Godine 1775. dobio je J. Priestley, a c. 1796. - koju je pogrešno zamijenio za čisti flogiston.

Povijest otkrića vodika

Mnogi su istraživači eksperimentirali s kiselinama. Uočeno je da kada kiseline djeluju na neke metale dolazi do oslobađanja mjehurića plina. Nastali plin bio je vrlo zapaljiv i nazvan je "zapaljivi zrak".

Svojstva ovog plina detaljno je proučavao engleski znanstvenik G. Cavendish 1766. godine. Metale je stavio u otopine sumporne i klorovodične kiseline i u svim slučajevima dobio istu laganu plinovitu tvar, koja je kasnije nazvana vodik.

Engleski znanstvenik Henry Cavendish jednom se dosjetio na prvi pogled čudne stvari: počeo je puhati mjehuriće od sapunice. Ali nije bilo zabavno. Prije toga primijetio je da se, kada se željezne strugotine poliju sumpornom kiselinom, pojavljuju mnogi mjehurići nekakvog plina. Što je ovo plin?

Znanstvenik ga je izvukao iz posude kroz cijevi. Plin je bio nevidljiv. Ima li miris? Ne. Zatim ih je napunio mjehurićima od sapunice. Lako su išli gore! Dakle, plin je lakši od zraka! A ako zapalite plin, zasvijetlit će plavkastim svjetlom. Ali nevjerojatna stvar je da se spaljivanjem dobiva voda! Henry Cavendish je novi plin nazvao zapaljivi zrak. Uostalom, on je, poput običnog zraka, bio bez boje i mirisa. Sve se to dogodilo u drugoj polovici 18. stoljeća.

Kasnije je francuski kemičar Antoine Laurent Lavoisier učinio suprotno: iz vode je dobio "zapaljivi plin". Novom je plinu dao i drugo ime - vodik, odnosno "rađa vodu". Tada su znanstvenici otkrili da je vodik najlakši od svih tvari poznatih ljudima, a njegovi su atomi jednostavniji od svih ostalih.

Vodik je vrlo čest. Dio je svih živih bića, organizama, biljaka, stijena. Ima ga posvuda: ne samo na Zemlji, nego i na drugim planetima i zvijezdama, na Suncu; posebno puno toga u svemiru. Transformacije koje se događaju s vodikom pri golemom tlaku i temperaturama od desetaka milijuna stupnjeva omogućuju Suncu da zrači toplinu i svjetlost. Vodik s ugljikom tvori najrazličitije spojeve: naftu i uljni škriljevac, benzin i crni asfalt. Takvi spojevi nazivaju se ugljikovodici. Vodik se široko koristi u zavarivanju i rezanju metala. Ako se spojevima ugljika i vodika doda kisik, dobivaju se novi spojevi - ugljikohidrati, npr. tvari koje međusobno nisu slične, poput škroba i šećera. A spojite li vodik s dušikom, također ćete dobiti plin - amonijak. Neophodan je za proizvodnju gnojiva. Mnoge prednosti vodika - ekološki prihvatljiv, energetski intenzivan, obilan u prirodi - omogućile su njegovu upotrebu kao raketnog goriva. Iste karakteristike vodika čine ga obećavajućim kao zrakoplovno gorivo.

Vodik je najlakši, najjednostavniji i najzastupljeniji kemijski element u svemiru. Čini oko 75% ukupne mase elemenata u njemu. Vodik se nalazi u velikim količinama u zvijezdama i plinovitim divovskim planetima. Igra ključnu ulogu u reakcijama fuzije koje se odvijaju u zvijezdama. Vodik je plin molekulske formule H2. Na sobnoj temperaturi i normalnom tlaku vodik je plin bez okusa, boje i mirisa. Pod pritiskom i na velikoj hladnoći vodik prelazi u tekuće stanje. Vodik pohranjen u ovom stanju zauzima manje prostora nego u svom "normalnom" plinovitom obliku. Tekući vodik se također koristi kao raketno gorivo. Pri ultravisokom tlaku vodik se skrućuje i postaje metalni vodik. Istraživanja se provode u tom smjeru. Vodik se koristi kao alternativno gorivo za transport. Kemijska energija vodika oslobađa se kada se sagorijeva na način sličan onom koji se koristi u tradicionalnim motorima s unutarnjim izgaranjem. Na njegovoj osnovi nastaju 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 dodiru sa zrakom. Osim toga, ovaj plin nije prikladan za disanje.

Vodik se u aeronautici koristi od 1852. godine, otkako je Henry Giffard napravio prvi cepelin na vodikov pogon. Vodikovi zračni brodovi kasnije su nazvani "cepelini". Njihova je uporaba prekinuta nakon pada zračnog broda Hindenburg 1937. godine. Nesreću je uzrokovao požar.

Vodik se također naširoko koristi u naftnoj i kemijskoj industriji, a također se često koristi za različite fizičke i inženjerske zadatke: na primjer, u zavarivanju i kao rashladno sredstvo. Molekulska formula vodikovog peroksida H2O2. Ova tvar se često koristi za izbjeljivanje kose i kao sredstvo za čišćenje. U obliku medicinske otopine koristi se i za liječenje rana.

Budući da je vodik 14 puta lakši od zraka, ako njime napunite balone, oni će se udaljavati od Zemlje brzinom od 85 km na sat, što je dvostruko više od brzine balona napunjenih helijem, a šest puta više od brzine balona punjen prirodnim plinom..

kemijski plin vodikov 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 vodik. Glavni je sastojak zvijezda. Od svih atoma, njegov udio je 88,6%. Procesi koji se odvijaju na Zemlji jednostavno nisu mogući bez djelovanja vodika. On se, za razliku od mnogih drugih elemenata, nalazi u obliku raznih spojeva. Njegov maseni udio jednostavne tvari u zraku je zanemariv.

Naziv elementa na latinskom Hidrogenij sastoji se od dvije grčke riječi, prevedeno značenje voda i roditi- odnosno rađanje vode. Tako ga je nazvao Lavoisier, ali u XVII. Akademik V.M. Severgin je odlučio obilježiti ovaj element kao "tvar koja stvara vodu". Naziv vodik u Rusiji predložio je 1824. godine kemičar Solovjev, po sličnosti kao "kisik". U kemijskoj literaturi Rusije do 19. stoljeća mogu se vidjeti takvi nazivi elementa - zapaljivi plin, zapaljivi zrak ili vrtlog, vodikov plin, stvoreno stvorenje.

Dugo su vremena eksperimenti na proučavanju i otkrivanju mnogih plinova bili zanemareni, jer eksperimentatori jednostavno nisu primijetili te nevidljive tvari. Tek se s vremenom učvrstilo uvjerenje da je plin isti materijal bez čijeg proučavanja nije moguće u potpunosti razumjeti kemijsku osnovu svijeta. Otkriće vodika dogodilo se u samom razvoju kemije kao znanosti. U XI-XII stoljeću, plin je oslobođen tijekom interakcije metala s kiselinama. Paracelsus, Lomonosov, Boyle i drugi znanstvenici i izumitelji promatrali su njegovo spaljivanje. 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 kemičar Henry Cavendish, koji je detaljnije proučavao svojstva vodika, dajući mu naziv "zapaljivi zrak". Tek krajem 12. stoljeća, koristeći moderne laboratorijske instrumente, Lavoisier, zajedno s Meunierom, izvodi sintezu vode. Napravili su analizu vodene pare, koja je razgrađena pomoću vrućeg željeza. Zahvaljujući ovom iskustvu, postalo je jasno da je vodik prisutan u sastavu vode, osim toga, može se dobiti iz nje.

Prijelaz XIII-XIX stoljeća obilježen je jednim otkrićem - utvrđeno je da je atom vodika prilično lagan, zajedno s drugim elementima, bilo je uobičajeno uzeti u obzir težinu ovog elementa kao jedinicu za usporedbu. Njegovoj atomskoj masi dodijeljena je vrijednost 1. Kada je Lavoisier predstavio tablicu jednostavnih tvari, ondje je vodik pripisao 5 jednostavnih tijela (vodik, kisik, dušik, svjetlost, toplina). Općenito je prihvaćeno da te tvari potječu iz 3 prirodna carstva i da se smatraju elementima tijela.

Osim otkrića samog elementa, znanstvenici su kasnije otkrili i njegove izotope. Dogodilo se to u modernije doba, 1931. godine. Skupina znanstvenika proučavala je talog, koji je nastao tijekom dugog isparavanja vodika u tekućem stanju. Tijekom pokusa otkriven je vodik čiji je atomski broj bio 2. Dobio je ime deuterij (drugi). Nakon samo 4 godine, tijekom dugotrajne elektrolize vode, otkriven je još teži izotop koji je nazvan Tricij (treći).

je plin čija je važnost u postojanju života na planetu počela prije nekoliko milijardi godina. Prema suvremenim pretpostavkama, vodik (H2) se pojavio prije otprilike 14 milijardi godina. Nema boju ni miris, a najlakši je element u periodnom sustavu kemijskih elemenata s atomskom masom 1,00794. Vodik ima heksagonalnu kristalnu strukturu, a na 0°C gustoća mu je 0,09099 g/l.

Može se smatrati "aristokratskim" plinom, budući da ga je 1766. godine otkrio britanski filozof, fizičar i kemičar plemićkog podrijetla Henry Cavendish, a ime je dobio 1783. godine zahvaljujući francuskom fizičaru, također plemićkog podrijetla, Antoineu Lavoisieru. . Lord Cavendish je radije nazvao svoje otkriće "zapaljivim zrakom". Fantastično bogati lord Cavedish bio je toliko sramežljiv i povučen da je jedno od njegovih imanja imalo čak i zasebno stubište do ulaza jer nije mogao komunicirati sa poslugom, posebno ženskom, s kojom je bio posebno sramežljiv i komunicirao je samo putem poruka. Prema modernim pretpostavkama, Henry Cavendish je patio od Aspergerovog sindroma.

Što se tiče Antoinea Lavoisiera, njegov je kraj bio tužan: nakon svih važnih znanstvenih radova, glavu su mu uz pomoć giljotine oduzeli francuski seljaci tijekom Francuske revolucije. Nekoliko tjedana nakon incidenta priznali su pogrešku i ispričali se obitelji Antoinea Lavoisiera, a kasnije su čak podigli i kip njemu u čast. Ali zbog nedostatka sredstava, glava drugog gospodina bila je pričvršćena za kip Lavoisiera. Čini se prilično ironično, zar ne?

Prilagodljivost je jednostavno nevjerojatna. Vodik je sposoban proizvoditi električnu energiju, zbog čega se koristi u gorivim ćelijama i, kao najčišća opcija, u motorima s unutarnjim izgaranjem.

Vodik je nastao kao rezultat Velikog praska i od tada djeluje u raznim sferama na Zemlji. Tijekom protekle tri i pol milijarde godina aktivno je sudjelovao u proizvodnji vode, kao iu rađanju i održavanju staničnog života.

Danas je vodik (H2) pod intenzivnim ispitivanjem medicinskih istraživanja. Stotine znanstvenih studija dokazale su terapeutski potencijal vode obogaćene vodikom za više od 140 različitih modela bolesti.

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

smanjuje površinsku napetost stanica, omogućujući im bolju apsorpciju hranjivih tvari.
Ovo je najmanji s visokom bioraspoloživošću.
Vodik eliminira samo one najrazornije, pretvarajući ih u sigurnu vodu bez otrovnog otpada.
pojačava djelovanje antioksidansa kao što su glutation i superoksid dismutaza.
pomaže u provedbi pravilne hidratacije stanica.
Hidrogenska voda smanjuje mliječnu kiselinu i tako ublažava bolove u mišićima tijekom i nakon vježbanja.
potiče proizvodnju ATP-a u mitohondrijima.
Voda s vodikom pojačava funkciju mitohondrija u mozgu, čime se poboljšava rad mozga. Također održava ravnotežu šećera i kolesterola.
Hidrogena voda djeluje protuupalno i štiti od štetnog djelovanja zračenja. Stoga, korištenje

Vodik u prirodi

Ima li mnogo vodika u prirodi? Gledajući gdje. U svemiru je vodik glavni element. Čini otprilike polovinu mase Sunca i većine drugih zvijezda. Sadrži ga plinovite maglice, međuzvjezdani plin i dio je zvijezda. U unutrašnjosti zvijezda jezgre atoma vodika pretvaraju se u jezgre atoma helija. Ovaj proces se odvija uz oslobađanje 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 vodik. U svemiru ima nekoliko desetaka tisuća puta više atoma vodika nego svih atoma svih metala zajedno.

Vodik je široko rasprostranjen u prirodi, njegov sadržaj u zemljinoj kori (litosfera i hidrosfera) je 1% masenog udjela. Vodik je dio najzastupljenije tvari na Zemlji - vode (11,19 % vodika po masi), u spojevima koji čine ugljen, naftu, prirodne plinove, glinu, kao i životinjske i biljne organizme (odnosno u sastavu proteini, nukleinske kiseline, masti, ugljikohidrati itd.). Vodik je iznimno rijedak u slobodnom stanju; nalazi se u malim količinama u vulkanskim i drugim prirodnim plinovima. U atmosferi su prisutne zanemarive količine slobodnog vodika (0,0001% po broju atoma).

Zadatak broj 1. Ispunite tablicu "Pronalaženje vodika u prirodi."

U slobodnom stanju	U vezanom stanju
	hidrosfera -
	Litosfera -
	biosfera -

Otkriće vodika.

Vodik je u prvoj polovici 16. stoljeća otkrio njemački liječnik i prirodoslovac Paracelsus. U djelima kemičara XVI-XVIII stoljeća. spominjao se "zapaljivi plin" ili "zapaljivi zrak" koji je u kombinaciji s uobičajenim davao eksplozivne smjese. Dobiva se djelovanjem na neke metale (željezo, cink, kositar) razrijeđenim otopinama kiselina - sumporne i klorovodične.

Prvi znanstvenik koji je opisao svojstva ovog plina bio je engleski znanstvenik Henry Cavendish. Odredio je njegovu gustoću i proučavao izgaranje u zraku, međutim, pridržavanje teorije flogistona spriječilo je istraživača da shvati bit tekućih procesa.

Godine 1779. Antoine Lavoisier dobio je vodik razgradnjom vode propuštanjem njezinih para kroz užarenu željeznu cijev. Lavoisier je također dokazao da kada "zapaljivi zrak" međudjeluje s kisikom, nastaje voda, a plinovi reagiraju u volumnom omjeru 2:1. To je omogućilo znanstveniku da odredi sastav vode - H 2 O. Ime elementa je Hidrogenij- Lavoisier i njegovi kolege formirali su od grčkih riječi " hidro" - voda i " gennio“Rađam. Ruski naziv "vodik" predložio je kemičar M. F. Solovyov 1824. godine - po analogiji s Lomonosovljevim "kisikom".

Zadatak broj 2. Napišite reakciju dobivanja vodika iz cinka i klorovodične kiseline u molekulskom i ionskom obliku, napravite OVR.