Соединения водорода презентация

Нахождение в природе
Вода в природе представлена в первую очередь гидросферой, 96% которой составляет Мировой океан, покрывающий ¾ поверхности земного шара. На долю пресной воды приходится только 2,6% от общего содержания ее на планете. Большая часть пресной воды сосредоточена в виде льда Северного и Южного полюсов и недоступна для потребления. Доля жидкой пресной воды, доступной к применению, равна 0,014% от общих запасов.
ВОДА

Строение молекулы воды. Физические свойства
О
Н
Н
─
+
Молекула воды представляет собой диполь и имеет угловую форму. Общие электронные пары смещены к более электроотрицательному атому кислорода, поэтому атомы водорода приобретают положительный, а атомы кислорода отрицательный заряд.
104,5°
−δ
+δ
+δ
Чистая вода прозрачна, не имеет запаха и вкуса. В тонком слое она бесцветна, а в слое толщиной 2 м и более имеет голубоватый оттенок. Природная вода содержит примеси, главным образом соли кальция и магния, которые обусловливают жесткость воды.
В жидкой фазе молекулы воды образуют ассоциаты вследствие возникновения межмолекулярных водородных связей.
Н
Н
О
…
…
…
О
Н
…
О
…
…
Н
Н
О
Н
…
…
…
О
…
Н
Н
Н
Н

Химические свойства воды
Для воды характеры как окислительно-восстановительные свойства, так и реакции, протекающие без изменения степеней окисления водорода и кислорода.
Взаимодействие с металлами
Щелочные металлы взаимодействуют с водой при обычных условиях с образованием щелочи и водорода.
Скорость реакции возрастает от лития к калию.
Составьте уравнения реакций.
Рассмотрите с т. зр. ОВР.
2Li0 + 2H+2O = 2Li+OH + H20
2Na0 +2H+2O =2Na+OH +H20
2K0 + 2H+2O = 2K+OH + H20
Li0 ─ 1e → Li+ 1 2
2H+ + 2e → H20 2 1
Li ─ восстановитель,
процесс окисления
H2O (за счет Н+) ─
окислитель, процесс
восстановления.
Na0 ─ 1e → Na+ 1 2
2H+ + 2e → H20 2 1
Na ─ восстановитель,
процесс окисления
H2O (за счет Н+) ─
окислитель, процесс
восстановления.
K0 ─ 1e → K+ 1 2
2H+ + 2e → H20 2 1
K ─ восстановитель,
процесс окисления
H2O (за счет Н+) ─
окислитель, процесс
восстановления.

Взаимодействие щелочных металлов с водой

Взаимодействие воды с кальцием
Составьте уравнение реакции.
Рассмотрите с т.зр. ОВР.
Ca0 + 2H+2O = Ca+2(OH)2 + H20
Ca0 ─2e → Ca+2 2 1
2H+ + 2e → H20 2 1
Ca ─ восстановитель, пр. окисления
H2O (за счет H+) ─ окислитель,
пр. восстановления.
Алюминий вступает в реакцию с водой лишь при условии, что его поверхность будет освобождена от оксидной пленки.
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Zn + H2O = ZnO + H2
3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
Остальные металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений до водорода, взаимодействуют с водой лишь при значительном нагревании с образованием оксида металла и водорода:
Металлы стоящие в электрохимическом ряду после водорода с водой не реагируют!!!

Пероксид водорода
Пероксид водорода – это бесцветная жидкость, представляет собой, так же как и вода, соединение водорода с кислородом Н2О2
Определите степень окисления и валентность кислорода, водорода:
Н+1 ─ О−1 ─ О−1 ─ Н+1
Степень окисления кислорода −1, валентность II
Степень окисления водорода +1, валентность I
На свету и под действием катализаторов (MnO2) легко разлагается (при нагревании - со взрывом):
2H2O2 = 2H2O + O2
В воде пероксид растворяется неограниченно, его водные растворы более устойчивы. В виде таких растворов пероксиды поступают в продажу: аптечный 3%-ный раствор. Для других целей используют пергидроль – 30%-ный раствор Н2О2.
Применяется пероксид водорода для отбеливания текстильных материалов и бумаги, в парикмахерском деле, в медицине, как окислитель в ракетном топливе, при получении глицерина.

Получение пероксида водорода
В лаборатории для получения пероксида водорода используют реакцию взаимодействия пероксида бария с соляной кислотой:
BaO2 + 2HCl(конц., хол.)= BaCl2 + H2O2
В промышленности пероксид водорода изначально получали электролизом серной кислоты или раствора сульфата аммония в серной кислоте. В результате этого процесса образуется надсерная кислота H2S2O8 гидролиз которой приводит к образованию пероксида и серной кислоты:
H2S2O8 + 2H2O → H2O2 + 2H2SO4

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА
а) Кислотно-основные свойства
Пероксид водорода проявляет слабые кислотные свойства (Kд=1.78⋅10−12) и диссоциирует по двум ступеням:
H2O2 ↔ H+ + OOH-
OOH- ↔ H+ + O22-
Пероксид водорода является чуть более сильной кислотой, чем вода.
б) Пероксиды проявляют сильные окислительные свойства (O−I → O−2):
4H2O2 + PbS(т) = 4H2O + PbSO4↓
Na2O2(т) + 2H2SO4 + 2KI = 2H2O + I2↓ + Na2SO4 + K2SO4
в) восстановительные свойства (O−I → O0):
2H2O2 + Ca(ClO)2 = CaCl2 + 2H2O + 2O2↑
5Na2O2(т) + 8H2SO4 + 2KMnO4 = 5O2↑ + 8H2O + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4