Формула газообразного водорода - структура, свойства, использование, примеры вопросов

Газообразный водород состоит всего из двух атомов водорода. Это самый легкий элемент и присутствует в группе 1 периодической таблицы. Водородный газ нетоксичен, но легко воспламеняется. Газообразный водород бесцветен, не имеет вкуса и запаха и обозначается символом H. Его атомный номер равен 1.

В стандартных условиях атом водорода существует в виде двухатомной молекулы с молекулярной формулой H ₂ . Водород не канцерогенен, нетоксичен и признан экологически чистым топливом. Производится из угля и воды. Другое название газообразного водорода — молекулярный водород . Он хранится в виде сжатого газа или жидкости, используется в производстве полиуретановых пластмасс и подходит для двигателей внутреннего сгорания в автомобилях.

Подготовка газообразного водорода

• Когда цинк реагирует с соляной кислотой с образованием газообразного водорода и хлорида цинка.

Zn + 2HCl ⇢ ZnCl₂ + H₂

• При реакции между цинком и серной кислотой образуется сульфат цинка и газообразный водород.

Zn + H₂SO₄ ⇢ ZnSO₄ + H₂

Структура газообразного водорода

Физические свойства газообразного водорода

• Водородный газ - бесцветный газ без запаха.
• Молекулярная масса газообразного водорода составляет 1,00794.
• Плотность газообразного водорода составляет 0,0893 г/л.
• Температура плавления газообразного водорода -259,2 °C.
• Его температура кипения составляет -252,9°С.
• Растворимость газообразного водорода в воде составляет 1,62 мг/л при 21 °C.

Химические свойства газообразного водорода

• Азот в атмосфере реагирует с газообразным водородом с образованием аммиака. Химическая реакция представлена ниже

N₂ + 3H₂ ⇢ 2NH₃

• В производстве метанола участвует газообразный водород. Он не отделяется от потока синтез-газа в реакции синтеза. Химическая реакция представлена ниже

CO + 2H₂ ⇢ CH₃OH

• Водород реагирует с хлором с образованием хлористого водорода (HCl).

H₂ + Cl₂ ⇢ 2HCl

• Газообразный водород при определенной температуре и давлении восстанавливает оксиды и соли металлов до металлов.

H₂ + FeO ⇢ Fe + H₂O

H₂ + PdCl₂ ⇢ Pd + 2HCl

Использование газообразного водорода

• Газообразный водород используется для наполнения аэростатов наблюдения за погодой вместе с газообразным гелием в равных объемах.
• Он используется в двигателях внутреннего сгорания в автомобилях.
• Водородно-кислородное пламя выделяет много тепла, поэтому его используют для сварки и резки металлов.
• Он используется для преобразования пищевых растительных масел в топленое масло Ванаспати.
• Газообразный водород используется в производстве полиуретановых пластмасс.

Примеры проблем

Проблема 1: Как получают газообразный водород?

Решение:

Hydrogen gas is prepared in many ways. Few are listed below

• Electrolysis of Water In this process, electric current is passed through water to split into hydrogen and oxygen.
• The other way to prepare hydrogen gas is reacting natural gas with steam of very high temperature to produce a mixture containing Hydrogen gas with Carbon monoxide and carbon dioxide.

Проблема 2: Каково использование газообразного водорода?

Решение:

Hydrogen gas is used to produce polyurethane plastics. It is also used in converting edible vegetable oils into Vanaspati ghee. Used by black smith. It is also used in automobile industry as a furl for internal combustion engines.

Проблема 3: Что происходит, когда водород реагирует с галогенами?

Решение:

Hydrogen reacts with halogens such as Fluorine, Chlorine at room temperature to form corresponding Hydrogen halides i.e. Hydrogen Fluoride, Hydrogen Chloride etc. which are very harmful acids.

Задача 4: Что происходит, когда водород реагирует с щелочными металлами?

Решение:

Hydrogen reacts with alkali metals like Sodium, Potassium to produce respective hydrides like Sodium Hydride, Potassium Hydride etc.

H₂ + 2Na ⇢  2NaH

Задача 5: В какой форме существует газообразный водород в природе.

Решение:

It is available in plenty amount. In nature, Hydrogen gas is available in the form of water (H₂O) which consists of 2 hydrogen atoms and 1 oxygen.

Проблема 6: Что происходит, когда водород реагирует с оксидами металлов?

Решение:

Hydrogen gas reacts with metal oxides like Iron oxide at high temperature and pressure to reduce the metallic oxide into metals. The sample chemical reaction is given below for FeO.

H₂ + FeO ⇢ Fe + H₂O

Задача 7: Что происходит, когда водород реагирует с солями металлов?

Решение:

Hydrogen reduces metallic salts to metals at certain temperature and pressure. So Hydrogen gas reduces Palladium chloride to Palladium metal.

H₂ + PdCl₂ ⇢ Pd + 2HCl