Vodík
- nejrozšířenější prvek ve vesmíru
- tvoří základ veškeré živé hmoty
- přírodní vodík je směsí tří izotopů:
- lehký vodík – protium H
- těžký vodík – deuterium H (v přírodě značka D, vyskytuje se ve formě D2O)
- tritium H (značka T, výskyt v horní vrstvě atmosféry, kde vzniká jadernou reakcí : 14N + n à 3H + 12C
- nejčastěji se připravuje reakcí zředěné kyseliny sírové se zinkem
- Zn + H2SO4 à ZnSO4 + H2
- další způsob příravy: z reakce amfoterních kovů s roztoky hydroxidů alkalických kovů
Zn + 2NaOH + 2H2O à Na2[Zn(OH)4] + H2
tetrahydroxozimečnatan sodný
2Al + 2NaOH + 6H2O à 2Na[Al(OH)4] + 3H2
tetrahydroxohlinatan sodný
- Průmyslová výroba: přeháněním vodní páry přes rozžhavený koks
- První fáze – vznik směsi oxidu uhelnatého a vodíku: H2O + C à CO + H2
- Druhá fáze – reakce oxidu uhelnatého s dalším podílem vodní páry:
CO + H2O à CO2 + H2
- Jiný způsob prům. výroby: reakce methanu s vodní párou, kterou je nutno provádět při vysoké teplotě (1100 °C) a za přítomnosti katalyzátoru : CH4 + H2O à CO + 3H 2
- Velmi čistý vodík se vyrábí elektrolýzou okyselené vody
- Vlastnosti vodíku:
- Plyn, lehčí než vzduch
- Bod varu: -252,8 °C, bod tání -259,2 °C
- Je to nekov a proto má na rozdíl od ostatních prvků I. skupiny podstatně vyšší hodnotu elektronegativity
- Ve většině chem. reakcí – redukční činidlo
- Chemické reakce vodíku:
- Reaguje se všemi halogeny: H2 + X2 à 2HX (kde X = F, Cl, Br, I)
- V přítomnosti kyslíku vodík hoří
- Redukcí plynným vodíkem lze připravit řadu kovů a jejich oxidů:
CuO + H2 à Cu + H2O
WO3 + 3H2 à W + 3H2O
- Hydrogenace: vznik organických látek z látek anorganických
CO + 2 H2 à CH3OH (methylalkohol)
- Sloučeniny vodíku: binární (dvojprvkové) sloučeniny = hydridy
- Iontové hydridy: sloučeniny vodíku s nejelektropozitivnějšími kovy (alkalické kovy nebo kovy alkalických zemin)
Př: 2Na + H2 à 2NaH (hydrid sodný)
Ca + H2 à Ca H2 (hydrid vápenatý)
- Kovové hydridy: křehké, pevné látky, kovového vzhledu, tvoří jej prvky podskupiny chromu, triády železa a palladium
- Hydridy přechodného typu: tvoří prvky podskupin skandia, titanu, vanadu a některých lanthanoidů a aktinoidů, většinou mají charakter berthollidů – mají proměnlivé chem. složení
- Molekulové hydridy: tvoří nekovy a polokovy IV. Až VII. Skupiny
- Polymerní hydridy: sloučeniny s elektronově deficitními vyzbami