Vodík - maturitní otázka z chemie

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Vodík - maturitní otázka z chemie"

Anna Bílková
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Vodík - maturitní otázka z chemie by jx.mail@centrum.cz - St?eda, Únor 18, Otázka: Vodík P?edm?t: Chemie P?idal(a): Ivana K. Zna?ka: H El. konfigurace: 1s 2 Elektronegativita: 2,2 3 Izotopy: Izotop je ozna?ení pro nuklid v rámci souboru nuklid? jednoho chemického prvku. Jádra atom? izotop? jednoho prvku mají stejný po?et proton?, ale mohou mít rozdílný po?et neutron?. Protium = lehký vodík (99,9% všech p?írodních atom? H) Deuterium = t?žký vodík Tritium radioaktivní první?len periodické tabulky s nejmenší relativní atomovou hmotností page 1 / 11

konfigurace: 1s 2 Elektronegativita: 2,2 3 Izotopy: Izotop je ozna?ení pro nuklid v rámci souboru nuklid? jednoho chemického prvku. Jádra atom? izotop?

2 vodík je nejrozší?en?jším prvkem ve vesmíru na Zemi existuje pouze ve slou?eninách nejv?tší množství vodíku je vázáno ve vod?, která pokrývá dv? t?etiny zemského povrchu D?kaz vodíku: zkumavku s p?ipraveným vodíkem musíme uzav?ít palcem, protože vodík je leh?í než vzduch d?kaz vodíku provádíme p?iblížením zkumavky k plameni kahanu a následnou t?askavou reakcí vodíku s kyslíkem Výskyt: volný ve form? dvouatomových molekul H 2 vázaný je sou?ástí: všech organických slou?enin, je to biogenní prvek anorganických slou?enin, nap?.: vody, kyselin, hydroxid? Vlastnosti: vodík je za normálních podmínek plyn bez chuti a zápachu, leh?í než vzduch je ho?lavý a jeho sm?s s kyslíkem (vzduchem) je výbušná t?askavý plyn v atomovém jád?e má 1 proton a v elektronovém obalu 1 elektron tvo?í dvouatomové molekuly - H 2, ve kterých jsou atomy vodíku poutány jednoduchou vazbou vodík pat?i mezi nekovy, a proto má na rozdíl od ostatních prvk? I. skupiny podstatn? vyšší hodnotu elektronegativity za laboratorní teploty vodík není p?íliš reaktivní Rozšt?pením vazby v molekulovém vodíku vzniká atomový vodík vodík ve stavu zrodu velmi reaktivní, silné reduk?ní vlastnosti, reaguje s celou?adou látek již za nízkých teplot. Slu?uje se tém?? se všemi prvky s výjimkou vzácných plyn? a n?kterých p?echodných kov?. je-li spojen polární vazbou s atomy s vysokou elektronegativitou (F,N,O) m?že tvo?it vodíkové vazby (vodíkový m?stek) ocelová láhev s vodíkem je?ervená P?íprava: a) laboratorní Elektrolýza vody (vylu?uje se na katod?): 2 H + + 2e - H 2 page 2 / 11

askavou reakcí vodíku s kyslíkem Výskyt: volný ve form? dvouatomových molekul H 2 vázaný je sou?ástí: všech organických slou?enin, je to biogenní prvek anorganických slou?enin, nap?

3 2H 2 O + 2Na 2NaOH + H 2 Reakcí kov? s vodnými roztoky kyselin (hydroxid?) Zn + H 2 SO 4 ZnSO 4 + H 2 Reakcí alkalických kov? nebo kov? alkalických zemin s vodou 2 Na + 2 H 2 O 2 NaOH + H 2 b) pr?myslová Tepelným rozkladem methanu 2 CH 4 t 3H 2 + C 2 H 2 acetylen Reakcí methanu s vodní párou: CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 Reakcí vodní páry s rozžhaveným koksem: C + H 2 O CO + H 2...Výroba vodíku pokra?uje: CO + H 2 O CO 2 + H 2 Reakce: Reakce s halogeny Obecná rovnice: page 3 / 11

alkalických zemin s vodou 2 Na + 2 H 2 O 2 NaOH + H 2 b) pr?

4 H 2 + X 2 2HX kde X = F, CI, Br, I Reduk?ní?inidlo d?kaz zapálení 2H 2 + O 2 2H 2 O (nejvíce nebezpe?ný v pom?ru 2:1) Redukcí plynným vodíkem lze p?ipravit?adu kov? z jejích oxid?: CuO+ H 2 WO 3 +3H 2 Cu + H 2 O W + 3H 2 O Hydrogenace C O + 2H 2 CH 3 OH (methylalkohol) p?idávání molekuly vodíku na násobnou vazbu za p?ítomnosti katalyzátor? v pr?myslu se jako katalyzátor využívá kov, p?.: Zn, Ni adi?ní reakce využití ztužování tuk?: C 17 H 33 COOH + H 2 C 17 H 35 COOH kys. olejová Ni kys. stearová Slou?eniny vodíku Hydridy: dvouprvkové slou?eniny vodíku vznikají?asto p?ímou syntézou prvk? a) Iontové hydridy jsou slou?eniny vodíku s nejelektropozitivn?jšími kovy jsou to reaktivní, termicky málo stabilní, bezbarvé krystalické látky, ve kterých má vodík oxida?ní?íslo H page 4 / 11

myslu se jako katalyzátor využívá kov, p?.: Zn, Ni adi?ní reakce využití ztužování tuk?: C 17 H 33 COOH + H 2 C 17 H 35 COOH kys. olejová Ni kys. stearová Slou?

5 Iontové hydridy lze p?ipravit p?ímou reakcí vodíku s alkalickými kovy nebo kovy alkalických zemin 2Na + H 2 2NaH (hydrid sodný) Ca + H 2 CaH 2 (hyd rid vápenatý) Iontové hydridy reagují s vodou za vývoje vodíku: CaH 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + 2H 2 b) Kovové hydridy jsou k?ehké, pevné látky kovového vzhledu tvo?í je prvky podskupiny chromu, triády železa a palladium tyto slou?eniny se vyzna?ují vodivými nebo polovodivými vlastnostmi jejich struktura není dosud zcela objasn?na c) Hydridy p?echodného typu tvo?í prvky podskupin skandia, titanu a vanadu a také n?které lanthanoidy a aktinoidy s uvedenými prvky vodík dob?e reaguje za vzniku slou?enin, které nejsou p?esn? definované v?tšinou mají charakter berthollid? (nap?.tih 1,75 nebo VH 0,71 ) vazebné pom?ry v t?chto slou?eninách jsou p?echodem mezi vazbami iontovými a kovovými d) Molekulové (Kovalentní) hydridy tvo?í nekovy a polokovy IV. až VII. skupiny periodického systému pokud jde o jednotlivé skupiny, pevnost vazeb v t?chto slou?eninách i jejich termická stabilita klesá s rostoucím atomovým?íslem v rámci jednotlivých period však roste sm?rem zleva doprava e) Polymerní hydridy jsou slou?eniny s elektronov? deficitními vazbami Tvo?í je prvky 2. a 3. skupiny periodického systému (Be, Mg, Zn, Cd, B, Al, Ga, ln,tl) studium vazebných pom?r? v t?chto slou?eninách m?lo zna?ný význam pro rozvoj teorie page 5 / 11

Ca(OH) 2 + 2H 2 b) Kovové hydridy jsou k?ehké, pevné látky kovového vzhledu tvo?í je prvky podskupiny chromu, triády železa a palladium tyto slou?eniny se vyzna?

6 chemické vazby hydridy boru a gallia jsou v?tšinou plynné nebo kapalné, zatímco ostatní mají skupenství pevné Využití: k syntéze anorganických a organických slou?enin raketové palivo je vysoce výh?evný, nezne?iš?uje ovduší a je považován za palivo budoucnosti ke sva?ování a tavení kov? jako reduk?ní?inidlo p?i ztužování tuk? Nenasycené uhlovodíky Alkeny - mají dvojnou vazbu C = C a homologický vzorec: C n H 2n - koncovka -EN Alkadieny - mají dv? dvojné vazby C = C a homologický vzorec: C n H 2n 2 - koncovka DIEN p?.: buta-1,3-dien H 2 C = CH CH = CH 2 (C 4 H 6 ) Alkiny - mají trojnou vazbu CC a homologický vzorec: C n H 2n 2 - koncovka YN m Alkeny CHEMICKÉ REAKCE: A E S R (probíhá na uhlíku alkenu, který sousedí s dvojnou vazbou) Polymerace page 6 / 11

Nenasycené uhlovodíky Alkeny - mají dvojnou vazbu C = C a homologický vzorec: C n H 2n - koncovka -EN Alkadieny - mají dv?

7 Nejvýznam?jší adice alken? a alkyn? Adice A E halogenvodík? HX A E halogenu X 2 halogenace A N vody H 2 O hydratace A R vodíku H 2 hydrogenace Markovníkovo pravidlo: elektrofilní?ástice H + se naváže na uhlík s v?tším po?tem vodíku A E CH 3 CH = CH 2 + HCl CH 3 CH CH 3 Cl POZOR! A E CH 3 CH = CH 2 + Cl 2 CH 2 CH CH 2 Cl Cl t = 500 S R CH 3 CH = CH 2 + Cl 2 CH 2 CH = CH 2 + HCl Cl 3-chlor prop-1-en VÝROBA: 1) Katalytickou dehydrogenací nasycených uhlovodík? E Al 2 O 3 (Cr 2 O 3 ) page 7 / 11

ástice H + se naváže na uhlík s v?tším po?tem vodíku A E CH 3 CH = CH 2 + HCl CH 3 CH CH 3 Cl POZOR!

8 CH 3 CH 2 CH 3 CH 2 = CH CH 3 2) Dehydratace alkoholu H 2 SO 4 CH 3 CH 2 OH CH 2 = CH 2 + H 2 O Vlastnosti: podobné alkan?m, tvo?í homologickou?adu roste teplota tání a varu a také hustota (liší se od alkan? díky dvojné vazb?) málo rozpustné v H 2 O (polární), jsou rozpustné v nepolárních rozpoušt?dlech Zástupci: Ethen (Ethylen) CH 2 = CH 2 - lehký, bezbarvý plyn nasládlé chuti, ve sm?si se vzduchem vybuchuje - získává se p?i zpracování ropy - využití v pr?myslu, slouží k výrob? p?. polyethylenu, ethanolu, ethylbenzenu, acetaldehydu Propen (Propylen) CH 2 = CH CH 3 - plyn - získává se p?i zpracování ropy - slouží k výrob? p?. polypropylenu, acetonu, kumenu Alkyny Hlavní p?edstavitel ACETYLEN (slab? kyselá povaha, odšt?puje vodík) page 8 / 11

dlech Zástupci: Ethen (Ethylen) CH 2 = CH 2 - lehký, bezbarvý plyn nasládlé chuti, ve sm?si se vzduchem vybuchuje - získává se p?i zpracování ropy - využití v pr?myslu, slouží k výrob? p?. polyethylenu, ethanolu, ethylbenzenu, acetaldehydu Propen (Propylen) CH 2 = CH CH 3 - plyn - získává se p?

9 Charakteristika vazby: - skládá se z 1 vazby s sigma a 2 vazeb p - s p?ekrytí valen?ních elektron?, na spojnici jader - p mimo spojnici jader Vlastnosti: podobné alken?m a alkan?m, ale mají t t, t v než alkeny se stejným po?tem uhlík? liší se od alkan? díky trojné vazb? v?tší rozpustnost Ca 2+ CC 2 karbid vápníku Acetylen má kyselou povahu slabá kyselina D?kaz násobné vazby: - pomocí bromové vody (roztok Br 2 ) - je-li p?ítomna násobná vazba, bromová voda se odbarví, protože po p?idání bromové vody dojde k rozrušení násobných vazeb a jednotlivé atomy bromu naváží na uhlík VÝROBA acetylenu CaC 2 + 2H 2 O HCCH + Ca(OH) 2 pozn.: Vodíky se dají nahradit, soly jsou acetylidy. karbid vápníku acetylen acetylid vápenatý Acetilidy neboli karbidy 3druhy: alkalických kov? Na 2 C 2 kov? alkalických zemin CaC 2 reagují bou?liv? s vodou za vzniku t?žkých kov? Ag 2 C 2 acetylenu, p?i vyšší teplotách jsou stálé page 9 / 11

kaz násobné vazby: - pomocí bromové vody (roztok Br 2 ) - je-li p?ítomna násobná vazba, bromová voda se odbarví, protože po p?

10 REAKCE Typická vlastnost nenasycených uhlovodík? Adice (p?edevším A E ) C 2 H 2 + H 2 O H 2 SO 4 H 2 C = CH p?esmyk A N acetylen vinylalkohol OH acetaldehyd (v bílé ocelové lahvi) (nestálý) (stabilní) Cl Cl 2 1 CH 3 C CH + Cl 2 CH 3 C = CH + Cl 2 CH 3 C CH A E Cl Cl Cl Cl 1,2 dichlorpropen 1,1,2,2 tetrachlorpropan Další reakce alkyn?: DIMERACE 2 CH CH CH 2 =CH CCH CH 2 =CH CH= CH 2 vinylacetylen H 2 but-1,3-dien (polymerace -> buna) 1buten-3-yn TRIMERACE t = 400 C 3 CH CH page 10 / 11

C = CH + Cl 2 CH 3 C CH A E Cl Cl Cl Cl 1,2 dichlorpropen 1,1,2,2 tetrachlorpropan Další reakce alkyn?

11 Powered by TCPDF ( Vodík - maturitní otázka z chemie TETRAMERACE t = 400 C CH=CH 2 4 CH CH vinylbenzen (polymerace -> polystyren) Zástupce: Acetylen bezbarvý ply, bez zápachu, ve sm?si se vzduchem vybuchuje používá se p?i autogenním svá?ení (s kyslíkem vytvá?í speciální plamen) pro výrobu acetaldehydu, vinylchloridu PDF generated by Kalin's PDF Creation Station page 11 / 11

vinylbenzen (polymerace -> polystyren) Zástupce: Acetylen bezbarvý ply, bez zápachu, ve sm?

Podobné dokumenty

Otázka: Vodík. Předmět: Chemie. Přidal(a): Ivana K. Značka: H. El. konfigurace: 1s 2. Elektronegativita: 2,2. 3 Izotopy:

Otázka: Vodík. Předmět: Chemie. Přidal(a): Ivana K. Značka: H. El. konfigurace: 1s 2. Elektronegativita: 2,2. 3 Izotopy: Otázka: Vodík Předmět: Chemie Přidal(a): Ivana K. Značka: H El. konfigurace: 1s 2 Elektronegativita: 2,2 3 Izotopy: Izotop je označení pro nuklid v rámci souboru nuklidů jednoho chemického prvku. Jádra