Отримання водню

У земних умовах водень зустрічається переважно в зв’язаному стані. Багато його сполуки нам вже відомі: Н2О, HCl, HF і т.д. У цих з’єднаннях водень має ступінь окислення +1, оскільки його електронегативність (2,2) менше, ніж електронегативність кисню (3,44), хлору (3,16) і фтору (3,98).

Отримання водню і перевірка його на чістотуКогда водень вже знаходиться в ступені окислення +1, він може відбирати електрон у багатьох елементів – особливо металів, які схильні віддавати електрони. Тому способи отримання водню часто засновані на реакції якого металу з одним із з’єднань водню. Реакцію між цинком і водним розчином хлористого водню (соляною кислотою) найбільш часто використовують для отримання водню в лабораторії.

А реакція між залізом і водяною парою при нагріванні має історичне значення – колись її використовували для наповнення воднем повітряних куль. Цікаві подробиці про це ви можете дізнатися з трактату початку XIX століття, який називається ” Про розкладання води у вельми величезному снаряді допомогою розпеченого заліза. Твір Якова Захарова “.

** Замість цинку в реакції з HCl можна використовувати інші метали (хоча і не будь-які) – наприклад, залізо, олово, магній. Тому що виходить при цьому легкий газ колись називали ” пальним повітрям з металів “. Згадка про такий ” повітрі ” є в творах знаменитого алхіміка Йоганна Парацельса, що жив в XVI столітті.

Англієць Роберт Бойль, що спостерігав виділення газу при розчиненні залізних тирси в соляній кислоті, дав йому в 1671 року ще більш поетична назва – летюча сірка Марса. ” Летючої сірої” Бойль назвав цей газ тому, що спостерігав його горіння, а “сірої Марса ” – тому, що вважав його виходять з заліза, символом якого був Марс – бог війни.

Ймовірно, багато дослідників ще до XVIII століття мали справу з цим елементом, але просто не здогадувалися про те, що отриманий ними газ має якесь відношення до води. Першим це з’ясував англійський фізик і хімік Г. Кавендіш, який в 1766 році всебічно досліджував ” горючий повітря ” і переконався в тому, що це зовсім не повітря, а абсолютно особливий газ.

Кавендіш зважив цей газ, що зажадало великого мистецтва і визначив – у скільки разів він легший за повітря. Саме Кавендіш, спалюючи отриманий газ в кисні, знайшов обсяги, в яких ці гази реагують між собою і довів, що в результаті такого спалювання виходить вода.

Сучасне ім’я водню дав знаменитий французький хімік Лавуазьє, придумавши латинську назву ” hydrogen ” зі слів ” hydro ” (вода) і ” genes ” (що породжує).

Рушійною силою подібних реакцій одержання водню є не лише прагнення металів віддати електрон атому Н в ступені окислення +1, а й великий енергетичний виграш при зв’язуванні утворюються при цьому нейтральних атомів водню в молекулу Н2. Тому в реакції такого типу вступають навіть неметали.

Посилання на основну публікацію