Hidrīdi ir ... Hidrīdu izmantošana

Katrs no mums ir saskāries ar zinātnes, piemēram, ķīmijas. Dažreiz tie ir tik līdzīgi, ka ir grūti atšķirt vienu no otra. Bet tas ir ļoti svarīgi, lai tos saprastu, jo dažreiz šis pārpratums noved pie ļoti muļķīgu situāciju un dažkārt par nepārvaramām kļūdām. Šajā rakstā mēs aprakstīsim, kādi ir hidrīdi, kuri no tiem ir bīstami un kuri nav, kur tie tiek izmantoti un kā tie iegūti. Bet mēs sāksim ar īsu novirzīšanos vēsturē.

Vēsture

Hidrīdi sāk savu vēsturi, atklājot ūdeņradi. Šo elementu atrada Henrijs Kavendishs 18. gadsimtā . Ūdeņradis, kā zināms, ir daļa no ūdens un ir visu pārējo periodiskās tabulas elementu pamats. Pateicoties tam, ir iespējams organisko savienojumu pastāvēšana un dzīvība uz mūsu planētas.

Turklāt ūdeņradis ir daudzu neorganisko savienojumu pamats. Starp tiem ir skābes un sārmi, kā arī unikālie ūdeņraža binārie savienojumi ar citiem elementiem - hidrīdi. Pirmās sintēzes datums nav precīzi zināms, bet cilvēks kopš seniem laikiem ir zināms par nemetālu hidrītiem. Visbiežāk no tiem ir ūdens. Jā, ūdens ir skābekļa hidrīds.

Šajā klasē ietilpst arī amonjaks (galvenā amonjaka sastāvdaļa), sērūdeņradis, hidrogēnhlorīds un tamlīdzīgi produkti. Sīkāka informācija par vielu īpašībām no šīs daudzveidīgās un pārsteidzošās savienojumu klases tiks apspriesta nākamajā sadaļā.

Fizikālās īpašības

Hidrīdi pārsvarā ir gāzes. Tomēr, ja mēs izmantojam metālu hidrīdus (tie ir nestabili normālos apstākļos un ļoti ātri reaģē ar ūdeni), tad tas var būt cietās vielas. Dažas no tām (piemēram, ūdeņraža bromīds) ir arī šķidrā stāvoklī.

Tas vienkārši nav iespējams vispārīgi raksturot šādu milzīgu vielu klāstu, jo tie visi ir atšķirīgi un atkarībā no hidrīda elementa, papildus ūdeņradi, ir dažādas fiziskās īpašības un ķīmiskās īpašības. Bet tos var iedalīt klasēs, savienojumos, kuros kaut kas līdzīgs. Zemāk mēs izskatīsim katru klasi atsevišķi.

Jonu hidrīdi ir ūdeņraža savienojumi ar sārmu vai sārmzemju metāliem. Tie ir baltās krāsas vielas, stabilas normālos apstākļos. Sildot, šie savienojumi sadalās metālē un ūdeņradis iekļaujas to sastāvā bez kausēšanas. Viens izņēmums ir LiH, kas kūst bez sadalīšanās un spēcīgā apsildē pārvēršas Li un H ₂ .

Metālu hidrīdi ir pārejas metālu savienojumi. Ļoti bieži ir mainīgs sastāvs. Tos var attēlot kā cietu ūdeņraža šķīdumu metālē. Ir arī metāla kristāla struktūra.

Kovalenthidrīdi pieder tieši tām sugām, kas visbiežāk notiek uz Zemes: ūdeņraža savienojumi ar nemetāliem. Plašs šo vielu klāsts ir saistīts ar to augstu stabilitāti, jo kovalentās saites ir visspēcīgākās ķīmiskās vielas.

Piemēram, silīcija hidrīda formula: SiH ₄ . Ja mēs to aplūkojam apjomā, mēs redzam, ka ūdeņradis ir ļoti cieši piesaistīts centrālajam silīcija atoms, un tā elektroni tiek novirzīti uz to. Silīcijam ir diezgan liela elektroenerģetilitāte, tādēļ tā spēj piesaistīt elektronus tā kodolam, tādējādi saīsinot savienojuma ilgumu starp to un blakus esošo atomu. Un kā jūs zināt, jo īsāks savienojums, jo spēcīgāks tas ir.

Nākamajā sadaļā mēs apspriežam, kā hidrīdi atšķiras no citiem savienojumiem ķīmiskās aktivitātes ziņā.

Ķīmiskās īpašības

Šajā sadaļā ir arī noderīgi sadalīt hidrīdus tajās pašās grupās kā agrāk. Un mēs sāksim ar jonu hidrīdu īpašībām. To galvenā atšķirība no pārējām divām sugām ir tā, ka tās aktīvi mijiedarbojas ar ūdeni, veidojot sārmu un atbrīvojot ūdeņradi gāzes formā. Reakcijas hidrīds-ūdens ir diezgan sprādzienbīstams, tāpēc savienojumus visbiežāk uzglabā bez mitruma. Tas tiek darīts, jo ūdens, pat gaisa saturs, var izraisīt bīstamu transformāciju.

Mēs parādīsim iepriekš aprakstītās reakcijas vienādojumu, izmantojot tādas vielas kā kālija hidrīda piemēru:

KH + H2O = KOH + H2

Kā redzam, viss ir pavisam vienkāršs. Tāpēc apsveriet vairāk interesantas reakcijas, kas raksturīgas pārējām divām aprakstītajām vielām.

Principā pārējie pārveidojumi, kurus mēs neesam izjaukuši, ir raksturīgi visu veidu vielām. Viņi mēdz mijiedarboties ar metāla oksīdiem, veidojot metālu, vai nu ar ūdeni, vai ar hidroksīdu (pēdējais ir raksturīgs sārmainiem un sārmzemju metāliem).

Vēl viena interesanta reakcija ir termiska sadalīšanās. Tas notiek augstā temperatūrā un nokļūst metāla un ūdeņraža veidošanās procesā. Mēs nepievērsīsimies šai reakcijai, jo mēs to jau iepriekš apspriedām iepriekšējās sadaļās.

Tātad, mēs esam pārbaudījuši šāda veida bināro savienojumu īpašības. Tagad ir vērts runāt par to, kā tos iegūt.

Hidrīdu sagatavošana

Gandrīz visi kovalentie hidrīdi ir dabiski savienojumi. Tie ir pietiekami stabili, tāpēc tie neattīstās ārējo spēku iedarbībā. Ar jonu un metāla hidrītiem viss ir nedaudz sarežģītāks. Tie dabā nepastāv, tādēļ tie ir jāaprīko. Tas tiek darīts ļoti vienkārši: reaģējot uz ūdeņraža un tā elementa mijiedarbību, kuras hidrīdu ir nepieciešams iegūt.

Pieteikums

Dažiem hidrītiem nav īpaša pielietojuma, bet lielākā daļa no tām ir ļoti svarīgas vielas šajā nozarē. Mēs neieviesīsim detaļas, jo visi ir dzirdējuši, ka, piemēram, amonjaks tiek izmantots daudzās sfērās un kalpo kā neaizstājama viela mākslīgo aminoskābju un organisko savienojumu iegūšanai. Daudzu hidrīdu izmantošanu ierobežo to ķīmisko īpašību īpatnības. Tādēļ tos izmanto tikai laboratorijas eksperimentos.

Pieteikums ir pārāk plašs šīs kategorijas klasei, tāpēc mēs aprobežojāmies ar vispārējiem faktiem. Nākamajā daļā mēs jums pateiksim, cik daudzi no mums bez pienācīgām zināšanām sajauc nekaitīgas (vai vismaz zināmas) vielas savā starpā.

Daži kļūdaini uzskati

Piemēram, daži uzskata, ka ūdeņradis ir kaut kas bīstams. Ja jūs to varat saukt par šo vielu, tad neviens to nedara. Ja jūs par to domājat, ūdeņraža hidrīds ir ūdeņraža savienojums ar ūdeņradi, kas nozīmē molekulu H ₂ . Protams, šī gāze ir bīstama, bet tikai maisījumā ar skābekli. Tīrā veidā tas nerada briesmas.

Ir daudz dīvaini vārdi. Nepielietoti cilvēkam viņi ir šausminoši. Tomēr, kā pierāda prakse, lielākā daļa no tām nav bīstamas un tiek izmantotas vietējiem mērķiem.

Secinājums

Ķīmijas pasaule ir milzīga, un mēs domājam, ka ja ne pēc tam, tad pēc vairākiem citiem rakstiem jūs redzēsiet sev. Tāpēc ir jēga iegremdēties, apgūstot to ar savu galvu. Cilvēks ir atklājis daudzas jaunas lietas un joprojām nav zināms. Un ja jums šķiet, ka hidrīdu jomā nekas nav interesants, jūs esat ļoti maldījies.