Hidridi su ... Korištenje hidrida

Svaki od nas je naišao na pojmove znanosti poput kemije. Ponekad su toliko slični da je teško razlikovati jedan od drugog. No, vrlo je važno razumjeti ih sve, jer ponekad ovaj nesporazum dovodi do vrlo glupih situacija, a ponekad i neopravdanih pogrešaka. U ovom ćemo članku opisati koji su hidridi, koji od njih su opasni, a koji nisu, gdje se primjenjuju i kako se dobivaju. Ali, započeti ćemo kratkom digresijom u povijest.

priča

Hidridi počinju svoju povijest otkrićem vodika. Taj je element otkriven u 18. stoljeću Henry Cavendish. Vodik, kao što je poznat, uključen je u sastav vode i temelj je svih ostalih elemenata periodičnog stola. Zahvaljujući njemu, postojanje organskih spojeva i života na našem planetu moguće je.

Osim toga, vodik je osnova za mnoge anorganske spojeve. Među njima su kiseline i lužine, kao i jedinstveni binarni spojevi vodika s drugim elementima - hidridima. Datum njihove prve sinteze nije točno poznat, ali hidridi nemetala poznati su mu od antike. Najčešći od njih je voda. Da, voda je kisik hidrid.

Također, ovaj razred uključuje amonijak (glavnu komponentu amonijaka), vodikov sulfid, klorovodik i slično. Više detalja o svojstvima tvari iz ove različite i iznenađujuće klase spojeva bit će raspravljano u sljedećem odjeljku.

Fizička svojstva

Hidridi su uglavnom plinovi. Međutim, ako uzmemo metalne hidride (oni su nestabilni u normalnim uvjetima i vrlo brzo reagiraju s vodom), onda to može biti i krute tvari. Neki od njih (na primjer, bromovodik) postoje također u tekućem stanju.

Jednostavno je nemoguće dati opći opis takve ogromne klase tvari, jer su sve različite i, osim vodika, imaju različita fizikalna svojstva i kemijska svojstva, ovisno o elementu koji je dio hidrida. Ali oni mogu biti podijeljeni u klase, veze u kojima nešto slično. U nastavku ćemo razmatrati svaku klasu zasebno.

Ionski hidridi su spojevi vodika s alkalnim ili zemnoalkalnim metalima. Oni su tvari bijele boje, stabilne u normalnim uvjetima. Kada se grije, ovi se spojevi raspadaju u metal i vodik ulazi u svoj sastav bez topljenja. Jedna od iznimaka je LiH, koji se topi bez razgradnje i pod jakim zagrijavanjem pretvara u Li i H₂.

Metalni hidridi su spojevi prijelaznih metala. Vrlo često imaju varijabilnu kompoziciju. Oni se mogu prikazati kao čvrsta otopina vodika u metalu. Također imaju kristalnu strukturu metala.

Kovalentnim hidridima pripada točno ona vrsta koja se najčešće na Zemlji nalazi: spojevi vodika s ne-metalima. Širok raspon ovih tvari je zbog njihove visoke stabilnosti, budući da su kovalentne veze najjače kemijske tvari.

Kao primjer, formula silikonskog hidrida: SiH₄. Ako ga gledamo u volumenu, vidimo da je vodik vrlo čvrsto privučen središnjem silicijskom atomu, a njegovi su se elektroni pomaknuti na njega. Silicij ima dovoljno veliku elektronegativnost, tako da može privući elektrone do svoje jezgre, čime se skraćuje duljina veze između nje i susjednog atoma. I kao što znate, što je kraća veza, to je jači.

U sljedećem odjeljku razmatrat ćemo kako se hidridi razlikuju od ostalih spojeva u smislu kemijske aktivnosti.

Kemijska svojstva

U ovom poglavlju, također je vrijedno podijeliti hidride u iste skupine kao u prošlosti. I početi ćemo s svojstvima ionskih hidrida. Njihova glavna razlika u odnosu na druge dvije vrste jest da oni aktivno djeluju s vodom kako bi oblikovali alkaliju i oslobađali vodik u obliku plina. Reakcija hidrid-voda je prilično eksplozivna pa se veze najčešće čuvaju bez pristupa vlazi. To je učinjeno jer voda, čak i sadržana u zraku, može pokrenuti opasnu transformaciju.

Pokazimo jednadžbu gore opisane reakcije primjenom primjera tvari kao što je kalijev hidrid:

KH + H₂O = KOH + H₂

Kao što vidimo, sve je dovoljno jednostavno. Stoga razmotrite zanimljive reakcije karakteristične za druge dvije vrste tvari koje smo opisali.

U načelu, preostale transformacije, koje nismo rastavljale, karakteristične su za sve vrste tvari. One obično djeluju zajedno s metalnim oksidima kako bi oblikovali metal, bilo vodom ili s hidroksidom (posljednji je karakterističan za alkalne i zemno alkalijske metale).

Druga zanimljiva reakcija je termička dekompozicija. To se događa pri visokim temperaturama i prolazi do stvaranja metala i vodika. Nećemo se posvetiti ovoj reakciji, budući da smo je već analizirali u prethodnim odjeljcima.

Dakle, ispitali smo svojstva ove vrste binarnih spojeva. Sada je vrijedno razgovarati o tome da ih dobijete.

Priprava hidrida

Gotovo svi kovalentni hidridi su prirodni spojevi. Oni su dovoljno stabilni, pa se ne raspadaju pod djelovanjem vanjskih sila. S ionskim i metalnim hidridima sve je malo složenije. Oni ne postoje u prirodi pa moraju biti sintetizirani. To se postiže vrlo jednostavno: reakcijom interakcije vodika i elementa, čiji je hidrid potrebno dobiti.

primjena

Neki hidridi nemaju specifičnu primjenu, ali većina je vrlo važna tvari za industriju. Nećemo otići na detalje, jer su svi čuli da se, na primjer, amonijak koristi u mnogim sferama i služi kao neophodna tvar za dobivanje umjetnih aminokiselina i organskih spojeva. Korištenje mnogih hidrida ograničeno je osobitostima njihovih kemijskih svojstava. Stoga se koriste isključivo u laboratorijskim pokusima.

Aplikacija je preširok odjeljak ove klase tvari pa smo se ograničili na opće činjenice. U sljedećem dijelu ćemo vam reći koliko nas, bez odgovarajućeg znanja, zbunjuju nedužne (ili barem poznate) tvari među sobom.

Neke pogrešne predodžbe

Na primjer, neki vjeruju da je vodikov hidrid nešto opasno. Ako možete nazvati ovu tvar tako da nitko ne radi. Ako mislite o tome, vodikov hidrid je spoj vodika s vodikom, što znači da molekula H₂. Naravno, ovaj je plin opasan, ali samo u smjesi s kisikom. U svom najčišćem obliku, to ne predstavlja opasnost.

Postoji mnogo čudnih imena. Nenamješten na čovjeka kojeg su užasnuti. Međutim, kako pokazuje praksa, većina njih nije opasna i služe se u domaće svrhe.

zaključak

Svijet kemije je ogroman, a mi mislimo da ako ne i nakon toga, onda nakon nekoliko drugih članaka ćete vidjeti za sebe. Zato ima smisla upuštati se u to učenje s glavom. Čovječanstvo je otkrilo mnogo novih stvari i još uvijek je nepoznato. A ako vam se čini da nema ništa zanimljivo na području hidrida, jako ste pogriješili.