Водород — элемент номер один в таблице Менделеева и самый распространённый элемент во Вселенной: из него в основном состоят звёзды, включая Солнце. Молекула водорода состоит из двух атомов и записывается H₂ — «аш-два».
При обычных условиях это газ без цвета, запаха и вкуса. Его главная особенность спрятана в слове «лёгкий»:
Если наполнить лёгкий шарик водородом и отпустить, он рванёт вверх — водород легче окружающего воздуха.
| Свойство | Водород H₂ |
|---|---|
| Цвет | нет (бесцветный) |
| Запах и вкус | нет |
| Масса по сравнению с воздухом | самый лёгкий, легче воздуха |
| Роль в реакциях | восстановитель |
| Горючесть | горюч; смесь с воздухом опасна |
| Как собирают | в сосуд, перевёрнутый вверх дном |
Ключевое свойство водорода — он восстановитель. В реакциях он отдаёт электроны и «забирает» кислород у других веществ. По поведению это прямая противоположность кислороду, который выступает окислителем.
Что из этого вытекает:
Запомни удобную пару: кислород — окислитель, водород — восстановитель. Эти два слова часто встречаются в заданиях, и путать их нельзя.
Реакцию водорода с кислородом иногда называют «сборкой воды из простых веществ» — вот её уравнение.
В лаборатории водород получают, действуя активным металлом на кислоту. Классический пример — цинк (Zn) и кислота: металл постепенно растворяется, а водород выделяется пузырьками газа. Логика такая: активный металл вытесняет водород из кислоты. Конкретные реактивы, количества и условия ты разберёшь на уроке с учителем.
Электролиз воды — через воду пропускают электрический ток, и молекулы воды распадаются на два газа: водород и кислород. Заодно этот опыт доказывает, что вода — соединение водорода и кислорода, а не что-то неделимое.
В промышленности водород чаще всего получают из природного газа, обрабатывая его водяным паром при высокой температуре. Именно так добывают основную часть водорода в мире.
Схема для запоминания: в пробирке — металл плюс кислота, «через розетку» — электролиз воды, на заводе — переработка природного газа.
Водород легче воздуха, поэтому его собирают в сосуд, перевёрнутый вверх дном: газ поднимается и остаётся наверху. Кислород, наоборот, чуть тяжелее воздуха — его собирают в сосуд, стоящий дном вниз. Уже по способу сбора видно, что это два разных по «весу» газа. Перепутаешь сосуд — лёгкий водород просто улетит.
Если смесь водорода с воздухом поджечь, слышен резкий хлопок. Причина: водород — горючий газ, и в смеси с кислородом воздуха он реагирует очень быстро, разом выделяя много энергии.
Понимать это нужно с точки зрения безопасности, а не как повод для опытов дома. Чистый водород горит спокойнее, а вот его смесь с воздухом реагирует резко. Поэтому в лаборатории водород всегда проверяют на чистоту, прежде чем работать с ним. Все подобные опыты проводит только учитель и только с защитой.