रासायनिक गुण h2. हाइड्रोजन (एच) और इसकी रासायनिक प्रतिक्रियाएं। कार्बनिक यौगिकों का हाइड्रोजनीकरण

आवर्त सारणी में, हाइड्रोजन तत्वों के दो समूहों में स्थित है जो उनके गुणों में बिल्कुल विपरीत हैं। यह फीचर इसे पूरी तरह से यूनिक बनाता है। हाइड्रोजन न केवल एक तत्व या पदार्थ है, बल्कि कई जटिल यौगिकों का एक घटक भी है, एक जीवजन्य और बायोजेनिक तत्व। इसलिए, हम इसके गुणों और विशेषताओं पर अधिक विस्तार से विचार करेंगे।

धातुओं और अम्लों की परस्पर क्रिया के दौरान दहनशील गैस की रिहाई 16 वीं शताब्दी की शुरुआत में देखी गई थी, अर्थात विज्ञान के रूप में रसायन विज्ञान के निर्माण के दौरान। प्रसिद्ध अंग्रेजी वैज्ञानिक हेनरी कैवेन्डिश ने 1766 से पदार्थ का अध्ययन किया और इसे "दहनशील हवा" नाम दिया। जलने पर इस गैस से पानी निकलता है। दुर्भाग्य से, वैज्ञानिक के फ्लॉजिस्टन (काल्पनिक "सुपरफाइन मैटर") के सिद्धांत के पालन ने उन्हें सही निष्कर्ष पर आने से रोक दिया।

फ्रांसीसी रसायनज्ञ और प्रकृतिवादी ए। लैवोसियर ने इंजीनियर जे। मेयुनियर के साथ और 1783 में विशेष गैस मीटर की मदद से पानी का संश्लेषण किया, और फिर लाल-गर्म लोहे के साथ जल वाष्प के अपघटन के माध्यम से इसका विश्लेषण किया। इस प्रकार, वैज्ञानिक सही निष्कर्ष पर पहुंचने में सक्षम थे। उन्होंने पाया कि "दहनशील हवा" न केवल पानी का एक हिस्सा है, बल्कि इससे प्राप्त भी किया जा सकता है।

1787 में, लैवोज़ियर ने इस धारणा को आगे रखा कि अध्ययन के तहत गैस एक साधारण पदार्थ है और तदनुसार, प्राथमिक रासायनिक तत्वों की संख्या से संबंधित है। उन्होंने इसका नाम हाइड्रोजन (ग्रीक शब्द हाइडोर - वाटर + गेनाओ - आई गिव बर्थ) से रखा है, यानी "पानी को जन्म देना।"

रूसी नाम "हाइड्रोजन" 1824 में रसायनज्ञ एम। सोलोविएव द्वारा प्रस्तावित किया गया था। पानी की संरचना के निर्धारण ने "फ्लॉजिस्टन सिद्धांत" के अंत को चिह्नित किया। १८वीं और १९वीं शताब्दी के मोड़ पर, यह पाया गया कि हाइड्रोजन परमाणु बहुत हल्का है (अन्य तत्वों के परमाणुओं की तुलना में) और इसके द्रव्यमान को परमाणु द्रव्यमान की तुलना करने के लिए मुख्य इकाई के रूप में लिया गया था, जिसका मान १ के बराबर था। .

भौतिक गुण

हाइड्रोजन सबसे हल्का है विज्ञान के लिए जाना जाता हैपदार्थ (यह हवा से 14.4 गुना हल्का है), इसका घनत्व 0.0899 g / l (1 एटीएम, 0 ° C) है। यह सामग्री क्रमशः -259.1 ° C और -252.8 ° C (केवल हीलियम में कम क्वथनांक और गलनांक) पर पिघलती है (जमती है) और उबालती है (द्रवीकृत होती है)।

हाइड्रोजन का क्रांतिक तापमान अत्यंत कम (-240 डिग्री सेल्सियस) होता है। इस कारण से, इसका द्रवीकरण एक जटिल और महंगी प्रक्रिया है। पदार्थ का क्रांतिक दबाव 12.8 किग्रा/सेमी² है, और क्रांतिक घनत्व 0.0312 ग्राम/सेमी³ है। सभी गैसों में, हाइड्रोजन में उच्चतम तापीय चालकता है: 1 एटीएम और 0 डिग्री सेल्सियस पर, यह 0.174 डब्ल्यू / (एमएक्सके) के बराबर है।

समान परिस्थितियों में किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 14.208 kJ / (kgxK) या 3.394 cal / (gx ° C) होती है। यह तत्व पानी में थोड़ा घुलनशील है (लगभग 0.0182 मिली / ग्राम 1 एटीएम और 20 डिग्री सेल्सियस पर), लेकिन अच्छी तरह से - अधिकांश धातुओं (नी, पीटी, पा और अन्य) में, विशेष रूप से पैलेडियम में (पीडी की मात्रा के बारे में 850 मात्रा) ) .

बाद की संपत्ति इसके फैलने की क्षमता से जुड़ी है, जबकि कार्बन मिश्र धातु (उदाहरण के लिए, स्टील) के माध्यम से प्रसार कार्बन के साथ हाइड्रोजन की बातचीत के कारण मिश्र धातु के विनाश के साथ हो सकता है (इस प्रक्रिया को डीकार्बोनाइजेशन कहा जाता है)। तरल अवस्था में, पदार्थ बहुत हल्का होता है (घनत्व - 0.0708 g / cm³ t ° = -253 ° C पर) और द्रव (चिपचिपापन - 13.8 cpoise समान परिस्थितियों में)।

कई यौगिकों में, यह तत्व सोडियम और अन्य क्षार धातुओं की तरह +1 (ऑक्सीकरण अवस्था) की संयोजकता प्रदर्शित करता है। इसे आमतौर पर इन धातुओं के अनुरूप माना जाता है। तदनुसार, वह मेंडेलीव प्रणाली के पहले समूह का प्रमुख है। धातु हाइड्राइड में, हाइड्रोजन आयन एक ऋणात्मक आवेश प्रदर्शित करता है (ऑक्सीकरण अवस्था -1 है), अर्थात Na + H- की संरचना Na + Cl- क्लोराइड के समान है। इसके अनुसार और कुछ अन्य तथ्यों (तत्व "एच" और हैलोजन के भौतिक गुणों की निकटता, इसे कार्बनिक यौगिकों में हलोजन के साथ बदलने की क्षमता), हाइड्रोजन मेंडेलीव प्रणाली के VII समूह से संबंधित है।

सामान्य परिस्थितियों में, आणविक हाइड्रोजन में कम गतिविधि होती है, जो सीधे गैर-धातुओं के सबसे सक्रिय (फ्लोरीन और क्लोरीन के साथ, बाद में प्रकाश में) के साथ संयोजन करती है। बदले में, गर्म होने पर, यह कई रासायनिक तत्वों के साथ संपर्क करता है।

परमाणु हाइड्रोजन में एक बढ़ी हुई रासायनिक गतिविधि होती है (जब आणविक हाइड्रोजन के साथ तुलना की जाती है)। ऑक्सीजन के साथ, यह सूत्र के अनुसार पानी बनाता है:

+ ½О₂ = ,

285.937 kJ / mol गर्मी या 68.3174 kcal / mol (25 ° C, 1 atm) जारी करना। सामान्य तापमान की स्थिति में, प्रतिक्रिया धीरे-धीरे आगे बढ़ती है, और t °> = 550 ° C पर - अनियंत्रित रूप से। हाइड्रोजन + ऑक्सीजन मिश्रण की विस्फोटक सीमा 4–94% H₂ है, और हाइड्रोजन + वायु मिश्रण 4–74% H₂ है (H₂ के दो संस्करणों और O₂ के एक आयतन के मिश्रण को डिटोनिंग गैस कहा जाता है)।

अधिकांश धातुओं को कम करने के लिए इस तत्व का उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह ऑक्साइड से ऑक्सीजन लेता है:

Fe₃O₄ + 4H₂ = 3Fe + 4Н₂О,

CuO + H₂ = Cu + H₂O आदि।

विभिन्न हैलोजन के साथ, हाइड्रोजन हाइड्रोजन हैलाइड बनाता है, उदाहरण के लिए:

H₂ + Cl₂ = 2HCl।

हालांकि, फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करते समय, हाइड्रोजन फट जाता है (यह अंधेरे में भी होता है, -252 डिग्री सेल्सियस पर), ब्रोमीन और क्लोरीन के साथ केवल गर्म या रोशन होने पर और आयोडीन के साथ गर्म होने पर ही प्रतिक्रिया करता है। नाइट्रोजन के साथ बातचीत करते समय, अमोनिया बनता है, लेकिन केवल उत्प्रेरक पर, ऊंचे दबाव और तापमान पर:

+ एन₂ = 2एनН₃।

गर्म होने पर, हाइड्रोजन सल्फर के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करता है:

Н₂ + S = H₂S (हाइड्रोजन सल्फाइड),

और बहुत अधिक कठिन - टेल्यूरियम या सेलेनियम के साथ। हाइड्रोजन शुद्ध कार्बन के साथ उत्प्रेरक के बिना प्रतिक्रिया करता है, लेकिन पर उच्च तापमानओह:

2H₂ + C (अनाकार) = CH₄ (मीथेन)।

यह पदार्थ कुछ धातुओं (क्षार, क्षारीय पृथ्वी और अन्य) के साथ सीधे प्रतिक्रिया करता है, उदाहरण के लिए हाइड्राइड बनाता है:

+ 2Li = 2LiH।

हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड (II) की परस्पर क्रिया बहुत व्यावहारिक महत्व की है। इस मामले में, दबाव, तापमान और उत्प्रेरक के आधार पर, विभिन्न कार्बनिक यौगिक बनते हैं: , , आदि। असंतृप्त हाइड्रोकार्बन प्रतिक्रिया के दौरान संतृप्त में गुजरते हैं, उदाहरण के लिए:

एन Н₂ एन + Н₂ = एन Н₂ एन ।

हाइड्रोजन और उसके यौगिक रसायन विज्ञान में एक असाधारण भूमिका निभाते हैं। यह तथाकथित के अम्लीय गुणों को निर्धारित करता है। प्रोटिक एसिड, विभिन्न तत्वों के साथ एक हाइड्रोजन बंधन बनाने की प्रवृत्ति रखता है, जिसका कई अकार्बनिक और गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। कार्बनिक यौगिक.

हाइड्रोजन उत्पादन

इस तत्व के औद्योगिक उत्पादन के लिए मुख्य प्रकार के कच्चे माल रिफाइनरी गैसें, प्राकृतिक दहनशील और कोक ओवन गैसें हैं। यह पानी से इलेक्ट्रोलिसिस (उन जगहों पर जहां बिजली उपलब्ध है) के माध्यम से भी प्राप्त किया जाता है। प्राकृतिक गैस से सामग्री के उत्पादन के लिए सबसे महत्वपूर्ण तरीकों में से एक जल वाष्प (तथाकथित रूपांतरण) के साथ हाइड्रोकार्बन, मुख्य रूप से मीथेन की उत्प्रेरक बातचीत है। उदाहरण के लिए:

+ एच₂О = + ।

ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोकार्बन का अधूरा ऑक्सीकरण:

सीएच₄ + ½O₂ = सीओ + 2H₂।

संश्लेषित कार्बन मोनोऑक्साइड (II) रूपांतरण से गुजरता है:

सीओ + एच₂ओ = सीओ₂ + एच₂।

प्राकृतिक गैस से बनने वाला हाइड्रोजन सबसे सस्ता है।

पानी के इलेक्ट्रोलिसिस के लिए प्रयुक्त डी.सी., जिसे NaOH या KOH के घोल से गुजारा जाता है (एसिड का उपयोग तंत्र के क्षरण से बचने के लिए नहीं किया जाता है)। प्रयोगशाला स्थितियों में, सामग्री पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा या हाइड्रोक्लोरिक एसिड और जस्ता के बीच प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त की जाती है। हालांकि, अधिक बार वे सिलेंडर में तैयार कारखाने की सामग्री का उपयोग करते हैं।

रिफाइनरी गैसों और कोक ओवन गैस से, इस तत्व को गैस मिश्रण के अन्य सभी घटकों को हटाकर अलग किया जाता है, क्योंकि वे गहरी शीतलन के दौरान अधिक आसानी से द्रवित हो जाते हैं।

यह सामग्री 18 वीं शताब्दी के अंत में औद्योगिक रूप से प्राप्त की जाने लगी। तब इसका उपयोग गुब्बारों को भरने के लिए किया जाता था। फिलहाल, हाइड्रोजन का व्यापक रूप से उद्योग में, मुख्य रूप से रासायनिक उद्योग में, अमोनिया के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है।

पदार्थ के बड़े पैमाने पर उपभोक्ता मिथाइल और अन्य अल्कोहल, सिंथेटिक गैसोलीन और कई अन्य उत्पादों के उत्पादक हैं। वे कार्बन मोनोऑक्साइड (II) और हाइड्रोजन से संश्लेषण द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। हाइड्रोजन का उपयोग भारी और ठोस तरल ईंधन, वसा आदि के हाइड्रोजनीकरण के लिए, एचसीएल के संश्लेषण के लिए, पेट्रोलियम उत्पादों के हाइड्रोट्रीटिंग के साथ-साथ धातुओं को काटने/वेल्ड करने के लिए किया जाता है। के लिए आवश्यक तत्व परमाणु ऊर्जाइसके समस्थानिक हैं - ट्रिटियम और ड्यूटेरियम।

हाइड्रोजन की जैविक भूमिका

जीवों के द्रव्यमान का लगभग 10% (औसतन) इसी तत्व पर पड़ता है। यह पानी का एक हिस्सा है और प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, लिपिड, कार्बोहाइड्रेट सहित प्राकृतिक यौगिकों का सबसे महत्वपूर्ण समूह है। ये किसके लिये है?

यह सामग्री एक निर्णायक भूमिका निभाती है: प्रोटीन (चतुर्भुज) की स्थानिक संरचना को बनाए रखने में, न्यूक्लिक एसिड की पूरकता के सिद्धांत के कार्यान्वयन में (यानी, आनुवंशिक जानकारी के कार्यान्वयन और भंडारण में), सामान्य रूप से "मान्यता" में सूक्ष्म स्तर।

हाइड्रोजन आयन H+ शरीर में महत्वपूर्ण गतिशील प्रतिक्रियाओं/प्रक्रियाओं में भाग लेता है। शामिल हैं: जैविक ऑक्सीकरण में, जो ऊर्जा के साथ जीवित कोशिकाओं को प्रदान करता है, जैवसंश्लेषण प्रतिक्रियाओं में, पौधों में प्रकाश संश्लेषण में, जीवाणु प्रकाश संश्लेषण और नाइट्रोजन निर्धारण में, एसिड-बेस बैलेंस और होमोस्टैसिस को बनाए रखने में, झिल्ली परिवहन प्रक्रियाओं में। कार्बन और ऑक्सीजन के साथ, यह जीवन की घटनाओं का कार्यात्मक और संरचनात्मक आधार बनाता है।

सामान्यीकरण योजना "हाइड्रोजन"

मैं... हाइड्रोजन एक रासायनिक तत्व है

ए) पीएसकेएचई में स्थिति

• क्रमांक 1
• अवधि 1
• समूह I (मुख्य उपसमूह "ए")
• सापेक्ष द्रव्यमानएआर (एच) = 1
• लैटिन नाम हाइड्रोजेनियम (पानी पैदा करने वाला)

b) प्रकृति में हाइड्रोजन की प्रचुरता

हाइड्रोजन एक रासायनिक तत्व है।	वी पृथ्वी की ऊपरी तह (स्थलमंडल और जलमंडल) - द्रव्यमान द्वारा 1% (सभी तत्वों में 10वां स्थान)
	वातावरण - परमाणुओं की संख्या से 0.0001%
	ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर तत्व – सभी परमाणुओं का ९२% (तारों और अंतरतारकीय गैस का मुख्य घटक)

हाइड्रोजन - रासायनिक तत्त्व	कनेक्शन में	एच २ ओ - पानी(द्रव्यमान द्वारा 11%)
		सीएच 4 - मीथेन गैस(द्रव्यमान द्वारा 25%)
		कार्बनिक पदार्थ(तेल, ज्वलनशील प्राकृतिक गैसें और अन्य) जानवरों और पौधों के जीवों में(यानी प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, वसा, कार्बोहाइड्रेट और अन्य के हिस्से के रूप में) मानव शरीर मेंऔसत में लगभग 7 किलोग्राम हाइड्रोजन होता है।

c) यौगिकों में हाइड्रोजन की संयोजकता

द्वितीय... हाइड्रोजन एक साधारण पदार्थ है (H2)

प्राप्त

1. प्रयोगशाला (किप उपकरण) ए) एसिड के साथ धातुओं की बातचीत: Zn+ 2HCl = ZnCl 2 + H 2 नमक बी) पानी के साथ सक्रिय धातुओं की बातचीत: 2ना + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 आधार

2. उद्योग · जल इलेक्ट्रोलिसिस ईमेल वर्तमान 2एच 2 ओ = 2 एच 2 + ओ 2 · प्राकृतिक गैस टी, निस सीएच 4 + 2 एच 2 ओ = 4 एच 2 + सीओ 2

प्रकृति में हाइड्रोजन ढूँढना।

हाइड्रोजन प्रकृति में व्यापक है, पृथ्वी की पपड़ी (लिथोस्फीयर और हाइड्रोस्फीयर) में इसकी सामग्री द्रव्यमान से 1% और परमाणुओं की संख्या से 16% है। हाइड्रोजन पृथ्वी पर सबसे आम पदार्थ का एक हिस्सा है - पानी (द्रव्यमान द्वारा हाइड्रोजन का 11.19%), यौगिकों की संरचना में जो कोयले, तेल, प्राकृतिक गैसों, मिट्टी, साथ ही जानवरों और पौधों के जीवों को बनाते हैं (अर्थात प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, वसा, कार्बोहाइड्रेट और अन्य की संरचना में)। एक मुक्त अवस्था में, हाइड्रोजन अत्यंत दुर्लभ है, यह ज्वालामुखी और अन्य प्राकृतिक गैसों में कम मात्रा में निहित है। वायुमंडल में मुक्त हाइड्रोजन (परमाणुओं की संख्या के अनुसार 0.0001%) की मात्रा मौजूद है। निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष में, प्रोटॉन के प्रवाह के रूप में हाइड्रोजन पृथ्वी के आंतरिक ("प्रोटॉन") विकिरण बेल्ट का निर्माण करता है। अंतरिक्ष में हाइड्रोजन सबसे प्रचुर तत्व है। प्लाज्मा के रूप में, यह सूर्य और अधिकांश सितारों के द्रव्यमान का लगभग आधा हिस्सा बनाता है, अंतरतारकीय माध्यम और गैसीय नीहारिकाओं की गैसों का बड़ा हिस्सा। हाइड्रोजन कई ग्रहों के वातावरण में और धूमकेतु में मुक्त एच 2, मीथेन सीएच 4, अमोनिया एनएच 3, पानी एच 2 ओ और रेडिकल के रूप में मौजूद है। प्रोटॉन के प्रवाह के रूप में, हाइड्रोजन सूर्य और ब्रह्मांडीय किरणों के कणिका विकिरण का हिस्सा है।

हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक होते हैं:
ए) हल्का हाइड्रोजन - प्रोटियम,
बी) भारी हाइड्रोजन - ड्यूटेरियम (डी),
ग) अत्यधिक भारी हाइड्रोजन - ट्रिटियम (टी)।

ट्रिटियम एक अस्थिर (रेडियोधर्मी) समस्थानिक है; इसलिए, यह व्यावहारिक रूप से प्रकृति में नहीं होता है। ड्यूटेरियम स्थिर है, लेकिन इसका बहुत कम: 0.015% (सभी स्थलीय हाइड्रोजन के द्रव्यमान का)।

यौगिकों में हाइड्रोजन संयोजकता

यौगिकों में, हाइड्रोजन संयोजकता प्रदर्शित करता हैमैं।

हाइड्रोजन के भौतिक गुण

एक साधारण पदार्थ हाइड्रोजन (Н 2) एक गैस है, हवा से हल्की, रंगहीन, गंधहीन, स्वादहीन, गठरी = - 253 0 , हाइड्रोजन पानी में अघुलनशील, दहनशील है। एक परखनली या पानी से हवा को विस्थापित करके हाइड्रोजन एकत्र किया जा सकता है। इस मामले में, ट्यूब को उल्टा कर दिया जाना चाहिए।

हाइड्रोजन उत्पादन

प्रयोगशाला में, प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप हाइड्रोजन प्राप्त होता है

Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2।

जिंक की जगह आयरन, एल्युमिनियम और कुछ अन्य धातुओं का इस्तेमाल किया जा सकता है, और सल्फ्यूरिक एसिड के बजाय कुछ अन्य तनु अम्लों का उपयोग किया जा सकता है। परिणामी हाइड्रोजन को पानी के विस्थापन द्वारा एक परखनली में एकत्र किया जाता है (चित्र 10.2 बी देखें) या बस एक उल्टे फ्लास्क (चित्र। 10.2 ए) में।

उद्योग में, निकेल उत्प्रेरक की उपस्थिति में 800 डिग्री सेल्सियस पर जल वाष्प के साथ बातचीत करके प्राकृतिक गैस (मुख्य रूप से मीथेन) से बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन प्राप्त किया जाता है:

सीएच 4 + 2 एच 2 ओ = 4 एच 2 + सीओ 2 (टी, नी)

या कोयले का जलवाष्प के साथ उच्च तापमान पर उपचार किया जाता है:

2एच 2 ओ + सी = 2 एच 2 + सीओ 2। (टी)

शुद्ध हाइड्रोजन पानी से विद्युत प्रवाह के साथ विघटित करके (इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन) प्राप्त किया जाता है:

2H 2 O = 2H 2 + O 2 (इलेक्ट्रोलिसिस)।

विचार करें कि हाइड्रोजन क्या है। इस अधातु के रासायनिक गुणों और उत्पादन का अध्ययन स्कूल में अकार्बनिक रसायन विज्ञान के दौरान किया जाता है। यह वह तत्व है जो नेतृत्व करता है आवधिक प्रणालीमेंडेलीव, और इसलिए एक विस्तृत विवरण के पात्र हैं।

किसी आइटम को एक नज़र में खोलना

हाइड्रोजन के भौतिक और रासायनिक गुणों पर विचार करने से पहले, आइए जानें कि यह महत्वपूर्ण तत्व कैसे पाया गया।

सोलहवीं और सत्रहवीं शताब्दी में काम करने वाले रसायनज्ञों ने अपने लेखन में बार-बार एक ज्वलनशील गैस का उल्लेख किया है जो एसिड सक्रिय धातुओं के संपर्क में आने पर निकलती है। अठारहवीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, जी कैवेंडिश ने इस गैस को इकट्ठा करने और उसका विश्लेषण करने में कामयाबी हासिल की, इसे "दहनशील गैस" नाम दिया।

उस समय हाइड्रोजन के भौतिक और रासायनिक गुणों का अध्ययन नहीं किया गया था। अठारहवीं शताब्दी के अंत में ही ए। लैवोसियर यह स्थापित करने में सफल रहे कि यह गैस पानी का विश्लेषण करके प्राप्त की जा सकती है। थोड़ी देर बाद, उन्होंने नए तत्व हाइड्रोजन को कॉल करना शुरू किया, जिसका अर्थ है "पानी को जन्म देना"। हाइड्रोजन का आधुनिक रूसी नाम M.F.Soloviev है।

प्रकृति में होना

हाइड्रोजन के रासायनिक गुणों का विश्लेषण प्रकृति में इसकी प्रचुरता के आधार पर ही किया जा सकता है। यह तत्व हाइड्रो- और लिथोस्फीयर में मौजूद है, और खनिजों का भी एक हिस्सा है: प्राकृतिक और संबंधित गैस, पीट, तेल, कोयला, तेल शेल। ऐसे वयस्क की कल्पना करना मुश्किल है जो यह नहीं जानता होगा कि हाइड्रोजन पानी का एक घटक है।

इसके अलावा, यह गैर-धातु जानवरों के जीवों में न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा के रूप में पाया जाता है। हमारे ग्रह पर, यह तत्व बहुत कम ही मुक्त रूप में पाया जाता है, शायद केवल प्राकृतिक और ज्वालामुखी गैस में।

प्लाज्मा के रूप में, हाइड्रोजन सितारों और सूर्य के द्रव्यमान का लगभग आधा हिस्सा बनाता है, और यह इंटरस्टेलर गैस का भी हिस्सा है। उदाहरण के लिए, मुक्त रूप में, साथ ही मीथेन, अमोनिया के रूप में, यह अधातु धूमकेतु और यहां तक ​​कि कुछ ग्रहों में भी मौजूद है।

भौतिक गुण

हाइड्रोजन के रासायनिक गुणों पर विचार करने से पहले, हम ध्यान दें कि सामान्य परिस्थितियों में यह एक गैसीय पदार्थ है जो हवा से हल्का होता है और इसके कई समस्थानिक रूप होते हैं। यह पानी में लगभग अघुलनशील है और इसमें उच्च तापीय चालकता है। प्रोटियम, जिसकी द्रव्यमान संख्या 1 है, को इसका सबसे हल्का रूप माना जाता है। ट्रिटियम, जिसमें रेडियोधर्मी गुण होते हैं, स्वाभाविक रूप से वायुमंडलीय नाइट्रोजन से बनता है जब यह न्यूरॉन्स द्वारा यूवी किरणों के संपर्क में आता है।

अणु की संरचना की विशेषताएं

हाइड्रोजन के रासायनिक गुणों, इसकी अभिक्रियाओं की विशेषता पर विचार करने के लिए, आइए हम इसकी संरचना की विशेषताओं पर ध्यान दें। इस द्विपरमाणुक अणु में सहसंयोजक अध्रुवीय रासायनिक बंध होता है। अम्ल विलयन के साथ सक्रिय धातुओं की परस्पर क्रिया से परमाणु हाइड्रोजन का निर्माण संभव है। लेकिन इस रूप में, यह अधातु केवल थोड़े समय के लिए ही अस्तित्व में रह पाती है, लगभग तुरंत ही यह एक आणविक रूप में पुनर्संयोजित हो जाती है।

रासायनिक गुण

हाइड्रोजन के रासायनिक गुणों पर विचार करें। यह रासायनिक तत्व बनने वाले अधिकांश यौगिकों में, यह +1 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है, जो इसे सक्रिय (क्षार) धातुओं के समान बनाता है। हाइड्रोजन के मुख्य रासायनिक गुण, जो इसे धातु के रूप में चिह्नित करते हैं:

• पानी बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ बातचीत;
• हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया, हाइड्रोजन हैलाइड के गठन के साथ;
• सल्फर के साथ मिलाने पर हाइड्रोजन सल्फाइड प्राप्त करना।

हाइड्रोजन के रासायनिक गुणों की विशेषता वाली प्रतिक्रियाओं का समीकरण नीचे दिया गया है। हम इस तथ्य पर ध्यान आकर्षित करते हैं कि एक गैर-धातु (-1 के ऑक्सीकरण राज्य के साथ) के रूप में, यह केवल सक्रिय धातुओं के साथ प्रतिक्रिया में कार्य करता है, जिससे उनके साथ संबंधित हाइड्राइड बनते हैं।

सामान्य तापमान पर, हाइड्रोजन अन्य पदार्थों के साथ निष्क्रिय रूप से संपर्क करता है, इसलिए अधिकांश प्रतिक्रियाएं प्रारंभिक हीटिंग के बाद ही की जाती हैं।

आइए हम मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली का नेतृत्व करने वाले तत्व के कुछ रासायनिक अंतःक्रियाओं पर अधिक विस्तार से ध्यान दें।

जल निर्माण की प्रतिक्रिया के साथ 285.937 kJ ऊर्जा निकलती है। ऊंचे तापमान पर (550 डिग्री सेल्सियस से अधिक) यह प्रोसेसएक जोरदार विस्फोट के साथ।

उनके बीच रासायनिक गुणगैसीय हाइड्रोजन, जिसने उद्योग में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग पाया है, ब्याज की धातु आक्साइड के साथ इसकी बातचीत है। आधुनिक उद्योग में उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण के माध्यम से धातु ऑक्साइड संसाधित होते हैं, उदाहरण के लिए, शुद्ध धातु को लोहे के पैमाने (मिश्रित लौह ऑक्साइड) से अलग किया जाता है। यह विधिस्क्रैप धातु के कुशल प्रसंस्करण की अनुमति देता है।

अमोनिया का संश्लेषण, जिसमें हवा में नाइट्रोजन के साथ हाइड्रोजन की बातचीत शामिल है, आधुनिक रासायनिक उद्योग में भी मांग में है। इस रासायनिक संपर्क की घटना के लिए स्थितियों में, हम दबाव और तापमान पर ध्यान देते हैं।

निष्कर्ष

यह हाइड्रोजन है जो निष्क्रिय है रासायनिकसामान्य परिस्थितियों में। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, इसकी गतिविधि काफी बढ़ जाती है। कार्बनिक संश्लेषण में यह पदार्थ मांग में है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजनीकरण द्वारा कीटोन्स को द्वितीयक अल्कोहल में कम किया जा सकता है और एल्डिहाइड को प्राथमिक अल्कोहल में परिवर्तित किया जा सकता है। इसके अलावा, हाइड्रोजनीकरण द्वारा, एथिलीन और एसिटिलीन वर्ग के असंतृप्त हाइड्रोकार्बन को मीथेन श्रृंखला के संतृप्त यौगिकों में परिवर्तित करना संभव है। आधुनिक रासायनिक उत्पादन में मांग में हाइड्रोजन को एक साधारण पदार्थ माना जाता है।

हाइड्रोजन की खोज 18वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में अंग्रेजी वैज्ञानिक जी. कैवेंडिश ने भौतिकी और रसायन विज्ञान के क्षेत्र में की थी। वह एक पदार्थ को शुद्ध अवस्था में अलग करने में कामयाब रहा, उसका अध्ययन करना शुरू किया और उसके गुणों का वर्णन किया।

यह है हाइड्रोजन की खोज की कहानी। प्रयोगों के दौरान, शोधकर्ता ने निर्धारित किया कि यह एक ज्वलनशील गैस है, जिसके हवा में जलने से पानी मिलता है। इससे पानी की गुणात्मक संरचना का निर्धारण हुआ।

हाइड्रोजन क्या है

फ्रांसीसी रसायनज्ञ ए। लैवोसियर ने पहली बार 1784 में हाइड्रोजन को एक साधारण पदार्थ के रूप में घोषित किया था, क्योंकि उन्होंने निर्धारित किया था कि एक ही प्रकार के परमाणु इसके अणु में शामिल थे।

लैटिन में रासायनिक तत्व का नाम हाइड्रोजनियम ("हाइड्रोजेनियम" पढ़ें) जैसा लगता है, जिसका अर्थ है "पानी को जन्म देना"। नाम दहन प्रतिक्रिया को संदर्भित करता है जो पानी पैदा करता है।

हाइड्रोजन की विशेषता

एन। मेंडेलीव ने पदनाम हाइड्रोजन को इसे सौंपा रासायनिक तत्वपहला सीरियल नंबर, इसे पहले समूह के मुख्य उपसमूह और पहली अवधि में और सशर्त रूप से सातवें समूह के मुख्य उपसमूह में रखकर।

हाइड्रोजन का परमाणु भार (परमाणु द्रव्यमान) 1.00797 है। H2 का आणविक भार 2 amu है। इ। दाढ़ जनसंख्यात्मक रूप से इसके बराबर।

यह एक विशेष नाम के साथ तीन समस्थानिकों द्वारा दर्शाया गया है: सबसे आम प्रोटियम (एच), भारी ड्यूटेरियम (डी), रेडियोधर्मी ट्रिटियम (टी)।

यह पहला तत्व है जिसे पूरी तरह से आइसोटोप में अलग किया जा सकता है। सरल तरीके से... यह समस्थानिकों के द्रव्यमान में उच्च अंतर पर आधारित है। इस प्रक्रिया को पहली बार 1933 में अंजाम दिया गया था। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि केवल 1932 में 2 के द्रव्यमान वाले एक समस्थानिक की पहचान की गई थी।

भौतिक गुण

सामान्य परिस्थितियों में, द्विपरमाणुक अणुओं के रूप में एक साधारण पदार्थ हाइड्रोजन एक गैस, रंगहीन, स्वादहीन और गंधहीन होता है। आइए पानी और अन्य सॉल्वैंट्स में थोड़ा घुल जाएं।

क्रिस्टलीकरण तापमान 259.2 o C है, क्वथनांक 252.8 o C है।हाइड्रोजन के अणुओं का व्यास इतना छोटा होता है कि वे कई पदार्थों (रबर, कांच, धातु) के माध्यम से धीरे-धीरे फैलने की क्षमता रखते हैं। इस गुण का उपयोग तब किया जाता है जब गैसीय अशुद्धियों से हाइड्रोजन को शुद्ध करने की आवश्यकता होती है। एन के तहत पर। हाइड्रोजन का घनत्व 0.09 किग्रा / एम 3 के बराबर है।

क्या पहले समूह में स्थित तत्वों के अनुरूप हाइड्रोजन को धातु में परिवर्तित करना संभव है? वैज्ञानिकों ने पाया है कि हाइड्रोजन, उन परिस्थितियों में जब दबाव 2 मिलियन वायुमंडल तक पहुंचता है, इन्फ्रारेड किरणों को अवशोषित करना शुरू कर देता है, जो पदार्थ के अणुओं के ध्रुवीकरण को इंगित करता है। शायद इससे भी अधिक दबाव पर हाइड्रोजन एक धातु बन जाएगी।

यह दिलचस्प है:ऐसी धारणा है कि विशाल ग्रहों बृहस्पति और शनि पर हाइड्रोजन धातु के रूप में है। यह माना जाता है कि धात्विक ठोस हाइड्रोजन भी पृथ्वी की कोर की संरचना में मौजूद है, जो पृथ्वी के मेंटल द्वारा बनाए गए अति-उच्च दबाव के कारण है।

रासायनिक गुण

वी रासायनिक बातचीतसरल और जटिल दोनों पदार्थ हाइड्रोजन के साथ प्रवेश करते हैं। लेकिन हाइड्रोजन की निम्न गतिविधि को उपयुक्त परिस्थितियों का निर्माण करके बढ़ाया जाना चाहिए - तापमान बढ़ाकर, उत्प्रेरक का उपयोग करके, आदि।

गर्म होने पर, ऑक्सीजन (O2), क्लोरीन (Cl2), नाइट्रोजन (N2), सल्फर (S) जैसे सरल पदार्थ हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।

यदि आप हवा में गैस आउटलेट ट्यूब के अंत में शुद्ध हाइड्रोजन को प्रज्वलित करते हैं, तो यह समान रूप से जलेगा, लेकिन मुश्किल से ध्यान देने योग्य होगा। यदि गैस आउटलेट ट्यूब को शुद्ध ऑक्सीजन के वातावरण में रखा जाता है, तो प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप पोत की दीवारों पर पानी की बूंदों के निर्माण के साथ दहन जारी रहेगा:

पानी का दहन बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ होता है। यह एक ऊष्माक्षेपी यौगिक अभिक्रिया है जिसमें हाइड्रोजन को ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत करके ऑक्साइड H2O बनाया जाता है। यह एक रेडॉक्स अभिक्रिया भी है जिसमें हाइड्रोजन का ऑक्सीकरण होता है और ऑक्सीजन का अपचयन होता है।

Cl2 के साथ अभिक्रिया हाइड्रोजन क्लोराइड के निर्माण के समान ही होती है।

हाइड्रोजन के साथ नाइट्रोजन की बातचीत के लिए उच्च तापमान और बढ़े हुए दबाव के साथ-साथ उत्प्रेरक की उपस्थिति की आवश्यकता होती है। परिणाम अमोनिया है।

सल्फर के साथ प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, हाइड्रोजन सल्फाइड बनता है, जिसकी पहचान सड़े हुए अंडों की विशिष्ट गंध से होती है।

इन अभिक्रियाओं में हाइड्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था +1 है और नीचे वर्णित हाइड्राइडों में यह 1 है।

कुछ धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करते समय, हाइड्राइड बनते हैं, उदाहरण के लिए, सोडियम हाइड्राइड - NaH। इनमें से कुछ जटिल यौगिकों का उपयोग रॉकेट के लिए ईंधन के रूप में और थर्मोन्यूक्लियर पावर में भी किया जाता है।

हाइड्रोजन भी जटिल पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है। उदाहरण के लिए, कॉपर (II) ऑक्साइड के साथ, सूत्र CuO. प्रतिक्रिया करने के लिए, कॉपर हाइड्रोजन को गर्म पाउडर कॉपर (II) ऑक्साइड के ऊपर से गुजारा जाता है। बातचीत के दौरान, अभिकर्मक अपना रंग बदलता है और लाल-भूरे रंग का हो जाता है, और पानी की बूंदें परखनली की ठंडी दीवारों पर जम जाती हैं।

प्रतिक्रिया के दौरान, हाइड्रोजन पानी बनाने के लिए ऑक्सीकृत होता है, और कॉपर ऑक्साइड से . तक कम हो जाता है सरल पदार्थ(क्यू).

उपयोग के क्षेत्र

हाइड्रोजन है बडा महत्वमनुष्यों के लिए और विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है:

1. रासायनिक उद्योग में, ये कच्चे माल हैं, अन्य उद्योगों में, यह ईंधन है। पेट्रोकेमिकल और तेल शोधन उद्यम हाइड्रोजन के बिना नहीं कर सकते।
2. बिजली उद्योग में, यह साधारण पदार्थ शीतलन एजेंट के रूप में कार्य करता है।
3. लौह और अलौह धातु विज्ञान में, हाइड्रोजन को एक कम करने वाले एजेंट की भूमिका सौंपी जाती है।
4. इसके साथ, उत्पादों की पैकेजिंग करते समय एक निष्क्रिय वातावरण बनाया जाता है।
5. फार्मास्युटिकल उद्योग - हाइड्रोजन पेरोक्साइड के उत्पादन में एक अभिकर्मक के रूप में हाइड्रोजन का उपयोग करता है।
6. इस हल्की गैस से मौसम संबंधी जांच भरी जाती है।
7. इस तत्व को रॉकेट इंजनों के लिए ईंधन रिड्यूसर के रूप में भी जाना जाता है।

हाइड्रोजन ईंधन के लिए वैज्ञानिकों ने सर्वसम्मति से ऊर्जा क्षेत्र में हथेली की भविष्यवाणी की है।

उद्योग में हो रही है

उद्योग में, हाइड्रोजन इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो क्लोराइड या हाइड्रॉक्साइड के अधीन होता है क्षारीय धातुपानी में घुल गया। इस तरह से सीधे पानी से हाइड्रोजन प्राप्त करना भी संभव है।

इस उद्देश्य के लिए कोक या मीथेन को भाप में बदलने का उपयोग किया जाता है। ऊंचे तापमान पर मीथेन का अपघटन भी हाइड्रोजन का उत्पादन करता है। हाइड्रोजन के औद्योगिक उत्पादन के लिए भिन्नात्मक विधि द्वारा कोक ओवन गैस का द्रवीकरण भी किया जाता है।

प्रयोगशाला में हो रही है

प्रयोगशाला में, हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए Kipp उपकरण का उपयोग किया जाता है।

अभिकर्मक खारे हैं या गंधक का तेजाबऔर जस्ता। प्रतिक्रिया हाइड्रोजन पैदा करती है।

प्रकृति में हाइड्रोजन ढूँढना

ब्रह्मांड में हाइड्रोजन सबसे आम तत्व है। सूर्य और अन्य ब्रह्मांडीय पिंडों सहित अधिकांश तारे हाइड्रोजन हैं।

पृथ्वी की पपड़ी में, यह केवल 0.15% है। यह कई खनिजों में मौजूद है, सभी में कार्बनिक पदार्थ, साथ ही पानी में, हमारे ग्रह की सतह के 3/4 भाग को कवर करता है।

ऊपरी वायुमंडल में शुद्ध हाइड्रोजन के निशान पाए जा सकते हैं। यह कई ज्वलनशील प्राकृतिक गैसों में भी पाया जाता है।

गैसीय हाइड्रोजन सबसे कम सघन है और तरल हाइड्रोजन सबसे अधिक है सघन पदार्थहमारे ग्रह पर। हाइड्रोजन की मदद से, आप आवाज के समय को बदल सकते हैं, अगर आप इसे अंदर लेते हैं, और साँस छोड़ते पर बोलते हैं।

कार्रवाई के केंद्र में सबसे शक्तिशाली है उदजन बमसबसे हल्के परमाणु का विभाजन निहित है।

हाइड्रोजन। गुण, रसीद, आवेदन।

ऐतिहासिक संदर्भ

हाइड्रोजन PSCHE D.I का पहला तत्व है। मेंडेलीव।

हाइड्रोजन के लिए रूसी नाम इंगित करता है कि यह "पानी को जन्म देता है"; लैटिन " हाइड्रोजनियम " मतलब एक ही बात।

16वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध में रॉबर्ट बॉयल और उनके समकालीनों ने पहली बार एसिड के साथ कुछ धातुओं की बातचीत के दौरान दहनशील गैस की रिहाई देखी।

लेकिन हाइड्रोजन की खोज केवल 1766 में अंग्रेजी रसायनज्ञ हेनरी कैवेंडिश ने की थी, जिन्होंने यह स्थापित किया था कि जब धातुएं तनु अम्लों के साथ परस्पर क्रिया करती हैं, तो एक प्रकार की "दहनशील हवा" निकलती है। हवा में हाइड्रोजन के दहन का अवलोकन करते हुए, कैवेन्डिश ने पाया कि परिणाम पानी है। यह 1782 में था।

1783 में, फ्रांसीसी रसायनज्ञ एंटोनी-लॉरेंट लावोसियर ने लाल-गर्म लोहे के साथ पानी को विघटित करके हाइड्रोजन को अलग किया। 1789 में, विद्युत प्रवाह की क्रिया के तहत पानी के अपघटन द्वारा हाइड्रोजन जारी किया गया था।

प्रकृति में व्यापकता

ब्रह्मांड का मुख्य तत्व हाइड्रोजन है। उदाहरण के लिए, सूर्य अपने द्रव्यमान हाइड्रोजन का 70% है। ब्रह्मांड में सभी धातुओं के सभी परमाणुओं की तुलना में कई दसियों हज़ार गुना अधिक हाइड्रोजन परमाणु हैं।

पृथ्वी के वायुमंडल में एक साधारण पदार्थ के रूप में कुछ हाइड्रोजन भी है - संरचना एच 2 की एक गैस। हाइड्रोजन हवा की तुलना में बहुत हल्का है और इसलिए ऊपरी वायुमंडल में पाया जाता है।

लेकिन पृथ्वी पर बहुत अधिक बाध्य हाइड्रोजन है: आखिरकार, यह पानी का हिस्सा है, जो हमारे ग्रह पर सबसे आम है जटिल पदार्थ... अणुओं में बंधे हाइड्रोजन में तेल, प्राकृतिक गैस, कई खनिज और चट्टानें होती हैं। हाइड्रोजन सभी कार्बनिक पदार्थों का हिस्सा है।

तत्व हाइड्रोजन की विशेषता।

हाइड्रोजन की दोहरी प्रकृति होती है, इस कारण से, कुछ मामलों में, हाइड्रोजन को क्षार धातुओं के उपसमूह में और अन्य में हैलोजन के उपसमूह में रखा जाता है।

• 
  इलेक्ट्रोनिक विन्यास 1s 1 . एक हाइड्रोजन परमाणु एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन से बना होता है।
• 
  हाइड्रोजन परमाणु एक इलेक्ट्रॉन को खोने और H + धनायन में बदलने में सक्षम है, और इसमें यह क्षार धातुओं के समान है।
• 
  हाइड्रोजन परमाणु भी एक इलेक्ट्रॉन संलग्न कर सकता है, जिससे आयन एच - बनता है, इस संबंध में हाइड्रोजन हैलोजन के समान है।
• 
  यौगिकों में यह हमेशा मोनोवैलेंट होता है
• 
  सीओ: +1 और -1।

हाइड्रोजन के भौतिक गुण

हाइड्रोजन एक गैस, रंगहीन, स्वादहीन और गंधहीन है। हवा से 14.5 गुना हल्का। चलो पानी में थोड़ा घुल जाते हैं। एक उच्च तापीय चालकता है। t = -253 ° पर यह द्रवित हो जाता है, t = -259 ° पर यह जम जाता है। हाइड्रोजन के अणु इतने छोटे होते हैं कि वे धीरे-धीरे कई सामग्रियों - रबर, कांच, धातुओं के माध्यम से फैल सकते हैं, जिनका उपयोग अन्य गैसों से हाइड्रोजन को शुद्ध करने के लिए किया जाता है।

हाइड्रोजन के 3 ज्ञात समस्थानिक हैं:-प्रोटियम,-ड्यूटेरियम,-ट्रिटियम। प्राकृतिक हाइड्रोजन का मुख्य भाग प्रोटियम है। ड्यूटेरियम भारी पानी का हिस्सा है जो समुद्र के सतही जल को समृद्ध करता है। ट्रिटियम एक रेडियोधर्मी समस्थानिक है।

हाइड्रोजन के रासायनिक गुण

हाइड्रोजन एक अधातु है और इसकी आणविक संरचना होती है। एक हाइड्रोजन अणु में दो परमाणु होते हैं जो एक सहसंयोजक द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं गैर-ध्रुवीय कनेक्शन... हाइड्रोजन अणु में बाध्यकारी ऊर्जा 436 kJ/mol है, जो आणविक हाइड्रोजन की कम प्रतिक्रियाशीलता की व्याख्या करती है।

1. 
   हलोजन के साथ बातचीत। सामान्य तापमान पर, हाइड्रोजन केवल फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है:

एच 2 + एफ 2 = 2एचएफ।

क्लोरीन के साथ - केवल प्रकाश में, हाइड्रोजन क्लोराइड बनाने, ब्रोमीन के साथ, प्रतिक्रिया कम तीव्रता से आगे बढ़ती है, आयोडीन के साथ यह उच्च तापमान पर भी अंत तक नहीं जाती है।

1. 
   ऑक्सीजन के साथ बातचीत - गर्म करने पर, प्रज्वलन पर, प्रतिक्रिया एक विस्फोट के साथ आगे बढ़ती है: 2H 2 + O 2 = 2H 2 O।

बड़ी मात्रा में ऊष्मा निकलने के साथ हाइड्रोजन ऑक्सीजन में जलती है। हाइड्रोजन-ऑक्सीजन ज्वाला का तापमान 2800°C होता है।

1 भाग ऑक्सीजन और 2 भाग हाइड्रोजन का मिश्रण - "विस्फोटक मिश्रण", सबसे विस्फोटक।

1. 
   सल्फर के साथ परस्पर क्रिया - गर्म होने पर एच 2 + एस = एच 2 एस।
2. 
   नाइट्रोजन के साथ बातचीत। हीटिंग, उच्च दबाव और उत्प्रेरक की उपस्थिति में:

३एच २ + एन २ = २एनएच ३।

1. 
   नाइट्रिक ऑक्साइड (II) के साथ बातचीत। इसका उपयोग नाइट्रिक एसिड के उत्पादन के लिए शुद्धिकरण प्रणालियों में किया जाता है: 2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2 O।
2. 
   धातु आक्साइड के साथ बातचीत। हाइड्रोजन एक अच्छा कम करने वाला एजेंट है, यह कई धातुओं को उनके ऑक्साइड से कम करता है: CuO + H 2 = Cu + H 2 O।
3. 
   परमाणु हाइड्रोजन एक प्रबल अपचायक है। यह कम दबाव की स्थिति में विद्युत निर्वहन में आणविक से बनता है। उच्च पुनर्स्थापना गतिविधि रखता है रिलीज के समय हाइड्रोजनअम्ल के साथ धातु के अपचयन के दौरान बनता है।
4. 
   सक्रिय धातुओं के साथ बातचीत ... उच्च तापमान पर यह क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के साथ जुड़ता है और सफेद क्रिस्टलीय पदार्थ बनाता है - धातु हाइड्राइड, एक ऑक्सीकरण एजेंट के गुणों को प्रदर्शित करता है: 2Na + H 2 = 2NaH;

सीए + एच 2 = सीएएच 2।

हाइड्रोजन उत्पादन

प्रयोगशाला में:

1. 
   सल्फ्यूरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के तनु विलयनों के साथ धातु की परस्पर क्रिया,

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2।

1. 
   क्षार के जलीय घोल के साथ एल्यूमीनियम या सिलिकॉन की परस्पर क्रिया:

2Al + 2NaOH + 10H 2 O = 2Na + 3H 2;

Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2।

उद्योग में:

1. 
   इलेक्ट्रोलीज़ जलीय समाधानसोडियम और पोटेशियम क्लोराइड या हाइड्रोक्साइड की उपस्थिति में पानी का इलेक्ट्रोलिसिस:

2NaCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH;

2एच 2 ओ = 2 एच 2 + ओ 2।

1. 
   रूपांतरण विधि। सबसे पहले, 1000 डिग्री सेल्सियस पर गर्म कोक के माध्यम से जल वाष्प पारित करके जल गैस प्राप्त की जाती है:

सी + एच 2 ओ = सीओ + एच 2।

फिर कार्बन मोनोऑक्साइड (II) को कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) में ऑक्सीकृत किया जाता है, जल गैस के मिश्रण को Fe 2 O 3 उत्प्रेरक के ऊपर से 400-450 ° C तक गर्म करके जल वाष्प की अधिकता के साथ पारित किया जाता है:

सीओ + एच 2 ओ = सीओ 2 + एच 2।

परिणामी कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) पानी द्वारा अवशोषित कर ली जाती है, इस प्रकार औद्योगिक हाइड्रोजन का 50% प्राप्त होता है।

1. 
   मीथेन रूपांतरण: सीएच 4 + एच 2 ओ = सीओ + 3 एच 2।

यह प्रतिक्रिया ८०० ° पर निकल उत्प्रेरक की उपस्थिति में होती है।

1. 
   1200 डिग्री सेल्सियस पर मीथेन का थर्मल अपघटन: सीएच 4 = सी + 2 एच 2।
2. 
   कोक ओवन गैस का डीप कूलिंग (-196 ° С तक)। इस तापमान पर हाइड्रोजन को छोड़कर सभी गैसीय पदार्थ संघनित हो जाते हैं।

हाइड्रोजन का अनुप्रयोग

हाइड्रोजन का उपयोग इसके भौतिक और रासायनिक गुणों पर आधारित है:

• 
  एक हल्की गैस के रूप में, इसका उपयोग गुब्बारों (हीलियम के साथ मिश्रित) को भरने के लिए किया जाता है;
• 
  धातुओं को वेल्डिंग करते समय उच्च तापमान प्राप्त करने के लिए ऑक्सीजन-हाइड्रोजन लौ का उपयोग किया जाता है;
• 
  एक कम करने वाले एजेंट के रूप में धातुओं (मोलिब्डेनम, टंगस्टन, आदि) को उनके ऑक्साइड से प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है;
• 
  वसा के हाइड्रोजनीकरण के लिए अमोनिया और कृत्रिम तरल ईंधन के उत्पादन के लिए।