Уравнение взаимодействия водорода с кислородом

Водород, отдающий электроны, служит здесь восстановителем, а кислород, принимающий электроны — окислителем.

Задание 33. Окислители и восстановители

Посмотрим теперь, как выглядят процессы отдачи и приема электронов по отдельности. Водород, встретившись с «грабителем»-кислородом, теряет все свое достояние — два электрона, и его степень окисления становится равной +I:

Получилось уравнение полуреакции окисления водорода.

А бандит-кислород О₂, отняв последние электроны у несчастного водорода, очень доволен своей новой степенью окисления -II:

Это уравнение полуреакции восстановления кислорода.

Остается добавить, что и «бандит», и его «жертва» потеряли свою химическую индивидуальность и из простых веществ — газов с двухатомными молекулами Н₂ и О₂ превратились в составные части нового химического вещества — воды Н₂О.

Дальше будем рассуждать следующим образом: сколько электронов отдал восстановитель бандиту-окислителю, столько тот и получил. Число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, принятых окислителем.

Значит, надо уравнять число электронов в первой и второй полуреакциях. В химии принята такая условная форма записи уравнений полуреакций:

Здесь числа 2 и 1 слева от фигурной скобки — это множители, которые помогут обеспечить равенство числа отданных и принятых электронов. Учтем, что в уравнениях полуреакций отдано 2 электрона, а принято 4. Чтобы уравнять число принятых и отданных электронов, находят наименьшее общее кратное и дополнительные множители. В нашем случае наименьшее общее кратное равно 4. Дополнительные множители будут для водорода равны 2 (4 : 2 = 2), а для кислорода — 1 (4 : 4 = 1)
Полученные множители и будут служить коэффициентами будущего уравнения реакции:

Водород окисляется не только при встрече с кислородом. Примерно так же на водород действуют и фтор F₂, галоген и известный «разбойник», и казалось бы, безобидный азот N₂:

При этом получается фтороводород HF или аммиак NH₃.

В обоих соединениях степень окисления водорода становится равной +I, потому что партнеры по молекуле ему достаются «жадные» до чужого электронного добра, с высокой электроотрицательностью — фтор F и азот N. У азота значение электроотрицательности считают равным трем условным единицам, а у фтора вообще самая высокая электроотрицательность среди всех химических элементов — четыре единицы. Так что немудрено им оставить бедняжку-атом водорода без всякого электронного окружения.

Но водород может и восстанавливаться — принимать электроны. Это происходит, если в реакции с ним будут участвовать щелочные металлы или кальций, у которых электроотрицательность меньше, чем у водорода.

При встрече молекул водорода с такими металлами он сам становится «бандитом» и «охотником за электронами» и отнимает у металлов их электронное «достояние»:

В обоих случаях получаются гидриды металлов — гидрид натрия NaH и гидрид кальция СаН₂, в которых водород имеет степень окисления −I. Таким образом, мы выяснили, что водород в окислительно-восстановительных реакциях может быть и охотником за электронами, и жертвой.

Задание 34. Уравнения окислительно-восстановительных реакций

Уравнение взаимодействия водорода с кислородом

Документальные учебные фильмы. Серия «Химия».

Водород при смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь — так называемый гремучий газ. Наибольшую взрывоопасность этот газ имеет при объёмном отношении водорода и кислорода 2:1, или водорода и воздуха приближённо 2:5, так как в воздухе кислорода содержится примерно 21 %. Также водород пожароопасен. Жидкий водород при попадании на кожу может вызвать сильное обморожение.

Считается, что взрывоопасные концентрации водорода с кислородом возникают от 4 % до 96 % объёмных. При смеси с воздухом от 4 % до 75 (74) % по объёму. Такие цифры фигурируют сейчас в большинстве справочников, и ими вполне можно пользоваться для ориентировочных оценок. Однако следует иметь в виду, что более поздние исследования (примерно конец 80-х) выявили, что водород в больших объёмах может быть взрывоопасен и при меньшей концентрации. Чем больше объём, тем меньшая концентрация водорода опасна.

Источник этой широко растиражированной ошибки в том, что взрывоопасность исследовалась в лабораториях на малых объёмах. Поскольку реакция водорода с кислородом — это цепная химическая реакция, которая проходит по свободнорадикальному механизму, «гибель» свободных радикалов на стенках (или, скажем, поверхности пылинок) критична для продолжения цепочки. В случаях, когда возможно создание «пограничных» концентраций в больших объёмах (помещения, ангары, цеха), следует иметь в виду, что реально взрывоопасная концентрация может отличаться от 4 % как в большую, так и в меньшую стороны.

Сегодня также исследуется малоизученное свойство самовозгорания водорода при резком понижении давления

Реакция взаимодействия кислорода и водорода

Реакция взаимодействия кислорода и водорода

Уравнение реакции взаимодействия кислорода и водорода:

Реакция взаимодействия кислорода и водорода.

В результате реакции образуется вода.

Реакция протекает при условии: при температуре около 550 °C.

Термохимическое уравнение реакции взаимодействия кислорода и водорода:

2Н ₂ (г) + О ₂ (г) = 2Н ₂ О(г) + 483,64 кДж; ΔH 0 ₂₉₈ = -241,82 кДж/моль

2Н ₂ (г) + О ₂ (г) = 2Н ₂ О(ж) + 571,66 кДж; ΔH 0 ₂₉₈ = -285,83 кДж/моль

Формула для поиска по сайту: 2H2 + O2 → 2H2O.

Реакция взаимодействия алюминия и фтора

Реакция взаимодействия ортофосфата калия, алюминия и воды

Реакция взаимодействия силиката трикальция и воды

Выбрать язык

Популярные записи

Предупреждение.

Все химические реакции и вся информация на сайте предназначены для использования исключительно в учебных целях — только для решения письменных, учебных задач. Мы не несем ответственность за проведение вами химических реакций.

Химические реакции и информация на сайте
не предназначены для проведения химических и лабораторных опытов и работ.