हाइड्रोजन ऑक्साइड: तैयारी और गुण

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 05:27

हमारे ग्रह पर सबसे महत्वपूर्ण और व्यापक पदार्थ, ज़ाहिर है, पानी है। इसके साथ महत्व में क्या तुलना की जा सकती है? यह ज्ञात है कि द्रव के आगमन से ही पृथ्वी पर जीवन संभव हुआ है। रासायनिक दृष्टि से जल (हाइड्रोजन ऑक्साइड) क्या है? इसमें क्या शामिल है और इसमें क्या गुण हैं? आइए इस लेख को समझने की कोशिश करते हैं।

हाइड्रोजन और उसके यौगिक

संपूर्ण आवर्त सारणी में सबसे हल्का परमाणु हाइड्रोजन है। यह एक दोहरी स्थिति भी रखता है, जो हैलोजन के उपसमूह और क्षार धातुओं के पहले समूह दोनों में स्थित है। ऐसी विशेषताएं क्या बताती हैं? इसके परमाणु के खोल की इलेक्ट्रॉनिक संरचना। इसमें केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है, जो दोनों को छोड़ने और दूसरे को अपने साथ जोड़ने के लिए स्वतंत्र है, एक जोड़ी बनाकर बाहरी स्तर को पूरा करता है।

इसलिए इस तत्व की मुख्य और एकमात्र ऑक्सीकरण अवस्था +1 और -1 हैं। यह धातुओं के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है, हाइड्राइड बनाता है - सफेद रंग के ठोस गैर-वाष्पशील नमक जैसे यौगिक।

हालाँकि, हाइड्रोजन भी अधातुओं के साथ परस्पर क्रिया करके आसानी से पदार्थों के वाष्पशील अणु बनाता है। उदाहरण के लिए:

• हाइड्रोजन सल्फाइड एच₂एस;
• मीथेनसीएच₄;
• सिलाने SiH₄ और अन्य।

सामान्य तौर पर, हाइड्रोजन बहुत सारे यौगिक बनाता है। हालांकि, सबसे महत्वपूर्ण पदार्थ जिसमें यह शामिल है, हाइड्रोजन ऑक्साइड है, जिसका सूत्र H₂O है। यह सबसे प्रसिद्ध यौगिक है जिसे प्राथमिक विद्यालय का छात्र भी जो अभी तक रसायन विज्ञान से परिचित नहीं है, सूत्र द्वारा पहचानता है। आखिरकार, पानी (और यह उच्चतम हाइड्रोजन ऑक्साइड है) न केवल एक सामान्य पदार्थ है, बल्कि हमारे ग्रह पर जीवन का स्रोत भी है।

तत्व का नाम ही उसके मुख्य सार को दर्शाता है - हाइड्रोजन, यानी "पानी को जन्म देना"। किसी भी अन्य ऑक्साइड की तरह, यह भी कई भौतिक और रासायनिक गुणों के साथ एक द्विआधारी यौगिक है। इसके अलावा, ऐसी विशेष विशेषताएं हैं जो पानी को अन्य सभी यौगिकों से अलग करती हैं।

हाइड्रोजन बनाने वाले यौगिकों का एक महत्वपूर्ण वर्ग एसिड, कार्बनिक और खनिज दोनों हैं।

हाइड्रोजन के रासायनिक गुण

रासायनिक क्रिया की दृष्टि से हाइड्रोजन काफी प्रबल अपचायक है। कई प्रतिक्रियाओं में, यह ऐसे ही गुणों को प्रदर्शित करता है। हालांकि, और भी मजबूत धातुओं के साथ बातचीत करते समय, यह ऑक्सीकरण एजेंट बन जाता है।

उद्योग में धातु आक्साइड के साथ हाइड्रोजन की बातचीत बहुत महत्वपूर्ण है। आखिरकार, यह उत्तरार्द्ध को उसके शुद्धतम रूप में प्राप्त करने के तरीकों में से एक है। हाइड्रोजन के साथ अपचयन द्वारा उनके ऑक्साइड से शुद्ध धातुओं के संश्लेषण के लिए हाइड्रोजेनथर्मी एक धातुकर्म विधि है।

ऑक्साइड के साथ हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया के निम्नलिखित सामान्य रूप हैं:मैं_xओ_y + एच₂=एच₂ओ + मैं.

बेशक, शुद्ध धातुओं को संश्लेषित करने का यही एकमात्र तरीका नहीं है। अन्य हैं। हालांकि, हाइड्रोजन के साथ ऑक्साइड की कमी एक ऊर्जावान रूप से काफी लाभदायक और सरल उत्पादन प्रक्रिया है जिसका व्यापक अनुप्रयोग पाया गया है।

यह भी दिलचस्प है कि जब हवा के साथ मिलाया जाता है, तो हाइड्रोजन गैस अत्यधिक विस्फोटक मिश्रण बना सकती है। इसका नाम विस्फोटक गैस है। ऐसा करने के लिए प्रति ऑक्सीजन दो आयतन हाइड्रोजन की दर से मिश्रण करना चाहिए।

जल हाइड्रोजन ऑक्साइड है

तथ्य यह है कि यह ऑक्साइड बहुत महत्वपूर्ण है, हम पहले ही कई बार उल्लेख कर चुके हैं। अब आइए इसे रसायन शास्त्र के संदर्भ में चिह्नित करें। क्या यह यौगिक वास्तव में अकार्बनिक पदार्थों के इस वर्ग से संबंधित है?

ऐसा करने के लिए, वह सूत्र को थोड़ा अलग तरीके से लिखने की कोशिश करेंगे: H₂O=HON। सार वही है, परमाणुओं की संख्या वही है, हालांकि, अब यह स्पष्ट है कि हमारे सामने हाइड्रोक्साइड है। इसमें क्या गुण होने चाहिए? यौगिक के पृथक्करण पर विचार करें:

गैर=एच⁺ + ओह^-।

परिणामस्वरूप, गुण अम्लीय होते हैं, क्योंकि विलयन में हाइड्रोजन धनायन मौजूद होते हैं। इसके अलावा, वे क्षारीय नहीं हो सकते, क्योंकि क्षार केवल धातु बनाते हैं।

इसलिए, एक और नाम जिसमें हाइड्रोजन ऑक्साइड होता है, वह सबसे सरल संरचना का ऑक्सीजन युक्त एसिड होता है। चूंकि इस तरह के जटिल इंटरलेसिंग किसी दिए गए अणु की विशेषता है, इसलिए, इसके गुण विशेष होंगे। और गुण से खदेड़ दिए जाते हैंअणु की संरचना, इसलिए हम इसका विश्लेषण करेंगे।

पानी के अणु की संरचना

पहली बार, नील्स बोहर ने इस मॉडल के बारे में सोचा, और वह इस मामले में प्रधानता और लेखकत्व के मालिक हैं। उन्होंने निम्नलिखित लक्षण स्थापित किए।

1. पानी का अणु एक द्विध्रुव है, क्योंकि इसे बनाने वाले तत्व विद्युत ऋणात्मकता में बहुत भिन्न होते हैं।
2. इसका त्रिकोणीय आकार, आधार पर हाइड्रोजन और सबसे ऊपर ऑक्सीजन।
3. इस संरचना के कारण, यह पदार्थ हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम है, दोनों एक ही नाम के अणुओं के बीच, और अन्य यौगिकों के साथ जिनकी संरचना में एक मजबूत विद्युतीय तत्व होता है।

नीचे दिए गए फोटो में देखें कि प्रश्न में हाइड्रोजन ऑक्साइड योजनाबद्ध रूप से कैसा दिखता है।

हाइड्रोजन ऑक्साइड के भौतिक गुण

कई मुख्य विशेषताओं की पहचान की जा सकती है।

1. एकत्रीकरण की स्थिति: गैसीय - भाप, तरल, ठोस - बर्फ, बर्फ।
2. क्वथनांक - 100⁰सी (99, 974)।
3. गलनांक - 0⁰सी.
4. 0-4⁰C तापमान रेंज में गर्म करने पर पानी सिकुड़ सकता है। यह सतह पर बर्फ के बनने की व्याख्या करता है, जिसका घनत्व कम होता है और हाइड्रोजन ऑक्साइड की मोटाई के तहत जीवन का संरक्षण होता है।
5. उच्च ताप क्षमता लेकिन बहुत कम तापीय चालकता।
6. तरल अवस्था में हाइड्रोजन ऑक्साइड श्यानता प्रदर्शित करता है।
7. सतह तनाव और नकारात्मक का गठनपानी की सतह पर विद्युत क्षमता।

जैसा कि हमने ऊपर उल्लेख किया है, गुणों की विशेषताएं संरचना पर निर्भर करती हैं। तो ये रहा। हाइड्रोजन बांड बनाने की क्षमता ने इस यौगिक में समान लक्षण पैदा किए हैं।

हाइड्रोजन ऑक्साइड: रासायनिक गुण

रसायन की दृष्टि से जल की सक्रियता काफी अधिक होती है। खासकर जब हीटिंग के साथ प्रतिक्रियाओं की बात आती है। हाइड्रोजन ऑक्साइड किसके साथ प्रतिक्रिया कर सकता है?

1. धातुओं के साथ, जो वोल्टेज की एक श्रृंखला में हाइड्रोजन तक हैं। उसी समय, सबसे सक्रिय (एल्यूमीनियम तक) के साथ, विशेष परिस्थितियों की आवश्यकता नहीं होती है, और कम कम करने की क्षमता वाले केवल भाप के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। जो हाइड्रोजन के पीछे खड़े होते हैं वे इस तरह की बातचीत में प्रवेश करने में सक्षम नहीं होते हैं।
2. अधातुओं के साथ। सबके साथ नहीं, बहुमत के साथ। उदाहरण के लिए, फ्लोरीन के वातावरण में, पानी बैंगनी लौ से जलता है। क्लोरीन, कार्बन, सिलिकॉन और अन्य परमाणुओं के साथ भी प्रतिक्रिया संभव है।
3. धातु ऑक्साइड (मूल) और अम्लीय (गैर-धातु) के साथ। क्रमशः क्षार और अम्ल बनते हैं। धातुओं में, मैग्नीशियम और बेरिलियम को छोड़कर, मुख्य उपसमूहों के पहले दो समूहों के प्रतिनिधि ऐसी प्रतिक्रियाओं में सक्षम हैं। अम्लीय ऑक्साइड बनाने वाली अधातुएँ सभी जल के साथ परस्पर क्रिया करती हैं। अपवाद नदी की रेत है - SiO₂.

हाइड्रोजन ऑक्साइड के लिए प्रतिक्रिया समीकरण एक उदाहरण के रूप में है: SO₃ + H₂O=H₂ एसओ_4.

प्रकृति में फैला

हमें पहले ही पता चल गया है कि यह पदार्थ -दुनिया में सबसे व्यापक। आइए वस्तुओं में प्रतिशत को निरूपित करें।

1. मनुष्यों और स्तनधारियों के शरीर के वजन का लगभग 70%। कुछ जीव लगभग 98% हाइड्रोजन ऑक्साइड (जेलीफ़िश) हैं।
2. पृथ्वी का 71% हिस्सा पानी से ढका हुआ है।
3. सबसे बड़ा द्रव्यमान महासागरों का पानी है।
4. ग्लेशियर में लगभग 2% पाया जाता है।
5. 0, 63% भूमिगत।
6. 0.001% वायुमंडलीय (कोहरा) है।
7. पौधों का शरीर 50% पानी है, कुछ प्रजातियां तो इससे भी ज्यादा।
8. कई यौगिक क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स के रूप में होते हैं जिनमें बाध्य जल होता है।

इस सूची को लंबे समय तक जारी रखा जा सकता है, क्योंकि कुछ भी याद रखना मुश्किल है जिसमें पानी शामिल नहीं है या एक बार नहीं किया है। या इस ऑक्साइड की भागीदारी के बिना बनता है।

प्राप्त करने के तरीके

हाइड्रोजन ऑक्साइड प्राप्त करने का कोई औद्योगिक मूल्य नहीं है। आखिरकार, तैयार स्रोतों - नदियों, झीलों और पानी के अन्य निकायों का उपयोग करना बड़ी मात्रा में ऊर्जा और अभिकर्मकों को खर्च करने की तुलना में आसान है। इसलिए, प्रयोगशाला में केवल आसुत, अत्यधिक शुद्ध जल प्राप्त करना ही उपयुक्त है।

इन उद्देश्यों के लिए, कुछ उपकरणों का उपयोग किया जाता है, जैसे आसवन क्यूब्स। कई रासायनिक अंतःक्रियाओं को अंजाम देने के लिए ऐसा पानी आवश्यक है, क्योंकि अनुपचारित पानी में बड़ी मात्रा में अशुद्धियाँ, लवण, आयन होते हैं।

जैविक भूमिका

यह कहना कि हर जगह पानी का उपयोग किया जाता है, एक अल्पमत है। इस संबंध के बिना अपने जीवन की कल्पना करना अकल्पनीय है। सेसुबह और शाम तक, एक व्यक्ति लगातार घरेलू और औद्योगिक दोनों उद्देश्यों के लिए इसका इस्तेमाल करता है।

हाइड्रोजन ऑक्साइड के गुणों का अर्थ है इसका एक सार्वत्रिक विलायक के रूप में उपयोग। और न केवल प्रयोगशाला में। लेकिन जीवित प्राणियों में भी, जहां हर सेकंड हजारों जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।

साथ ही, जल स्वयं कई संश्लेषणों में भागीदार है, यह उनसे उत्पन्न होने वाले उप-उत्पाद के रूप में भी कार्य करता है। पृथ्वी पर प्रत्येक व्यक्ति 60 वर्षों में लगभग 50 टन इस अद्भुत पदार्थ से होकर गुजरता है!

हाइड्रोजन ऑक्साइड का इस्तेमाल किया:

• सभी उद्योगों में;
• दवा;
• रासायनिक संश्लेषण;
• सभी प्रकार के उद्योगों में;
• घर की जरूरतें;
• कृषि।

जीवन के एक ऐसे क्षेत्र को परिभाषित करना मुश्किल है जिसमें आप पानी के बिना कर सकते हैं। एकमात्र जीवित प्राणी जिनकी संरचना में हाइड्रोजन ऑक्साइड नहीं है और वे इसके बिना रहते हैं, वे वायरस हैं। इसलिए इंसान के लिए इन जीवों से लड़ना मुश्किल होता है।