Учебное пособие Санкт-Петербург




НазваниеУчебное пособие Санкт-Петербург
страница2/18
Дата конвертации03.02.2013
Размер0.99 Mb.
ТипУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18

1.2 Физические свойства



В свободном состоянии водород существует в виде простого вещества Н2. При обычных условиях это бесцветный газ, без вкуса и запаха, малорастворимый в воде (2,1 объёма в 100 объёмах воды при н.у.) и других растворителях. Молекулы водорода отличаются большой прочностью (табл. 1), малой поляризуемостью, незначительными размерами и малой массой. Следовательно, при одной и той же температуре их средняя скорость движения существенно выше, чем молекул других газов. Поэтому у водорода очень низкие температуры плавления и кипения (табл. 1).


Физические свойства водорода Н2:


жидк, г/мл (252,6С)……………...

0,07081

газ, г/л (0С и 101,3 кПа)…………

0,08987

Растворимость в воде, мл/л

при 20С и 101,3 кПа……………...


18

tпл,С………………………………..

−259,35

tкип,С……………………………….

−252,77

Едис, кДж/моль (25С)……………..

435,9

По тем же причинам водород является наименее вязким газом, хорошо проводит тепло. Он легко диффундирует через различные материалы. Способность молекул водорода диффундировать через многие материалы (резину, стекло, металлы) используют при очистке водорода от других газов, в тоже время это создаёт большие проблемы в технологических процессах, где применяется водород при высоких давлениях, например, в производстве аммиака.

Характерной особенностью водорода является способность растворяться в металлах, особенно в Pd, Ni, Pt. Так 1 объём палладия растворяет свыше 1000 объёмов водорода. При растворении водорода в металлах происходит распад молекул Н2 на атомы и ионизация последних. В результате образуются твердые фазы с металлической проводимостью, содержащие кроме ионов металлов ионы Н+. Электроны атомов водорода, подобно валентным электронам металла, делокализованы.

При пропускании высоковольтного разряда через газообразный водород при низком давлении молекулы диссоциируют, ионизируются и рекомбинируют с образованием плазмы, которая содержит спектроскопически наблюдаемые количества Н, Н+, Н2+, Н3+. Атомарный водород Н существует около секунды. Сравнительная устойчивость атомарного водорода обусловлена тем, что двойные столкновения атомов Н не приводят к образованию молекул Н2, для этого необходимы столкновения трех атомов, чтобы выделяющаяся при образовании Н2 энергия была передана в виде кинетической энергии третьему атому, который уходит из сферы реакции. Поэтому атомы Н претерпевают миллионы столкновений прежде, чем рекомбинируют в молекулы H2.

Молекулярные катионы Н2+ и Н3+ существуют в газовой фазе лишь мгновения и не известны в растворах. Ион Н3+ был обнаружен в межзвездном пространстве и в атмосфере Урана, Юпитера и Сатурна. Согласно спектроскопическим данным Н3+(г) имеет форму равностороннего треугольника. Этот ион представляет собой простейший пример трехцентровой двухэлектронной связи, в которой три ядра связаны только двумя электронами.

Для водорода характерен особый вид аллотропии, связанный с различной ориентацией ядерных спинов в молекуле Н2. Ядерные спины двух атомов, образующих молекулу, могут быть параллельны и антипараллельны. Молекула водорода, построенная из ядер с параллельными спинами, называется орто-водородом. Ядра с антипараллельными спинами образуют пара-водород с нулевым суммарным спином. Равновесие:

о-Н2 п-Н2

сильно зависит от температуры. При низких температурах преобладает пара-водород (при −273С − чистый п-Н2), а при высоких орто-водород. При комнатной температуре водород представляет собой равновесную смесь орто- ( 75%) и пара-формы ( 25%). Разделить их можно путем адсорбции на активном угле при температуре жидкого азота. Активный уголь катализирует превращение орто-водорода в пара-водород.

Для D2 вследствие разных спинов ядер соотношение орто- и пара-форм противоположно тому, которое существует для Н2. Орто-форма более устойчива, и ее можно получить в чистом виде при низких температурах.

Для всех гомоядерных двухатомных молекул, ядра которых имеют спин, свойственно наличие орто- и пара-форм, но водород − единственный из элементов, для которых направленность ядерных спинов проявляется в свойствах простого вещества (температура плавления, теплоемкость). Например, практически чистый пара-водород плавится на 0,15С ниже, чем обычный водород, в котором преобладает орто-форма.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18

Похожие:

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург
Учебное пособие предназначено для студентов II курса химических специальностей

Учебное пособие Санкт-Петербург iconНовые поступления в библиотеку балтийского русского института
Федералогия: учебное пособие / Р. Г. Абдулатипов. Санкт-Петербург: Питер, 2004. 320 с.: ил. (Учебное пособие)

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие санкт-петербург
Вязкость жидких сред: Учебное пособие / И. В. Степанова, А. В. Тарасов. – Спб.: Петербургский государственный университет путей сообщения,...

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Издательство спбгпу санкт-Петербург
Учебное пособие соответствует дисциплинам опд ф10 «Сети ЭВМ и телекоммуникации» государственного общеобразовательного стандарта направления...

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76
Керножицкий В. А., Бызов Л. Н. Надежность. Лабораторный практикум: Учебное пособие. Балт гос тех ун-т, спб., 2002. – с

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А
Дан структурный анализ одного из важнейших направлений в исследовании турбулентных те

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2008 Авторы : Кокин В. Г., кандидат военных наук, доцент; Абликов В. И. Под общей редакцией
Учебное пособие предназначено для должностных лиц и специалистов го и рсчс организаций, преподавателей умц гочс и пб

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2007 Научный редактор: Шипицына Л. М. д б. н., проф., заслуж деят науки рф
Профилактика вич-инфекции у несовершеннолетних в образовательной среде: Учебное пособие / Под ред. Л. М. Шипицыной. – Спб, 2007

Учебное пособие Санкт-Петербург iconТехника и технические науки в целом 22. 30. 10я73 Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника : учеб пособие для вузов / К. К. Ким [и др.]; под ред. К. К. Кима. Санкт-Петербург и др. Питер, 2006. 367 с. (Учебное пособие)
Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника : учеб пособие для вузов / К. К. Ким [и др.]; под ред. К....

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие для студентов гуманитарных факультетов Санкт-Петербург


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница