હાઇડ્રોજનના રાસાયણિક ગુણધર્મો. પ્રકૃતિમાં હાઇડ્રોજનનું મહત્વ

ઐતિહાસિક પૃષ્ઠભૂમિ

હાઇડ્રોજન એ PSHE D.I નું પ્રથમ તત્વ છે. મેન્ડેલીવ.

હાઇડ્રોજન માટેનું રશિયન નામ સૂચવે છે કે તે "પાણીને જન્મ આપે છે"; લેટિન" હાઇડ્રોજનિયમ" અર્થ એ જ વસ્તુ.

એસિડ સાથે અમુક ધાતુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન જ્વલનશીલ ગેસનું પ્રકાશન પ્રથમ વખત 16મી સદીના પહેલા ભાગમાં રોબર્ટ બોયલ અને તેના સમકાલીન લોકો દ્વારા જોવા મળ્યું હતું.

પરંતુ હાઇડ્રોજનની શોધ ફક્ત 1766 માં અંગ્રેજી રસાયણશાસ્ત્રી હેનરી કેવેન્ડિશ દ્વારા કરવામાં આવી હતી, જેમણે સ્થાપિત કર્યું હતું કે જ્યારે ધાતુઓ પાતળા એસિડ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે ચોક્કસ "જ્વલનશીલ હવા" બહાર આવે છે. હવામાં હાઇડ્રોજનના દહનનું અવલોકન કરીને, કેવેન્ડિશને જાણવા મળ્યું કે તેના પરિણામે પાણી દેખાય છે. આ 1782 માં હતું.

1783 માં, ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી એન્ટોઇન-લોરેન્ટ લેવોઇસિયરે ગરમ આયર્ન સાથે પાણીનું વિઘટન કરીને હાઇડ્રોજનને અલગ કર્યું. 1789 માં, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના પ્રભાવ હેઠળ પાણીના વિઘટન દ્વારા હાઇડ્રોજન છોડવામાં આવ્યું હતું.

પ્રકૃતિમાં વ્યાપ

પૃથ્વીના વાતાવરણમાં એક સરળ પદાર્થના રૂપમાં કેટલાક હાઇડ્રોજન પણ છે - H 2 ની રચના સાથેનો ગેસ. હાઇડ્રોજન હવા કરતાં ઘણું હળવું છે, અને તેથી તે વાતાવરણના ઉપરના સ્તરોમાં જોવા મળે છે.

પરંતુ પૃથ્વી પર વધુ બંધાયેલ હાઇડ્રોજન છે: છેવટે, તે પાણીનો ભાગ છે, જે આપણા ગ્રહ પરનો સૌથી સામાન્ય જટિલ પદાર્થ છે. તેલ, કુદરતી ગેસ, ઘણા ખનિજો અને ખડકો પરમાણુઓમાં બંધાયેલ હાઇડ્રોજન ધરાવે છે. હાઇડ્રોજન એ તમામ કાર્બનિક પદાર્થોનો એક ભાગ છે.

હાઇડ્રોજન તત્વની લાક્ષણિકતાઓ.

આ કારણોસર હાઇડ્રોજન દ્વિ પ્રકૃતિ ધરાવે છે, કેટલાક કિસ્સાઓમાં હાઇડ્રોજન આલ્કલી ધાતુઓના પેટાજૂથમાં મૂકવામાં આવે છે, અને અન્યમાં - હેલોજનના પેટાજૂથમાં.

• 
  ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન 1 સે 1 . હાઇડ્રોજન અણુમાં એક પ્રોટોન અને એક ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
• 
  હાઇડ્રોજન પરમાણુ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને H+ કેશન બનવામાં સક્ષમ છે અને આમાં તે આલ્કલી ધાતુઓ જેવું જ છે.
• 
  હાઇડ્રોજન પરમાણુ ઇલેક્ટ્રોન પણ ઉમેરી શકે છે, આ રીતે H - anion બનાવે છે, હાઇડ્રોજન હેલોજન જેવું જ છે.
• 
  સંયોજનોમાં હંમેશા મોનોવેલેન્ટ
• 
  CO: +1 અને -1.

હાઇડ્રોજનના ભૌતિક ગુણધર્મો

હાઇડ્રોજનના 3 જાણીતા આઇસોટોપ્સ છે: - પ્રોટિયમ, - ડ્યુટેરિયમ, - ટ્રીટિયમ. કુદરતી હાઇડ્રોજનનો મુખ્ય ભાગ પ્રોટિયમ છે. ડ્યુટેરિયમ ભારે પાણીનો ભાગ છે, જે સમુદ્રની સપાટીના પાણીને સમૃદ્ધ બનાવે છે. ટ્રીટિયમ એ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ છે.

હાઇડ્રોજનના રાસાયણિક ગુણધર્મો

હાઇડ્રોજન એ બિન-ધાતુ છે અને તેની પરમાણુ માળખું છે. હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં સહસંયોજક નોનપોલર બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા બે અણુઓ હોય છે. હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં બંધનકર્તા ઊર્જા 436 kJ/mol છે, જે મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજનની ઓછી રાસાયણિક પ્રવૃત્તિને સમજાવે છે.

1. 
   હેલોજન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. સામાન્ય તાપમાને, હાઇડ્રોજન માત્ર ફ્લોરિન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે:

ક્લોરિન સાથે - માત્ર પ્રકાશમાં, બ્રોમિન સાથે પ્રતિક્રિયા ઓછી જોરશોરથી આગળ વધે છે, તે ઊંચા તાપમાને પણ પૂર્ણ થતી નથી;

1. 
   ઓક્સિજન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા - જ્યારે ગરમ થાય છે, જ્યારે સળગાવવામાં આવે છે, ત્યારે પ્રતિક્રિયા વિસ્ફોટ સાથે આગળ વધે છે: 2H 2 + O 2 = 2H 2 O.

1 ભાગ ઓક્સિજન અને 2 ભાગ હાઇડ્રોજનનું મિશ્રણ એ "વિસ્ફોટક મિશ્રણ" છે અને તે સૌથી વધુ વિસ્ફોટક છે.

1. 
   સલ્ફર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા - જ્યારે ગરમ થાય છે H 2 + S = H 2 S.
2. 
   નાઇટ્રોજન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. ગરમી, ઉચ્ચ દબાણ અને ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં:

1. 
   નાઈટ્રિક ઓક્સાઇડ (II) સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. નાઈટ્રિક એસિડના ઉત્પાદન માટે શુદ્ધિકરણ પ્રણાલીમાં વપરાય છે: 2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2 O.
2. 
   મેટલ ઓક્સાઇડ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. હાઇડ્રોજન એક સારો ઘટાડનાર એજન્ટ છે; તે તેમના ઓક્સાઇડમાંથી ઘણી ધાતુઓને ઘટાડે છે: CuO + H 2 = Cu + H 2 O.
3. 
   અણુ હાઇડ્રોજન મજબૂત ઘટાડનાર એજન્ટ છે. તે ઓછા દબાણની સ્થિતિમાં વિદ્યુત સ્રાવમાં પરમાણુમાંથી બને છે. ઉચ્ચ ઘટાડવાની પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે પ્રકાશનની ક્ષણે હાઇડ્રોજન, જ્યારે ધાતુ એસિડ સાથે ઘટે છે ત્યારે બને છે.
4. 
   સક્રિય ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા . ઊંચા તાપમાને, તે આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ સાથે જોડાય છે અને સફેદ સ્ફટિકીય પદાર્થો બનાવે છે - મેટલ હાઇડ્રાઇડ્સ, ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટના ગુણધર્મો દર્શાવે છે: 2Na + H 2 = 2NaH;

હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન

પ્રયોગશાળામાં:

1. 
   સલ્ફ્યુરિક અને હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડના પાતળા ઉકેલો સાથે ધાતુની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા,

1. 
   આલ્કલીના જલીય દ્રાવણ સાથે એલ્યુમિનિયમ અથવા સિલિકોનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા:

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

ઉદ્યોગમાં:

1. 
   સોડિયમ અને પોટેશિયમ ક્લોરાઇડના જલીય દ્રાવણનું વિદ્યુત વિચ્છેદન અથવા હાઇડ્રોક્સાઇડની હાજરીમાં પાણીનું વિદ્યુત વિચ્છેદન:

2H 2 O = 2H 2 + O 2.

1. 
   રૂપાંતર પદ્ધતિ. પ્રથમ, 1000 °C પર ગરમ કોકમાંથી પાણીની વરાળ પસાર કરીને પાણીનો ગેસ મેળવવામાં આવે છે:

પછી કાર્બન મોનોક્સાઇડ (II) 400-450 ° સે સુધી ગરમ થતા Fe 2 O 3 ઉત્પ્રેરક પર વધારાની પાણીની વરાળ સાથે પાણીના વાયુના મિશ્રણને પસાર કરીને કાર્બન મોનોક્સાઇડ (IV) માં ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં આવે છે:

CO +H 2 O = CO 2 + H 2.

પરિણામી કાર્બન મોનોક્સાઇડ (IV) પાણી દ્વારા શોષાય છે, અને 50% ઔદ્યોગિક હાઇડ્રોજન આ રીતે ઉત્પન્ન થાય છે.

1. 
   મિથેન રૂપાંતર: CH 4 + H 2 O = CO + 3H 2.

1. 
   1200 °C પર મિથેનનું થર્મલ વિઘટન: CH 4 = C + 2H 2.
2. 
   કોક ઓવન ગેસનું ઊંડું ઠંડક (-196 °C સુધી) આ તાપમાને, હાઇડ્રોજન કન્ડેન્સ સિવાયના તમામ વાયુયુક્ત પદાર્થો.

હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ તેના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો પર આધારિત છે:

• 
  હળવા ગેસ તરીકે, તેનો ઉપયોગ ફુગ્ગાઓ (હિલીયમ સાથે મિશ્રિત) ભરવા માટે થાય છે;
• 
  ઓક્સિજન-હાઇડ્રોજન જ્યોતનો ઉપયોગ ધાતુઓને વેલ્ડિંગ કરતી વખતે ઉચ્ચ તાપમાન મેળવવા માટે થાય છે;
• 
  ઘટાડનાર એજન્ટ તરીકે તેનો ઉપયોગ તેમના ઓક્સાઇડમાંથી ધાતુઓ (મોલિબડેનમ, ટંગસ્ટન વગેરે) મેળવવા માટે થાય છે;
• 
  એમોનિયા અને કૃત્રિમ પ્રવાહી બળતણના ઉત્પાદન માટે, ચરબીના હાઇડ્રોજનેશન માટે.

સાદા પદાર્થોના ઉત્પાદન માટેની ઔદ્યોગિક પદ્ધતિઓ પ્રકૃતિમાં જે સ્વરૂપમાં અનુરૂપ તત્વ જોવા મળે છે તેના પર આધાર રાખે છે, એટલે કે તેના ઉત્પાદન માટેનો કાચો માલ શું હોઈ શકે. આમ, ઓક્સિજન, જે મુક્ત સ્થિતિમાં ઉપલબ્ધ છે, તે ભૌતિક રીતે - પ્રવાહી હવાથી અલગ કરીને મેળવવામાં આવે છે. લગભગ તમામ હાઇડ્રોજન સંયોજનોના સ્વરૂપમાં છે, તેથી તેને મેળવવા માટે રાસાયણિક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ખાસ કરીને, વિઘટન પ્રતિક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવાની એક રીત વિદ્યુત પ્રવાહ દ્વારા પાણીનું વિઘટન છે.

હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવાની મુખ્ય ઔદ્યોગિક પદ્ધતિ એ મિથેનની પ્રતિક્રિયા છે, જે કુદરતી ગેસનો ભાગ છે, પાણી સાથે. તે ઊંચા તાપમાને હાથ ધરવામાં આવે છે (તે ચકાસવું સરળ છે કે જ્યારે ઉકળતા પાણીમાંથી પણ મિથેન પસાર થાય છે, ત્યારે કોઈ પ્રતિક્રિયા થતી નથી):

CH 4 + 2H 2 0 = CO 2 + 4H 2 - 165 kJ

પ્રયોગશાળામાં, સરળ પદાર્થો મેળવવા માટે, તેઓ કુદરતી કાચી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરતા નથી, પરંતુ તે પ્રારંભિક સામગ્રી પસંદ કરે છે જેમાંથી જરૂરી પદાર્થને અલગ કરવાનું સરળ છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રયોગશાળામાં, હવામાંથી ઓક્સિજન પ્રાપ્ત થતો નથી. આ જ હાઇડ્રોજનના ઉત્પાદનને લાગુ પડે છે. હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવા માટેની પ્રયોગશાળા પદ્ધતિઓમાંની એક, જેનો ઉપયોગ ક્યારેક ઉદ્યોગમાં થાય છે, તે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ દ્વારા પાણીનું વિઘટન છે.

લાક્ષણિક રીતે, હાઇડ્રોજન હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ સાથે જસતની પ્રતિક્રિયા કરીને પ્રયોગશાળામાં ઉત્પન્ન થાય છે.

ઉદ્યોગમાં

1.જલીય મીઠાના દ્રાવણનું વિદ્યુત વિચ્છેદન:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + 2NaOH + Cl 2

2.ગરમ કોક પર પાણીની વરાળ પસાર કરવી 1000 °C આસપાસ તાપમાન પર:

H 2 O + C ⇄ H 2 + CO

3.કુદરતી ગેસમાંથી.

વરાળ રૂપાંતર: CH 4 + H 2 O ⇄ CO + 3H 2 (1000 °C) ઓક્સિજન સાથે ઉત્પ્રેરક ઓક્સિડેશન: 2CH 4 + O 2 ⇄ 2CO + 4H 2

4. તેલ શુદ્ધિકરણ દરમિયાન હાઇડ્રોકાર્બન ક્રેકીંગ અને સુધારણા.

પ્રયોગશાળામાં

1.ધાતુઓ પર પાતળું એસિડની અસર.આ પ્રતિક્રિયા હાથ ધરવા માટે, ઝીંક અને હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડનો મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે:

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2.પાણી સાથે કેલ્શિયમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા:

Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

3.હાઇડ્રાઇડ્સનું હાઇડ્રોલિસિસ:

NaH + H 2 O → NaOH + H 2

4.ઝીંક અથવા એલ્યુમિનિયમ પર આલ્કલીસની અસર:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2

5.વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણનો ઉપયોગ.આલ્કલીસ અથવા એસિડના જલીય દ્રાવણના વિદ્યુત વિચ્છેદન દરમિયાન, કેથોડ પર હાઇડ્રોજન છોડવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે:

2H 3 O + + 2e - → H 2 + 2H 2 O

• હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન માટે બાયોરિએક્ટર

ભૌતિક ગુણધર્મો

હાઇડ્રોજન ગેસ બે સ્વરૂપો (સુધારાઓ) માં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે - ઓર્થો - અને પેરા-હાઈડ્રોજનના સ્વરૂપમાં.

ઓર્થોહાઈડ્રોજનના પરમાણુમાં (mp. −259.10 °C, bp −252.56 °C) પરમાણુ સ્પિન સમાન રીતે નિર્દેશિત થાય છે (સમાંતર), અને પેરાહાઈડ્રોજનમાં (mp. −259.32 °C, bp. . બોઇલ. -252.89 °C) - એકબીજાની વિરુદ્ધ (સમાંતર વિરોધી).

હાઇડ્રોજનના એલોટ્રોપિક સ્વરૂપોને પ્રવાહી નાઇટ્રોજન તાપમાન પર સક્રિય કાર્બન પર શોષણ દ્વારા અલગ કરી શકાય છે. ખૂબ જ નીચા તાપમાને, ઓર્થોહાઈડ્રોજન અને પેરાહાઈડ્રોજન વચ્ચેનું સંતુલન લગભગ સંપૂર્ણપણે બાદમાં ફેરવાઈ જાય છે. 80 K પર ફોર્મનો ગુણોત્તર આશરે 1:1 છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે ડીસોર્બેડ પેરાહાઈડ્રોજન ઓર્થોહાઈડ્રોજનમાં રૂપાંતરિત થાય છે જ્યાં સુધી એક મિશ્રણ રચાય નહીં જે ઓરડાના તાપમાને સમતુલા હોય (ઓર્થો-પેરા: 75:25). ઉત્પ્રેરક વિના, પરિવર્તન ધીમે ધીમે થાય છે, જે વ્યક્તિગત એલોટ્રોપિક સ્વરૂપોના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવાનું શક્ય બનાવે છે. હાઇડ્રોજન પરમાણુ ડાયટોમિક છે - H₂. સામાન્ય સ્થિતિમાં, તે રંગહીન, ગંધહીન અને સ્વાદહીન ગેસ છે. હાઇડ્રોજન એ સૌથી હળવો ગેસ છે, તેની ઘનતા હવાની ઘનતા કરતા અનેક ગણી ઓછી છે. દેખીતી રીતે, પરમાણુઓનું દળ જેટલું નાનું હોય છે, તે જ તાપમાને તેમની ઝડપ વધારે હોય છે. સૌથી હળવા પરમાણુઓ તરીકે, હાઇડ્રોજનના પરમાણુઓ અન્ય કોઈપણ ગેસના પરમાણુઓ કરતાં વધુ ઝડપથી આગળ વધે છે અને આ રીતે એક શરીરમાંથી બીજા શરીરમાં ઝડપથી ગરમી ટ્રાન્સફર કરી શકે છે. તે અનુસરે છે કે વાયુ પદાર્થોમાં હાઇડ્રોજન સૌથી વધુ થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે. તેની થર્મલ વાહકતા હવાની થર્મલ વાહકતા કરતાં લગભગ સાત ગણી વધારે છે.

રાસાયણિક ગુણધર્મો

હાઇડ્રોજનના પરમાણુઓ H₂ એકદમ મજબૂત હોય છે, અને હાઇડ્રોજનની પ્રતિક્રિયા કરવા માટે, ઘણી ઊર્જા ખર્ચ કરવી જરૂરી છે: H 2 = 2H - 432 kJ તેથી, સામાન્ય તાપમાને, હાઇડ્રોજન માત્ર ખૂબ જ સક્રિય ધાતુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ઉદાહરણ તરીકે કેલ્શિયમ, કેલ્શિયમ બનાવે છે. હાઇડ્રાઇડ: Ca + H 2 = CaH 2 અને એકમાત્ર બિન-ધાતુ સાથે - ફ્લોરિન, હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ બનાવે છે: F 2 + H 2 = 2HF મોટાભાગની ધાતુઓ અને બિન-ધાતુઓ સાથે, હાઇડ્રોજન એલિવેટેડ તાપમાને અથવા અન્ય પ્રભાવ હેઠળ પ્રતિક્રિયા આપે છે, ઉદાહરણ તરીકે , લાઇટિંગ હેઠળ. તે કેટલાક ઓક્સાઇડમાંથી ઓક્સિજનને "છીનવી" શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે: CuO + H 2 = Cu + H 2 0 લેખિત સમીકરણ ઘટાડો પ્રતિક્રિયાને પ્રતિબિંબિત કરે છે. ઘટાડાની પ્રતિક્રિયા એ પ્રક્રિયા છે જેમાં સંયોજનમાંથી ઓક્સિજન દૂર કરવામાં આવે છે; પદાર્થો કે જે ઓક્સિજન છીનવી લે છે તેને ઘટાડતા એજન્ટો કહેવામાં આવે છે (તેઓ પોતે ઓક્સિડાઇઝ થાય છે). આગળ, "ઓક્સિડેશન" અને "ઘટાડો" વિભાવનાઓની બીજી વ્યાખ્યા આપવામાં આવશે. અને આ વ્યાખ્યા, ઐતિહાસિક રીતે પ્રથમ, આજે પણ તેનું મહત્વ જાળવી રાખે છે, ખાસ કરીને કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રમાં. ઘટાડો પ્રતિક્રિયા ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાની વિરુદ્ધ છે. આ બંને પ્રતિક્રિયાઓ હંમેશા એક પ્રક્રિયા તરીકે વારાફરતી થાય છે: જ્યારે એક પદાર્થ ઓક્સિડાઇઝ્ડ (ઘટાડો) થાય છે, ત્યારે અન્ય પદાર્થનો ઘટાડો (ઓક્સિડેશન) આવશ્યકપણે એક સાથે થાય છે.

N 2 + 3H 2 → 2 NH 3

હેલોજન સાથે રચાય છે હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સ:

F 2 + H 2 → 2 HF, પ્રતિક્રિયા વિસ્ફોટક રીતે અંધારામાં અને કોઈપણ તાપમાને થાય છે, Cl 2 + H 2 → 2 HCl, પ્રતિક્રિયા વિસ્ફોટક રીતે થાય છે, માત્ર પ્રકાશમાં.

તે ઉચ્ચ ગરમી હેઠળ સૂટ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે:

C + 2H 2 → CH 4

આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

હાઇડ્રોજન સક્રિય ધાતુઓ સાથે રચાય છે હાઇડ્રાઇડ્સ:

Na + H 2 → 2 NaH Ca + H 2 → CaH 2 Mg + H 2 → MgH 2

હાઇડ્રાઇડ્સ- મીઠા જેવા, નક્કર પદાર્થો, સરળતાથી હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ:

CaH 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + 2H 2

મેટલ ઓક્સાઇડ (સામાન્ય રીતે ડી-તત્વો) સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

ઓક્સાઇડને ધાતુઓમાં ઘટાડવામાં આવે છે:

CuO + H 2 → Cu + H 2 O Fe 2 O 3 + 3H 2 → 2 Fe + 3H 2 O WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O

કાર્બનિક સંયોજનોનું હાઇડ્રોજનેશન

જ્યારે હાઇડ્રોજન અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન પર નિકલ ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં અને ઊંચા તાપમાને કાર્ય કરે છે, ત્યારે પ્રતિક્રિયા થાય છે હાઇડ્રોજનેશન:

CH 2 =CH 2 + H 2 → CH 3 -CH 3

હાઇડ્રોજન એલ્ડીહાઇડ્સને આલ્કોહોલમાં ઘટાડે છે:

CH 3 CHO + H 2 → C 2 H 5 OH.

હાઇડ્રોજનની જીઓકેમિસ્ટ્રી

હાઇડ્રોજન બ્રહ્માંડની મુખ્ય નિર્માણ સામગ્રી છે. તે સૌથી સામાન્ય તત્વ છે, અને તમામ તત્વો થર્મોન્યુક્લિયર અને ન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે તેમાંથી રચાય છે.

મુક્ત હાઇડ્રોજન H2 પાર્થિવ વાયુઓમાં પ્રમાણમાં દુર્લભ છે, પરંતુ પાણીના સ્વરૂપમાં તે ભૂ-રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં અત્યંત મહત્વપૂર્ણ ભાગ લે છે.

હાઇડ્રોજન ખનિજોમાં એમોનિયમ આયન, હાઇડ્રોક્સિલ આયન અને સ્ફટિકીય પાણીના રૂપમાં હાજર હોઈ શકે છે.

વાતાવરણમાં, સૌર કિરણોત્સર્ગ દ્વારા પાણીના વિઘટનના પરિણામે હાઇડ્રોજન સતત ઉત્પન્ન થાય છે. તે ઉપલા વાતાવરણમાં સ્થળાંતર કરે છે અને અવકાશમાં ભાગી જાય છે.

અરજી

• હાઇડ્રોજન ઊર્જા

અણુ હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ અણુ હાઇડ્રોજન વેલ્ડીંગ માટે થાય છે.

ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં, હાઇડ્રોજન ફૂડ એડિટિવ તરીકે નોંધાયેલ છે E949, પેકેજિંગ ગેસની જેમ.

સારવારની સુવિધાઓ

હાઇડ્રોજન, જ્યારે હવા સાથે ભળી જાય છે, ત્યારે તે વિસ્ફોટક મિશ્રણ બનાવે છે - કહેવાતા વિસ્ફોટક ગેસ. જ્યારે હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનનું પ્રમાણ 2:1 હોય અથવા હાઇડ્રોજન અને હવા આશરે 2:5 હોય ત્યારે આ ગેસ સૌથી વધુ વિસ્ફોટક હોય છે, કારણ કે હવામાં લગભગ 21% ઓક્સિજન હોય છે. હાઇડ્રોજન પણ આગનું જોખમ છે. લિક્વિડ હાઇડ્રોજન જો ત્વચાના સંપર્કમાં આવે તો તે ગંભીર હિમ લાગવાનું કારણ બની શકે છે.

હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનની વિસ્ફોટક સાંદ્રતા વોલ્યુમ દ્વારા 4% થી 96% સુધી થાય છે. જ્યારે વોલ્યુમ દ્વારા 4% થી 75(74)% સુધી હવા સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે છે.

હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ

રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં, હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ એમોનિયા, સાબુ અને પ્લાસ્ટિકના ઉત્પાદનમાં થાય છે. ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં, માર્જરિન હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ કરીને પ્રવાહી વનસ્પતિ તેલમાંથી બનાવવામાં આવે છે. હાઇડ્રોજન ખૂબ હલકો છે અને હંમેશા હવામાં વધે છે. એક સમયે, એરશીપ્સ અને ફુગ્ગાઓ હાઇડ્રોજનથી ભરેલા હતા. પરંતુ 30 ના દાયકામાં. XX સદી જ્યારે એરશીપ્સ વિસ્ફોટ થઈ અને બળી ગઈ ત્યારે ઘણી ભયંકર આફતો આવી. આજકાલ, એરશીપ્સ હિલીયમ ગેસથી ભરેલી છે. હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ રોકેટ ઇંધણ તરીકે પણ થાય છે. કોઈ દિવસ, હાઈડ્રોજનનો વ્યાપકપણે કાર અને ટ્રક માટે ઈંધણ તરીકે ઉપયોગ થઈ શકે છે. હાઇડ્રોજન એન્જિન પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરતા નથી અને માત્ર પાણીની વરાળ બહાર કાઢે છે (જોકે હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન પોતે જ કેટલાક પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ તરફ દોરી જાય છે). આપણો સૂર્ય મોટાભાગે હાઇડ્રોજનનો બનેલો છે. સૌર ઉષ્મા અને પ્રકાશ એ હાઇડ્રોજન ન્યુક્લીના ફ્યુઝનમાંથી અણુ ઊર્જાના પ્રકાશનનું પરિણામ છે.

હાઇડ્રોજનનો ઇંધણ તરીકે ઉપયોગ કરવો (ખર્ચ-અસરકારક)

બળતણ તરીકે વપરાતા પદાર્થોની સૌથી મહત્વની લાક્ષણિકતા એ તેમની દહનની ગરમી છે. સામાન્ય રસાયણશાસ્ત્રના અભ્યાસક્રમથી તે જાણીતું છે કે હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા ગરમીના પ્રકાશન સાથે થાય છે. જો આપણે પ્રમાણભૂત પરિસ્થિતિઓમાં 1 mol H 2 (2 g) અને 0.5 mol O 2 (16 g) લઈએ અને પ્રતિક્રિયાને ઉત્તેજિત કરીએ, તો સમીકરણ અનુસાર

H 2 + 0.5 O 2 = H 2 O

પ્રતિક્રિયા પૂર્ણ થયા પછી, 285.8 kJ/mol ઊર્જાના પ્રકાશન સાથે H 2 O (18 g) નું 1 મોલ રચાય છે (સરખામણી માટે: એસિટીલિનના દહનની ગરમી 1300 kJ/mol, પ્રોપેન - 2200 kJ/mol છે) . 1 m³ હાઇડ્રોજનનું વજન 89.8 ગ્રામ (44.9 mol) છે. તેથી, 1 m³ હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવા માટે, 12832.4 kJ ઊર્જા ખર્ચવામાં આવશે. 1 kWh = 3600 kJ એ હકીકતને ધ્યાનમાં લેતા, આપણને 3.56 kWh વીજળી મળે છે. 1 kWh વીજળી માટેના ટેરિફ અને 1 m³ ગેસની કિંમતને જાણીને, અમે નિષ્કર્ષ પર આવી શકીએ છીએ કે હાઇડ્રોજન ઇંધણ પર સ્વિચ કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, 156 લિટરની હાઇડ્રોજન ટાંકી (25 MPa ના દબાણ હેઠળ 3.12 કિગ્રા હાઇડ્રોજન સમાવે છે) સાથે 3જી પેઢીનું Honda FCX પ્રાયોગિક મોડલ 355 કિમીની મુસાફરી કરે છે. તદનુસાર, 3.12 kg H2 થી, 123.8 kWh પ્રાપ્ત થાય છે. પ્રતિ 100 કિમી, ઊર્જા વપરાશ 36.97 kWh હશે. વીજળીની કિંમત, ગેસ અથવા ગેસોલિનની કિંમત અને 100 કિમી દીઠ કાર માટે તેમના વપરાશને જાણીને, કારને હાઇડ્રોજન ઇંધણ પર સ્વિચ કરવાની નકારાત્મક આર્થિક અસરની ગણતરી કરવી સરળ છે. ચાલો કહીએ (રશિયા 2008), 10 સેન્ટ પ્રતિ kWh વીજળી એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે 1 m³ હાઇડ્રોજન 35.6 સેન્ટની કિંમત તરફ દોરી જાય છે, અને 40-45 સેન્ટની પાણીના વિઘટનની કાર્યક્ષમતાને ધ્યાનમાં લેતા, kWh ની સમાન રકમ બર્નિંગ ગેસોલિનની કિંમત 12832.4 kJ/42000 kJ/0.7 kg/l*80 સેન્ટ/l=34 સેન્ટ છૂટક ભાવે છે, જ્યારે હાઇડ્રોજન માટે અમે પરિવહન, સાધનસામગ્રીના અવમૂલ્યન વગેરેને ધ્યાનમાં લીધા વિના આદર્શ વિકલ્પની ગણતરી કરી છે. મિથેન માટે લગભગ 39 MJ પ્રતિ m³ ની કમ્બશન ઉર્જા કિંમતમાં તફાવતને કારણે પરિણામ બે થી ચાર ગણું ઓછું હશે (યુક્રેન માટે 1 m³ ની કિંમત $179 છે અને યુરોપ માટે $350). એટલે કે, મિથેનની સમકક્ષ રકમ 10-20 સેન્ટનો ખર્ચ કરશે.

જો કે, આપણે ભૂલવું જોઈએ નહીં કે જ્યારે આપણે હાઇડ્રોજન બાળીએ છીએ, ત્યારે આપણને સ્વચ્છ પાણી મળે છે જેમાંથી તે કાઢવામાં આવ્યું હતું. એટલે કે, અમારી પાસે રિન્યુએબલ છે સંગ્રહખોરપર્યાવરણને નુકસાન વિના ઊર્જા, ગેસ અથવા ગેસોલિનથી વિપરીત, જે ઊર્જાના પ્રાથમિક સ્ત્રોત છે.

વાક્ય 377 પર Php ચેતવણી: આવશ્યકતા(http://www..php): સ્ટ્રીમ ખોલવામાં નિષ્ફળ: 377 જીવલેણ લાઇન પર /hsphere/local/home/winexins/site/tab/vodorod.php માં કોઈ યોગ્ય રેપર મળી શક્યું નથી ભૂલ: જરૂરી(): નિષ્ફળ ઉદઘાટન જરૂરી "http://www..php" (લાઇન 377 પર શામેલ_પાથ="..php

હાઇડ્રોજનના રાસાયણિક ગુણધર્મો

સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, પરમાણુ હાઇડ્રોજન પ્રમાણમાં ઓછું સક્રિય હોય છે, જે ફક્ત સૌથી વધુ સક્રિય બિન-ધાતુઓ (ફ્લોરિન સાથે અને ક્લોરિન સાથેના પ્રકાશમાં) સાથે સીધું જ જોડાય છે. જો કે, જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે તે ઘણા તત્વો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

હાઇડ્રોજન સરળ અને જટિલ પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે:

ઊંચા તાપમાને, હાઇડ્રોજન સીધી પ્રતિક્રિયા આપે છે કેટલીક ધાતુઓ સાથે(આલ્કલી, આલ્કલાઇન પૃથ્વી અને અન્ય), સફેદ સ્ફટિકીય પદાર્થો બનાવે છે - મેટલ હાઇડ્રાઇડ્સ (Li H, Na H, KH, CaH 2, વગેરે):

H 2 + 2Li = 2LiH

ધાતુના હાઇડ્રાઇડ્સ અનુરૂપ આલ્કલી અને હાઇડ્રોજન બનાવવા માટે પાણી દ્વારા સરળતાથી વિઘટિત થાય છે:

સા H 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + 2H 2

1). ઓક્સિજન સાથેહાઇડ્રોજન પાણી બનાવે છે:

વિડિઓ "હાઇડ્રોજન કમ્બશન"

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + Q

સામાન્ય તાપમાને પ્રતિક્રિયા અત્યંત ધીમી ગતિએ આગળ વધે છે, 550 °C થી ઉપર - વિસ્ફોટ સાથે (H 2 ના 2 વોલ્યુમ અને O 2 ના 1 વોલ્યુમનું મિશ્રણ કહેવાય છે વિસ્ફોટક ગેસ) .

વિડિઓ "વિસ્ફોટ કરનાર ગેસનો વિસ્ફોટ"

વિડિઓ "વિસ્ફોટક મિશ્રણની તૈયારી અને વિસ્ફોટ"

2). હેલોજન સાથેહાઇડ્રોજન હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સ બનાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે:

H 2 + Cl 2 = 2HCl

તે જ સમયે, હાઇડ્રોજન ફ્લોરિન સાથે વિસ્ફોટ કરે છે (અંધારામાં અને - 252 ° સે પર પણ), ક્લોરિન અને બ્રોમિન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે જ્યારે પ્રકાશિત થાય છે અથવા ગરમ થાય છે, અને જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે જ આયોડિન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

3). નાઇટ્રોજન સાથેહાઇડ્રોજન એમોનિયા બનાવવા માટે પ્રતિક્રિયા આપે છે:

ZN 2 + N 2 = 2NH 3

માત્ર ઉત્પ્રેરક પર અને એલિવેટેડ તાપમાન અને દબાણ પર.

4). જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે હાઇડ્રોજન જોરશોરથી પ્રતિક્રિયા આપે છે સલ્ફર સાથે:

H 2 + S = H 2 S (હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ),

સેલેનિયમ અને ટેલુરિયમ સાથે વધુ મુશ્કેલ.

5). શુદ્ધ કાર્બન સાથેહાઇડ્રોજન ઉત્પ્રેરક વિના માત્ર ઊંચા તાપમાને જ પ્રતિક્રિયા આપી શકે છે:

2H 2 + C (અમૂર્ફ) = CH 4 (મિથેન)

- હાઇડ્રોજન મેટલ ઓક્સાઇડ સાથે અવેજી પ્રતિક્રિયામાંથી પસાર થાય છે , આ કિસ્સામાં પાણી ઉત્પાદનોમાં રચાય છે અને ધાતુમાં ઘટાડો થાય છે. હાઇડ્રોજન - ઘટાડતા એજન્ટના ગુણધર્મો દર્શાવે છે:

હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ થાય છે ઘણી ધાતુઓની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે, કારણ કે તે ઓક્સિજનને તેમના ઓક્સાઇડથી દૂર લઈ જાય છે:

Fe 3 O 4 + 4H 2 = 3Fe + 4H 2 O, વગેરે.

હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ

વિડિઓ "હાઈડ્રોજનનો ઉપયોગ કરવો"

હાલમાં, હાઇડ્રોજન મોટી માત્રામાં ઉત્પન્ન થાય છે. તેનો ઘણો મોટો ભાગ એમોનિયાના સંશ્લેષણમાં, ચરબીના હાઇડ્રોજનેશનમાં અને કોલસો, તેલ અને હાઇડ્રોકાર્બનના હાઇડ્રોજનેશનમાં વપરાય છે. વધુમાં, હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ, મિથાઇલ આલ્કોહોલ, હાઇડ્રોસાયનિક એસિડના સંશ્લેષણ માટે, વેલ્ડીંગ અને ફોર્જિંગ ધાતુઓમાં તેમજ અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવા અને કિંમતી પથ્થરોના ઉત્પાદનમાં થાય છે. હાઇડ્રોજન સિલિન્ડરોમાં 150 એટીએમના દબાણ હેઠળ વેચાય છે. તેઓ ઘેરા લીલા રંગના છે અને લાલ શિલાલેખ "હાઈડ્રોજન" ધરાવે છે.

હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ પ્રવાહી ચરબીને ઘન ચરબી (હાઇડ્રોજનેશન) માં રૂપાંતરિત કરવા, કોલસો અને બળતણ તેલ દ્વારા પ્રવાહી બળતણનું ઉત્પાદન કરવા માટે થાય છે. ધાતુશાસ્ત્રમાં, ધાતુઓ અને બિન-ધાતુઓ (જર્મેનિયમ, સિલિકોન, ગેલિયમ, ઝિર્કોનિયમ, હેફનીયમ, મોલીબ્ડેનમ, ટંગસ્ટન, વગેરે) ઉત્પન્ન કરવા માટે ઓક્સાઇડ અથવા ક્લોરાઇડ માટે હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ ઘટાડનાર એજન્ટ તરીકે થાય છે.

હાઇડ્રોજનના વ્યવહારિક ઉપયોગો વૈવિધ્યસભર છે: તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે પ્રોબ બલૂન ભરવા માટે થાય છે, રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં તે ઘણા મહત્વપૂર્ણ ઉત્પાદનો (એમોનિયા, વગેરે) ના ઉત્પાદન માટે કાચા માલ તરીકે કામ કરે છે, ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં - ઉત્પાદન માટે વનસ્પતિ તેલ વગેરેમાંથી ઘન ચરબી. ઉચ્ચ તાપમાન (2600 ° સે સુધી), જે ઓક્સિજનમાં હાઇડ્રોજનને બાળીને મેળવવામાં આવે છે, તેનો ઉપયોગ પ્રત્યાવર્તન ધાતુઓ, ક્વાર્ટઝ વગેરેને ગલન કરવા માટે થાય છે. પ્રવાહી હાઇડ્રોજન સૌથી કાર્યક્ષમ જેટ ઇંધણમાંનું એક છે. હાઇડ્રોજનનો વાર્ષિક વૈશ્વિક વપરાશ 1 મિલિયન ટનથી વધુ છે.

સિમ્યુલેટર્સ

નંબર 2. હાઇડ્રોજન

સોંપણી કાર્યો

સૌથી પ્રસિદ્ધ અને સૌથી વધુ અભ્યાસ કરાયેલ ઓક્સિજન સંયોજન તેના ઓક્સાઇડ H 2 O - પાણી છે. શુદ્ધ પાણી રંગહીન, પારદર્શક પ્રવાહી, ગંધહીન અને સ્વાદહીન છે. જાડા સ્તરમાં તે વાદળી-લીલો રંગ ધરાવે છે.

પાણી એકત્રીકરણની ત્રણ અવસ્થામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે: નક્કર - બરફ, પ્રવાહી અને વાયુયુક્ત - પાણીની વરાળ.

તમામ પ્રવાહી અને નક્કર પદાર્થોમાંથી, પાણીમાં સૌથી વધુ વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતા હોય છે. આ હકીકતને કારણે, પાણી વિવિધ જીવોમાં ગરમીનું સંચયક છે.

સામાન્ય દબાણ પર, બરફનું ગલનબિંદુ 0 0 C (273 0 K) છે, પાણીનો ઉત્કલન બિંદુ +100 0 C (373 0 K) છે. આ અસાધારણ રીતે ઊંચા મૂલ્યો છે. T 0 +4 0 C પર, પાણી 1 g/ml ની ઓછી ઘનતા ધરાવે છે. આ તાપમાનની ઉપર અથવા નીચે, પાણીની ઘનતા 1 g/ml કરતાં ઓછી છે. આ લક્ષણ પાણીને અન્ય તમામ પદાર્થોથી અલગ પાડે છે, જેની ઘનતા ઘટતા t0 સાથે વધે છે. જ્યારે પાણી તેની પ્રવાહી સ્થિતિમાંથી ઘન સ્થિતિમાં સંક્રમણ કરે છે, ત્યારે જથ્થામાં વધારો થાય છે: પ્રવાહી પાણીના દરેક 92 વોલ્યુમો માટે, બરફના 100 વોલ્યુમો રચાય છે. જેમ જેમ વોલ્યુમ વધે છે, ઘનતા ઘટે છે, તેથી, પાણી કરતાં હળવા હોવાને કારણે, બરફ હંમેશા સપાટી પર તરે છે.

પાણીની રચનાના અધ્યયનોએ બતાવ્યું છે કે પાણીના અણુ ત્રિકોણની જેમ બનેલા છે, જેની ટોચ પર ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ ઓક્સિજન અણુ છે, અને પાયાના ખૂણા પર હાઇડ્રોજન છે. બોન્ડ એન્ગલ 104.27 છે પાણીનો પરમાણુ ધ્રુવીય છે - ઇલેક્ટ્રોનની ઘનતા ઓક્સિજન પરમાણુ તરફ જાય છે. આવા ધ્રુવીય પરમાણુ દ્વિધ્રુવી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા અને હાઇડ્રોજન બોન્ડની રચના દ્વારા, વધુ જટિલ એકત્રીકરણ બનાવવા માટે અન્ય પરમાણુ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે. આ ઘટનાને વોટર એસોસિએશન કહેવામાં આવે છે. પાણીના અણુઓનું જોડાણ મુખ્યત્વે તેમની વચ્ચેના હાઇડ્રોજન બોન્ડની રચના દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. બાષ્પ અવસ્થામાં પાણીનું પરમાણુ વજન 18 છે અને તે તેના સરળ સૂત્ર - H 2 O ને અનુરૂપ છે. અન્ય કિસ્સાઓમાં, પાણીનું પરમાણુ વજન અઢાર ગણા (18) ના ગુણાંક છે.

પરમાણુની ધ્રુવીયતા અને નાના કદનો અર્થ એ છે કે તે મજબૂત હાઇડ્રેટિંગ ગુણધર્મો ધરાવે છે.

પાણીનો ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક એટલો ઊંચો છે (81) કે તે તેમાં ઓગળેલા પદાર્થો પર શક્તિશાળી આયનીકરણ અસર ધરાવે છે, જે એસિડ, ક્ષાર અને પાયાના વિયોજનનું કારણ બને છે.

પાણીના અણુ વિવિધ આયનો સાથે જોડાઈને હાઈડ્રેટ બનાવે છે. આ સંયોજનો ચોક્કસ ઘર્ષણ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જટિલ સંયોજનો જેવું લાગે છે.

સૌથી મહત્વપૂર્ણ વધારાના ઉત્પાદનોમાંનું એક હાઇડ્રોનિયમ આયન - H 3 O છે, જે ઓક્સિજન અણુના ઇલેક્ટ્રોનની એકલા જોડીમાં H + આયનના ઉમેરાને કારણે રચાય છે.

આ ઉમેરાના પરિણામે, પરિણામી હાઇડ્રોનિયમ આયન +1 નો ચાર્જ મેળવે છે.

H + + H 2 O H 3 O +

આ પ્રક્રિયા એવી સિસ્ટમોમાં શક્ય છે જેમાં એવા પદાર્થો હોય છે જે હાઇડ્રોજન આયનોને અમૂર્ત બનાવે છે.

પાણી, ઠંડીમાં અને જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે, હાઇડ્રોજન સુધીની પ્રવૃત્તિ શ્રેણીમાં ઘણી ધાતુઓ સાથે સક્રિય રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. આ પ્રતિક્રિયાઓમાં, અનુરૂપ ઓક્સાઇડ અથવા હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ રચાય છે અને હાઇડ્રોજન વિસ્થાપિત થાય છે:

2 Fe + 3 HOH = Fe 2 O 3 + 3 H 2

2 Na + 2 HOH = 2 NaOH + H 2

Ca + 2 HOH = Ca (OH) 2 + H

પાણી એકદમ સક્રિય રીતે મૂળભૂત અને એસિડિક ઓક્સાઇડ્સ સાથે જોડાય છે, અનુરૂપ હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ બનાવે છે:

CaO + H 2 O = Ca (OH) 2 – આધાર

P 2 O 5 + 3 H 2 O = 2 H 3 PO 4 – એસિડ

આ કિસ્સાઓમાં ઉમેરવામાં આવેલ પાણીને બંધારણીય કહેવામાં આવે છે (સ્ફટિકીય હાઇડ્રેટમાં સ્ફટિકીકરણ પાણીની વિરુદ્ધ).

પાણી હેલોજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, આ કિસ્સામાં એસિડનું મિશ્રણ રચાય છે:

H 2 + HOH HCl + HClO

પાણીની સૌથી મહત્વની મિલકત તેની ઓગળવાની ક્ષમતા છે.

પ્રકૃતિ અને તકનીકમાં પાણી એ સૌથી સામાન્ય દ્રાવક છે. મોટાભાગની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ પાણીમાં થાય છે. પરંતુ, કદાચ, શરીરના જળચર વાતાવરણમાં પ્રોટીન, ચરબી, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ અને અન્ય પદાર્થોની ભાગીદારી સાથે વનસ્પતિ અને પ્રાણી સજીવોમાં થતી જૈવિક અને બાયોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે.

ઓક્સિજન સાથે હાઇડ્રોજનનું બીજું સંયોજન હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ H 2 O 2 છે.

માળખાકીય સૂત્ર H – O – O – H, પરમાણુ વજન – 34.

લેટિન નામ હાઇડ્રોજેની પેરોક્સિડમ.

આ પદાર્થની શોધ 1818 માં ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક લુઈસ-જેક થેનાર્ડ દ્વારા કરવામાં આવી હતી, જેમણે બેરિયમ પેરોક્સાઇડ (BaO 2) પર વિવિધ ખનિજ એસિડની અસરનો અભ્યાસ કર્યો હતો. પ્રકૃતિમાં, હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયા દરમિયાન રચાય છે. H 2 O 2 મેળવવાની સૌથી અનુકૂળ અને આધુનિક રીત એ ઇલેક્ટ્રોલિટીક પદ્ધતિ છે, જેનો ઉપયોગ ઉદ્યોગમાં થાય છે. સલ્ફ્યુરિક એસિડ અથવા એમોનિયમ સલ્ફેટનો ઉપયોગ પ્રારંભિક સામગ્રી તરીકે થાય છે.

આધુનિક ભૌતિક રાસાયણિક પદ્ધતિઓએ સ્થાપિત કર્યું છે કે હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડમાં બંને ઓક્સિજન પરમાણુ બિનધ્રુવીય સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા સીધા એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે. હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન અણુઓ વચ્ચેના બોન્ડ્સ (ઓક્સિજન તરફ સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનના વિસ્થાપનને કારણે) ધ્રુવીય છે. તેથી, H 2 O 2 પરમાણુ પણ ધ્રુવીય છે. H 2 O 2 પરમાણુઓ વચ્ચે હાઇડ્રોજન બોન્ડ થાય છે, જે 210 kJ ની O – O બોન્ડ ઊર્જા સાથે તેમના જોડાણ તરફ દોરી જાય છે, જે H – O બોન્ડ ઊર્જા (470 kJ) કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછી છે.

હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ સોલ્યુશન- પારદર્શક, રંગહીન પ્રવાહી, ગંધહીન અથવા નબળી વિચિત્ર ગંધ સાથે, સહેજ એસિડિક પ્રતિક્રિયા. પ્રકાશના પ્રભાવ હેઠળ, ગરમ થવા પર, આલ્કલીના સંપર્ક પર, ઓક્સિડાઇઝિંગ અને ઘટાડીને, ઓક્સિજન છોડવા પર ઝડપથી વિઘટન થાય છે. પ્રતિક્રિયા થાય છે: H 2 O 2 = H 2 O + O

H 2 O 2 પરમાણુઓની ઓછી સ્થિરતા O – O બોન્ડની નાજુકતાને કારણે છે.

તેને ડાર્ક ગ્લાસ કન્ટેનરમાં અને ઠંડી જગ્યાએ સ્ટોર કરો. જ્યારે હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડના સંકેન્દ્રિત સોલ્યુશન્સ ત્વચા પર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે બળે છે અને બળી ગયેલી જગ્યા દુખે છે.

અરજી:દવામાં, હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડના 3% સોલ્યુશનનો ઉપયોગ હેમોસ્ટેટિક એજન્ટ, જંતુનાશક અને ડિઓડોરાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે સ્ટેમેટીટીસ, ગળામાં દુખાવો, સ્ત્રીરોગવિજ્ઞાનના રોગો વગેરે માટે ધોવા અને કોગળા કરવા માટે થાય છે.

એન્ઝાઇમ કેટાલેઝ (રક્ત, પરુ, પેશીઓમાંથી) સાથે સંપર્ક પર, અણુ ઓક્સિજન પ્રકાશનની ક્ષણે કાર્ય કરે છે. H 2 O 2 ની અસર ટૂંકા ગાળાની છે. દવાનું મૂલ્ય એ હકીકતમાં રહેલું છે કે તેના વિઘટન ઉત્પાદનો પેશીઓ માટે હાનિકારક છે.

હાઇડ્રોપેરાઇટ એ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ અને યુરિયાનું જટિલ સંયોજન છે. હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડનું પ્રમાણ લગભગ 35% છે. હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડને બદલે એન્ટિસેપ્ટિક તરીકે વપરાય છે.

H 2 O 2 ના મુખ્ય રાસાયણિક ગુણધર્મોમાંનું એક તેના રેડોક્સ ગુણધર્મો છે. H 2 O 2 માં ઓક્સિજનની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ -1 છે, એટલે કે. પાણીમાં ઓક્સિજનની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ (-2) અને મોલેક્યુલર ઓક્સિજન (0) વચ્ચે મધ્યવર્તી મૂલ્ય ધરાવે છે. તેથી, હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડમાં ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ અને રિડ્યુસિંગ એજન્ટ બંનેના ગુણધર્મો છે, એટલે કે. રેડોક્સ દ્વૈતતા દર્શાવે છે. એ નોંધવું જોઇએ કે H 2 O 2 ના ઓક્સિડેટીવ ગુણધર્મો ઘટાડતા ગુણધર્મો કરતાં વધુ સ્પષ્ટ છે અને તે એસિડિક, આલ્કલાઇન અને તટસ્થ વાતાવરણમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે:

2 KI + H 2 SO 4 + H 2 O 2 = I 2 + K 2 SO 4 + 2 H 2 O

2 I - - 2ē → I 2 0 1 – v-l

H 2 O 2 + 2 H + + 2ē → 2 H 2 O 1 – બરાબર

2 I - + H 2 O 2 + 2 H + → I 2 + 2 H 2 O

મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટોના પ્રભાવ હેઠળ, H 2 O 2 ઘટાડતા ગુણધર્મો દર્શાવે છે:

2 KMnO 4 + 5 H 2 O 2 + 3 H 2 SO 4 = 2 MnSO 4 + 5 O 2 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O

MnO 4 - + 8H + + 5ē → Mn +2 + 4 H 2 O 2 – બરાબર

H 2 O 2 - 2ē → O 2 + 2 H + 5 – in-l

2 MnO 4 - + 5 H 2 O 2 + 16 H + → 2 Mn +2 + 8 H 2 O + 5 O 2 + 10 H +

તારણો:

1. ઓક્સિજન એ પૃથ્વી પરનું સૌથી સામાન્ય તત્વ છે.

પ્રકૃતિમાં, ઓક્સિજન બે એલોટ્રોપિક ફેરફારોમાં થાય છે: O 2 - ડાયોક્સિજન અથવા "સામાન્ય ઓક્સિજન" અને O 3 - ટ્રાયઓક્સિજન (ઓઝોન).

2. એલોટ્રોપી- એક તત્વ દ્વારા વિવિધ સરળ પદાર્થોની રચના.

3. ઓક્સિજનના એલોટ્રોપિક ફેરફારો: ઓક્સિજન અને ઓઝોન.

4. હાઇડ્રોજન સાથે ઓક્સિજનનું સંયોજન - પાણી અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ .

5. પાણી એકત્રીકરણની ત્રણ અવસ્થામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે: ઘન - બરફ, પ્રવાહી અને વાયુ - પાણીની વરાળ.

6. T 0 +4 0 C પર, પાણીની ઘનતા 1 g/ml જેટલી હોય છે.

7. પાણીના પરમાણુ ત્રિકોણની જેમ બનેલા છે, જેની ટોચ પર ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ ઓક્સિજન અણુ છે, અને પાયાના ખૂણા પર હાઇડ્રોજન છે.

8. બોન્ડ એંગલ 104.27 છે

9. પાણીના અણુ ધ્રુવીય છે - ઇલેક્ટ્રોનની ઘનતા ઓક્સિજન પરમાણુ તરફ ખસેડવામાં આવે છે.

12. સલ્ફર. સલ્ફરની લાક્ષણિકતાઓ, સામયિક કોષ્ટકમાં તેની સ્થિતિના આધારે, અણુ બંધારણના સિદ્ધાંતના દૃષ્ટિકોણથી, શક્ય ઓક્સિડેશન સ્થિતિઓ, ભૌતિક ગુણધર્મો, પ્રકૃતિમાં વિતરણ, જૈવિક ભૂમિકા, ઉત્પાદનની પદ્ધતિઓ, રાસાયણિક ગુણધર્મો. .

દવા અને રાષ્ટ્રીય અર્થતંત્રમાં સલ્ફર અને તેના સંયોજનોનો ઉપયોગ.

સલ્ફર:

એ) પ્રકૃતિમાં હોવું

બી) જૈવિક ભૂમિકા

સલ્ફર પ્રકૃતિમાં વ્યાપક છે અને તે મુક્ત સ્થિતિમાં (મૂળ સલ્ફર) અને સંયોજનોના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે - FeSe (pyrite), CuS, Ag 2 S, PbS, CaSO 4, વગેરે. તે તેમાં સમાયેલ વિવિધ સંયોજનોનો ભાગ છે. કુદરતી કોલસો, તેલ અને કુદરતી વાયુઓ.

સલ્ફર એ તત્વોમાંનું એક છે જે જીવન પ્રક્રિયાઓ માટે મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે. તે પ્રોટીનનો ભાગ છે. માનવ શરીરમાં સલ્ફરનું પ્રમાણ 0.25% છે. એમિનો એસિડનો ભાગ: સિસ્ટીન, ગ્લુટાથિઓન, મેથિઓનાઇન, વગેરે.

ખાસ કરીને વાળ, શિંગડા અને ઊનના પ્રોટીનમાં ઘણું સલ્ફર હોય છે. વધુમાં, સલ્ફર એ શરીરમાં જૈવિક રીતે સક્રિય પદાર્થોનો એક અભિન્ન ભાગ છે: વિટામિન્સ અને હોર્મોન્સ (દા.ત. ઇન્સ્યુલિન).

સંયોજનોના સ્વરૂપમાં, સલ્ફર નર્વસ પેશી, કોમલાસ્થિ, હાડકાં અને પિત્તમાં જોવા મળે છે. તે શરીરની રેડોક્સ પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે.

શરીરમાં સલ્ફરની અછત સાથે, હાડકાં અને વાળ ખરવાની નાજુકતા અને નાજુકતા જોવા મળે છે.

ગૂસબેરી, દ્રાક્ષ, સફરજન, કોબી, ડુંગળી, રાઈ, વટાણા, જવ, બિયાં સાથેનો દાણો અને ઘઉંમાં સલ્ફર જોવા મળે છે.

રેકોર્ડ ધારકો: વટાણા 190, સોયાબીન 244%.

હાઇડ્રોજન અણુમાં બાહ્ય (અને માત્ર) ઇલેક્ટ્રોન સ્તર 1 નું ઇલેક્ટ્રોનિક સૂત્ર છે s 1. એક તરફ, બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનિક સ્તર પર એક ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીના સંદર્ભમાં, હાઇડ્રોજન અણુ એલ્કલી મેટલ અણુ જેવું જ છે. જો કે, હેલોજનની જેમ, તેને બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનિક સ્તરને ભરવા માટે માત્ર એક ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે, કારણ કે પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોનિક સ્તરમાં 2 કરતાં વધુ ઇલેક્ટ્રોન હોઈ શકતા નથી. તે તારણ આપે છે કે હાઇડ્રોજન સામયિક કોષ્ટકના પ્રથમ અને ઉપાંત્ય (સાતમા) જૂથ બંનેમાં એક સાથે મૂકી શકાય છે, જે કેટલીકવાર સામયિક કોષ્ટકની વિવિધ આવૃત્તિઓમાં કરવામાં આવે છે:

એક સરળ પદાર્થ તરીકે હાઇડ્રોજનના ગુણધર્મોના દૃષ્ટિકોણથી, તે હજી પણ હેલોજન સાથે વધુ સામાન્ય છે. હાઇડ્રોજન, હેલોજનની જેમ, બિન-ધાતુ છે અને તેમના જેવા ડાયટોમિક પરમાણુઓ (H 2) બનાવે છે.

સામાન્ય સ્થિતિમાં, હાઇડ્રોજન એ વાયુયુક્ત, ઓછી સક્રિય પદાર્થ છે. હાઇડ્રોજનની નીચી પ્રવૃત્તિ પરમાણુમાં હાઇડ્રોજન અણુઓ વચ્ચેના બોન્ડની ઊંચી શક્તિ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે, જેને તોડવા માટે કાં તો મજબૂત ગરમી, ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ અથવા બંને એક જ સમયે જરૂરી છે.

સરળ પદાર્થો સાથે હાઇડ્રોજનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

ધાતુઓ સાથે

ધાતુઓમાંથી, હાઇડ્રોજન માત્ર આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે! આલ્કલી ધાતુઓમાં જૂથ I (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) ના મુખ્ય પેટાજૂથની ધાતુઓનો સમાવેશ થાય છે, અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓમાં જૂથ II ના મુખ્ય પેટાજૂથની ધાતુઓનો સમાવેશ થાય છે, સિવાય કે બેરિલિયમ અને મેગ્નેશિયમ (Ca, Sr, Ba, રા)

સક્રિય ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, હાઇડ્રોજન ઓક્સિડાઇઝિંગ ગુણધર્મો દર્શાવે છે, એટલે કે. તેની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ ઘટાડે છે. આ કિસ્સામાં, આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓના હાઇડ્રાઇડ્સ રચાય છે, જે આયનીય માળખું ધરાવે છે. જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે પ્રતિક્રિયા થાય છે:

એ નોંધવું જોઇએ કે સક્રિય ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એ એકમાત્ર કેસ છે જ્યારે મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજન H2 ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે.

બિન-ધાતુઓ સાથે

બિન-ધાતુઓમાંથી, હાઇડ્રોજન માત્ર કાર્બન, નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન, સલ્ફર, સેલેનિયમ અને હેલોજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે!

કાર્બનને ગ્રેફાઇટ અથવા આકારહીન કાર્બન તરીકે સમજવું જોઈએ, કારણ કે હીરા એ કાર્બનનું અત્યંત નિષ્ક્રિય એલોટ્રોપિક ફેરફાર છે.

બિન-ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, હાઇડ્રોજન માત્ર ઘટાડતા એજન્ટનું કાર્ય કરી શકે છે, એટલે કે, ફક્ત તેની ઓક્સિડેશન સ્થિતિને વધારી શકે છે:

જટિલ પદાર્થો સાથે હાઇડ્રોજનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

મેટલ ઓક્સાઇડ સાથે

એલ્યુમિનિયમ (સમાવિષ્ટ) સુધીની ધાતુઓની પ્રવૃત્તિ શ્રેણીમાં હોય તેવા ધાતુના ઓક્સાઇડ સાથે હાઇડ્રોજન પ્રતિક્રિયા આપતું નથી, જો કે, જ્યારે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તે એલ્યુમિનિયમની જમણી બાજુએ ઘણા મેટલ ઓક્સાઇડને ઘટાડવામાં સક્ષમ છે:

નોન-મેટલ ઓક્સાઇડ સાથે

બિન-ધાતુના ઓક્સાઇડમાંથી, જ્યારે નાઇટ્રોજન, હેલોજન અને કાર્બનના ઓક્સાઇડ સાથે ગરમ થાય ત્યારે હાઇડ્રોજન પ્રતિક્રિયા આપે છે. બિન-ધાતુ ઓક્સાઇડ સાથે હાઇડ્રોજનની તમામ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં, ખાસ કરીને નોંધનીય છે કે કાર્બન મોનોક્સાઇડ CO સાથે તેની પ્રતિક્રિયા છે.

CO અને H2 ના મિશ્રણનું પોતાનું નામ પણ છે - "સંશ્લેષણ ગેસ", કારણ કે, પરિસ્થિતિઓના આધારે, મિથેનોલ, ફોર્માલ્ડિહાઇડ અને સિન્થેટીક હાઇડ્રોકાર્બન જેવા લોકપ્રિય ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનો તેમાંથી મેળવી શકાય છે:

એસિડ સાથે

હાઇડ્રોજન અકાર્બનિક એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી!

કાર્બનિક એસિડમાંથી, હાઇડ્રોજન માત્ર અસંતૃપ્ત એસિડ્સ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, તેમજ હાઇડ્રોજન સાથે ઘટાડવા માટે સક્ષમ કાર્યાત્મક જૂથો ધરાવતા એસિડ સાથે, ખાસ કરીને એલ્ડીહાઇડ, કેટો અથવા નાઇટ્રો જૂથો સાથે.

ક્ષાર સાથે

ક્ષારના જલીય દ્રાવણના કિસ્સામાં, હાઇડ્રોજન સાથે તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા થતી નથી. જો કે, જ્યારે હાઇડ્રોજન મધ્યમ અને ઓછી પ્રવૃત્તિ ધરાવતી કેટલીક ધાતુઓના ઘન ક્ષાર ઉપરથી પસાર થાય છે, ત્યારે તેમનો આંશિક અથવા સંપૂર્ણ ઘટાડો શક્ય છે, ઉદાહરણ તરીકે:

હેલોજનના રાસાયણિક ગુણધર્મો

હેલોજન એ જૂથ VIIA (F, Cl, Br, I, At) ના રાસાયણિક તત્વો છે, તેમજ તેઓ બનાવેલા સરળ પદાર્થો છે. અહીં અને આગળ ટેક્સ્ટમાં, જ્યાં સુધી અન્યથા જણાવ્યું ન હોય ત્યાં સુધી, હેલોજનને સરળ પદાર્થો તરીકે સમજવામાં આવશે.

બધા હેલોજનમાં પરમાણુ માળખું હોય છે, જે આ પદાર્થોના નીચા ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓ નક્કી કરે છે. હેલોજન અણુઓ ડાયટોમિક છે, એટલે કે. તેમનું સૂત્ર સામાન્ય સ્વરૂપમાં Hal 2 તરીકે લખી શકાય છે.

આયોડિનની તેની ક્ષમતા જેવી ચોક્કસ ભૌતિક મિલકતની નોંધ લેવી જોઈએ ઉત્તેજનઅથવા, બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ઉત્તેજન. ઉત્કર્ષ, એક એવી ઘટના છે કે જેમાં ઘન સ્થિતિમાં પદાર્થ ગરમ થાય ત્યારે ઓગળતો નથી, પરંતુ, પ્રવાહી તબક્કાને બાયપાસ કરીને, તરત જ વાયુ અવસ્થામાં જાય છે.

કોઈપણ હેલોજનના અણુના બાહ્ય ઉર્જા સ્તરની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના ns 2 np 5 સ્વરૂપ ધરાવે છે, જ્યાં n એ સામયિક કોષ્ટક સમયગાળાની સંખ્યા છે જેમાં હેલોજન સ્થિત છે. જેમ તમે જોઈ શકો છો, હેલોજન અણુઓને આઠ-ઇલેક્ટ્રોન બાહ્ય શેલ સુધી પહોંચવા માટે માત્ર એક ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર છે. આમાંથી મુક્ત હેલોજનના મુખ્યત્વે ઓક્સિડાઇઝિંગ ગુણધર્મોને ધારણ કરવું તાર્કિક છે, જે વ્યવહારમાં પુષ્ટિ થયેલ છે. જેમ જાણીતું છે, પેટાજૂથ નીચે ખસેડતી વખતે નોનમેટલ્સની ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી ઘટે છે, અને તેથી શ્રેણીમાં હેલોજનની પ્રવૃત્તિ ઘટે છે:

F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2

સરળ પદાર્થો સાથે હેલોજનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

બધા હેલોજન અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થો છે અને સૌથી સરળ પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. જો કે, એ નોંધવું જોઇએ કે ફ્લોરિન, તેની અત્યંત ઊંચી પ્રતિક્રિયાશીલતાને કારણે, તે સાદા પદાર્થો સાથે પણ પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે જેની સાથે અન્ય હેલોજન પ્રતિક્રિયા આપી શકતા નથી. આવા સરળ પદાર્થોમાં ઓક્સિજન, કાર્બન (હીરા), નાઇટ્રોજન, પ્લેટિનમ, સોનું અને કેટલાક ઉમદા વાયુઓ (ઝેનોન અને ક્રિપ્ટોન) નો સમાવેશ થાય છે. તે. ખરેખર, ફ્લોરિન માત્ર કેટલાક ઉમદા વાયુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી.

બાકીના હેલોજન, એટલે કે. ક્લોરિન, બ્રોમિન અને આયોડિન પણ સક્રિય પદાર્થો છે, પરંતુ ફ્લોરિન કરતાં ઓછા સક્રિય છે. તેઓ હીરા, પ્લેટિનમ, સોનું અને ઉમદા વાયુઓના સ્વરૂપમાં ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન, કાર્બન સિવાય લગભગ તમામ સરળ પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

બિન-ધાતુઓ સાથે હેલોજનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

હાઇડ્રોજન

જ્યારે બધા હેલોજન હાઇડ્રોજન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે તેઓ રચાય છે હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સસામાન્ય સૂત્ર HHal સાથે. આ કિસ્સામાં, હાઇડ્રોજન સાથે ફ્લોરિનની પ્રતિક્રિયા અંધારામાં પણ સ્વયંભૂ શરૂ થાય છે અને સમીકરણ અનુસાર વિસ્ફોટ સાથે આગળ વધે છે:

હાઇડ્રોજન સાથે ક્લોરિન પ્રતિક્રિયા તીવ્ર અલ્ટ્રાવાયોલેટ ઇરેડિયેશન અથવા ગરમી દ્વારા શરૂ કરી શકાય છે. વિસ્ફોટ સાથે પણ આગળ વધે છે:

બ્રોમિન અને આયોડિન જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે જ હાઇડ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, અને તે જ સમયે, આયોડિન સાથેની પ્રતિક્રિયા ઉલટાવી શકાય તેવું છે:

ફોસ્ફરસ

ફોસ્ફરસ સાથે ફ્લોરિનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ફોસ્ફરસના ઓક્સિડેશનને સૌથી વધુ ઓક્સિડેશન સ્થિતિ (+5) તરફ દોરી જાય છે. આ કિસ્સામાં, ફોસ્ફરસ પેન્ટાફ્લોરાઇડ રચાય છે:

જ્યારે ક્લોરિન અને બ્રોમિન ફોસ્ફરસ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે ઓક્સિડેશન સ્થિતિમાં + 3 અને ઓક્સિડેશન સ્થિતિ +5 બંનેમાં ફોસ્ફરસ હલાઇડ્સ મેળવવાનું શક્ય છે, જે પ્રતિક્રિયા આપતા પદાર્થોના પ્રમાણ પર આધારિત છે:

તદુપરાંત, ફ્લોરિન, ક્લોરિન અથવા પ્રવાહી બ્રોમાઇનના વાતાવરણમાં સફેદ ફોસ્ફરસના કિસ્સામાં, પ્રતિક્રિયા સ્વયંભૂ શરૂ થાય છે.

આયોડિન સાથે ફોસ્ફરસની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અન્ય હેલોજનની તુલનામાં તેની નોંધપાત્ર રીતે ઓછી ઓક્સિડાઇઝિંગ ક્ષમતાને કારણે માત્ર ફોસ્ફરસ ટ્રાયોડાઇડની રચના તરફ દોરી શકે છે:

રાખોડી

ફ્લોરિન સલ્ફરને સૌથી વધુ ઓક્સિડેશન સ્થિતિ +6 પર ઓક્સિડાઇઝ કરે છે, સલ્ફર હેક્સાફ્લોરાઇડ બનાવે છે:

ક્લોરિન અને બ્રોમિન સલ્ફર સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ +1 અને +2માં સલ્ફર ધરાવતા સંયોજનો બનાવે છે, જે તેના માટે અત્યંત અસામાન્ય છે. આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ખૂબ ચોક્કસ છે, અને રસાયણશાસ્ત્રમાં યુનિફાઇડ સ્ટેટ પરીક્ષા પાસ કરવા માટે, આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે સમીકરણો લખવાની ક્ષમતા જરૂરી નથી. તેથી, નીચેના ત્રણ સમીકરણો સંદર્ભ માટે બદલે આપવામાં આવે છે:

ધાતુઓ સાથે હેલોજનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

ઉપર સૂચવ્યા મુજબ, ફ્લોરિન તમામ ધાતુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા કરવા સક્ષમ છે, પ્લેટિનમ અને સોના જેવી ઓછી સક્રિય ધાતુઓ પણ:

બાકીના હેલોજન પ્લેટિનમ અને સોના સિવાયની તમામ ધાતુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે:

જટિલ પદાર્થો સાથે હેલોજનની પ્રતિક્રિયાઓ

હેલોજન સાથે અવેજી પ્રતિક્રિયાઓ

વધુ સક્રિય હેલોજન, એટલે કે. જે રાસાયણિક તત્વો સામયિક કોષ્ટકમાં ઉચ્ચ સ્થિત છે તે હાઇડ્રોહેલિક એસિડ અને મેટલ હલાઇડ્સમાંથી ઓછા સક્રિય હેલોજનને વિસ્થાપિત કરવામાં સક્ષમ છે:

એ જ રીતે, બ્રોમિન અને આયોડિન સલ્ફાઇડ અને અથવા હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડના દ્રાવણમાંથી સલ્ફરને વિસ્થાપિત કરે છે:

ક્લોરિન એક મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે અને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડને તેના જલીય દ્રાવણમાં સલ્ફરને નહીં, પરંતુ સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં ઓક્સિડાઇઝ કરે છે:

પાણી સાથે હેલોજનની પ્રતિક્રિયા

પ્રતિક્રિયા સમીકરણ અનુસાર વાદળી જ્યોત સાથે ફ્લોરિનમાં પાણી બળે છે:

બ્રોમિન અને ક્લોરિન ફ્લોરિન કરતાં પાણી સાથે અલગ રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે. જો ફ્લોરિન ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે કામ કરે છે, તો ક્લોરિન અને બ્રોમિન પાણીમાં અપ્રમાણસર હોય છે, એસિડનું મિશ્રણ બનાવે છે. આ કિસ્સામાં, પ્રતિક્રિયાઓ ઉલટાવી શકાય તેવું છે:

પાણી સાથે આયોડિનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એટલી નજીવી માત્રામાં થાય છે કે તેની અવગણના કરી શકાય છે અને એવું માની શકાય છે કે પ્રતિક્રિયા બિલકુલ થતી નથી.

આલ્કલી સોલ્યુશન સાથે હેલોજનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

ફ્લોરિન, જ્યારે આલ્કલીના જલીય દ્રાવણ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે ફરીથી ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે:

યુનિફાઇડ સ્ટેટ પરીક્ષા પાસ કરવા માટે આ સમીકરણ લખવાની ક્ષમતા જરૂરી નથી. આવી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની શક્યતા અને આ પ્રતિક્રિયામાં ફ્લોરિનની ઓક્સિડેટીવ ભૂમિકા વિશે હકીકત જાણવા માટે તે પૂરતું છે.

ફ્લોરિનથી વિપરીત, આલ્કલી દ્રાવણમાં અન્ય હેલોજન અપ્રમાણસર હોય છે, એટલે કે, તેઓ એક સાથે તેમની ઓક્સિડેશન સ્થિતિને વધારે છે અને ઘટાડે છે. તદુપરાંત, ક્લોરિન અને બ્રોમાઇનના કિસ્સામાં, તાપમાનના આધારે, બે જુદી જુદી દિશામાં પ્રવાહ શક્ય છે. ખાસ કરીને, ઠંડીમાં પ્રતિક્રિયાઓ નીચે પ્રમાણે આગળ વધે છે:

અને જ્યારે ગરમ થાય છે:

આયોડિન માત્ર બીજા વિકલ્પ અનુસાર આલ્કલી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, એટલે કે. આયોડેટની રચના સાથે, કારણ કે હાયપોયોડાઇટ માત્ર ગરમ થાય ત્યારે જ સ્થિર નથી હોતું, પણ સામાન્ય તાપમાને અને ઠંડીમાં પણ.