Водород активность в атомарном и молекулярном состоянии

Это представление было косвенно подтверждено, когда удалось получить атомарный водород в газообразном состоянии и изучить его реакционную способность. Оказалось, что он значительно активнее молекулярного. Так, атомарный водород уже при обычных условиях соединяется с серой, фосфором, мышьяком и т. д., восстанавливает окислы многих металлов, вытесняет некоторые металлы (Си, РЬ, Ag и др.) из их солей и вступает в другие химические реакции, на которые при тех же условиях не способен обычный молекулярный водород. [c.117]

Необходимым условием активного протекания коррозии в сероводородсодержащих средах является наличие влаги, в которой сероводород находится в диссоциированном состоянии. В этом случае имеет место электрохимическая коррозия, катодный процесс протекает с водородной деполяризацией, в результате чего в системе образуются атомарный и молекулярный водород. При относительно малой влажности (4-26%) сероводород оказывает незначительное влияние на углеродистую сталь, вызывая, например, в течение 30 суток лишь потускнение ее поверхности. Наличие капельной влаги усиливает сероводородную коррозию сталей примерно в 100 раз по сравнению с атмос([)ерой сухого газа [13]. [c.14]

Эта реакция носит название гидрирования. Гидрирование ведется водородом на металлических катализаторах. Катализаторы переводят молекулярный водород в активный атомарный. Такими катализаторами являются платина, палладий, никель, медь и кобальт. Катализаторы применяются в мелкораздробленном состоянии. Иногда катализаторы наносят на носитель — асбест, активированный уголь, кизильгур, пемзу, каолин, углекислый кальций. Платина и палладий ведут реакцию при комнатной-температуре, никель — при температуре около 150—200°, медь— при 200—240°. За последнее время большое знач ение приобрел [c.104]

Активными состояниями водорода являются атомарное и ионное [3]. Примером первого состояния (атомарного) может служить водород в момент выделения, высокая активность которого общеизвестна. Во втором (ионном) состоянии водород может существовать в виде положительно заряженных ионов (Н ), отрицательно заряженных ионов с гелиевой электронной структурой (Н ) и молекулярных ионов (Н и Нд). Молекулярные ионы [c.196]

Обычная форма существования элемента водорода в свободном состоянии — двухатомная молекула (Н2). Соединение атомов водорода в молекулу сопровождается значительным выделением тепла Н + Н 5 Нг 4-435 кДж. Два атома водорода обладают большим запасом внутренней энергии, чем молекула водорода. Поэтому атомарный водород (водород в момент выделения — in statu nas endi ) значительно активнее молекулярного. В химической практике атомарный водород часто используют для реакций восстановления. [c.129]

Электролиз воды сопровождается окислительными процессами на аноде и восстановительными на катоде. Как уже отмечалось, в зависимости от типа электрода и условий его работы на аноде могут выделяться кислород — в результате разложения гидроксил-ионов, хлор — при разряде хлорид-ионов — или может происходить адсорбция и окисление органических соединений и других анионов. На катоде в основном происходит восстановление водорода и выделение его в виде газа, а также восстановление катионных групп в молекуле органических соединений. Образующийся атомарный кислород частично вступает в окислительную реакцию с органическими веществами, ассоциирует в молекулы и растворяется в воде, а избыток его выделяется в газообразном состоянии. Хлор в сильнокислой среде в виде газа выделяется в атмосферу, а в слабокислой, нейтральной и щелочной средах быстро гидратируется и в зависимости от pH образует хлорноватистую кислоту или гипохлорид-ион (рис. 4.24) [107], Хлор и его кислородные соединения вступают в окислительно-восстановительную реакцию с органическими веществами в объеме раствора. При электролизе хлоридных растворов высшие окислы хлора — хлорит, хлорат и перхлорат могут образовываться только при продолжительной обработке [121], поэтому в нашем случае термин активный хлор (а. х.) включает в себя молекулярный и атомарный хлор, хлорноватистую кислоту и гипохлорит-ион. [c.149]

Огромное разнообразие реакций органических соединений с водородом объединяют в разделе реакций восстановления. Большинство указанных превращений протекает с участием катализаторов, причем - активной формой водорода является атомарный водород (в молекулярном состоянии водород неактивен). Обычно реакции с водородом классифицируют следующим образом [c.257]

Перенапряжение при электролизе равняется разнице между напряжением (разностью потенциалов), приложенным к электродам, и э. д. с. гальванического элемента, соответствующего обратной реакции. Оно может быть определено как разность практической и теоретической величин напряжений, необходимых для проведения электролиза. Для изучения явления перенапряжения можно воспользоваться переходом водорода нз атомарного в молекулярное состояние. Известен ряд катализаторов, на поверхности которых соверщается это превращение. Критерием превращения служит количество тепла, выделяющегося при образовании молекулы водорода. По активности металлы размещаются в следующий ряд [c.122]

Те неметаллические элементы, которые в обычных условиях существуют в виде газообразных двухатомных молекул, проявляют много большую химическую активность, будучи получены в одноатомном состоянии (действием электрического разряда, ультрафиолетового излучения и т. п.). Это относится не только к кислороду и водороду. Даже азот, полученный в атомарном состоянии при действии на молекулярный азот высокочастотного электрического разряда, при обычных условиях соединяется с серой, фосфором и многими металлами. [c.157]

Анализ исследований, выполненных в нашей стране и за рубежом, позволяет отметить следующие характерные особенности воздействия сероводорода на металлы. Воздействие сероводорода проявляется тем сильнее, чем выше прочностные характеристики металла - твердость, предел текучести и предел прочности. Механические напряжения играют большую роль в процессе коррозионного растрескивания, стимулируя электрохимическое локальное растворение металла, и, как следствие, зарождение и развитие трещин. Степень коррозионного воздействия з 1висит от отношения приложенного напряжения к пределу текучести. Исследования влияния pH раствора на коррозию малоуглеродистых сталей в системе НгЗ - СО - НгО показали значительное снижение коррозии с переходом от кислых к нейтральным и щелочным растворам. Считается, что при pH > > 10 коррозионное растрескивание не происходит. Необходимым условием для протекания активных процессов коррозии в сероводородсодержащих средах является наличие влаги, в которой сероводород находится в диссоциированном состоянии. При этом коррозионные процессы приобретают электрохимический характер, катодный процесс протекает с водородной деполяризацией, в результате которой появляется водород в атомарной и молекулярной формах. При относительно малой влажности (4-26 %) сероводород оказывает незначительное влияние на углеродистые стали, вызывая за 30 сут только потускнение его поверхности. Наличие капельной влаги увеличивает коррозию сталей примерно в 100 раз по сравнению с сухим газом [138]. С повышением внутренних напряжений возникает [c.18]

Если хотят провести дегидрогенизацию таким образом, чтобы продукты реакции были построены иа углеродном скелете исходного вещества, необходимо проводить реакцию при такой температуре, при которой связь — С — С — еще относительно устойчива. Но температура в то же времядолжпабытьдостаточновысокой,чтобы обеспечить отщепление атомарного водорода. Обычно эти противоречивые требования можно примирить, если применять селективные катализаторы, способствующие более быстрому разрыву связи С — Н. Для этой цели прежде использовали серу или металлический селен. Оба этих вещества сами по себе не являются катализаторами в классическом смысле этого слова, поскольку принимают участие в реакции. Соединяясь относительно легко с водородом, они тем самым химически связывают его и выводят из реакционной среды. Благодаря этому равновесие системы сдвигается в желаемом направлении. Дегидрирование с помощью серы или селена требует температуры свяше 300°, Настоящими катализаторами дегидрирования, которые активируют процесс при температурах свыше 200°, являются те же самые металлы, которые при более низких температурах проявляют себя как отличные катализаторы гидрирования, К ним, например, относятся медь, серебро, никель, кобальт, хром, палладий и платина. Эти катализаторы проявляют свою активность том сильнее, чем лучше они измельчены. В измельченном виде они обладают огромной поверхностью, на которой водород адсорбируется, растворяется и переходит из молекулярного состояния в атомарное, в котором он обладает большей реакционной способностью. Гидрирование двойной связи и дегидрирование ненасыщенных соединений за счет присоединения или отщепления атомарного водорода происходит па поверхности катализатора. [c.21]

Изменения на атомарном и молекулярном уровне приводят к существенному изменению свойств вещества. Например, сталь при давлении 12000 бар является ковкой и гибкой, а при 20000 бар можно наблюдать удивительное явление-металл становится эластичным, как каучук. При давлении 400000 бар элементарная сера (известный изолятор) проводит электрический ток. Обычная вода при высоких температурах и давлениях химически активна, а растворимость солей в ней в 3-4 раза вьппе, чем в нормальных условиях температуры и давления. Путем интенсивного повьппе-ния давления можно почти любое вещество перевести в металлическое состояние. Это относится даже к газообразному водороду, существование которого в металлическом состоянии впервые было доказано в 1973 г. группой советских исследователей. Такое состояние достигалось при давлении 2,8 млн. бар, возникавшем в результате взрыва. Металлический водород уже при 100 К становится сверхпроводником, т. е. проводит электрический ток без потерь. Известные до сих пор сплавы металлов достигают такого состояния лишь при температуре около — 252°С. Это открытие могло бы стать исходным пунктом переворота в энергетике. Твердый водород можно было бы использовать и как высокоэффективное ракетное топливо при этом полезный груз ракеты, который в настоящее время составляет всего лишь 10% ее массы, увеличился бы до 60%. Полагают, что в будущем твердый водород, обладающий такими интересными свойствами, удастся сохранять в квазистабильном состоянии и при атмосферном давлении. [c.155]

Наиболее изучен механизм замещения водорода в алканах на хлор и бром. Эти реакции проходят по радикальному цепному механизму. Сущность цепного механизма — в постоянном воссоздании активных частиц, способствующих превращению все новых и новых молекул реагирующего вещества. В обычных условиях молекулярные хлор и бром практически не реагируют с насыщенными углеводородами. Только в атомарном состоянии они способны вырывать атом водорода из молекулы алкана. Поэтому предварительно необходим разрыв молекулы галогена до свободных атомов, которые инициируют цепную реакцию. Это может быть осуще-ствлено действием света или тепла. Например, при хлорировании метана процесс идет следующим образом [c.53]

Настоящая работа посвящена исследова1шю химических свойств активных форм водорода, сорбированного чернями рутения, родия и палладия. В литературе имеются сведения о том, что водород, сорбированный этими металлами, находится в различных состояниях. Исследования адсорбированного на металлах водорода проводились в ра личных условиях различными методами иа металлах в форме пленок, черней, после нанесения на инертные носители и т. д. Общий вывод из этих исследований сводится к тому, что водород на поверхности металлов УИ1 группы находится как в атомарной (Н" , Н , Н), так и в молекулярной (Но, Нг На ) формах, причем на разных металлах эти формы встречаются в разных соотношениях 16-9]. [c.233]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология