Przeczytaj
Jakie rodzaje wodorków istnieją?
Wodorki metali grup pierwszej i drugiej mają budowę jonową (z wyjątkiem wodorku berylu), są zbudowane z kationów metalu i anionów wodorkowych . W temperaturze pokojowej są ciałami stałymi o wysokich temperaturach topnienia. Przykładem wodorku metalu grupy układu okresowego jest wodorek baru o wzorze .
Wodorki niemetali, w większości przypadków, są w warunkach normalnych gazami (wyjątek stanowi woda i fluorowodór ze względu na tworzenie wiązań wodorowych pomiędzy cząsteczkami). Większość z nich ma charakterystyczny, drażniący zapach. W ciele stałym tworzą kryształy molekularne.
Wodorki typu soli
Wodorki jonowe, czyli solopodobne, to wodorki metali grupy pierwszej i drugiej. Do nich, zwanych też wodorkami typu soli, zaliczamy wodorki jonowe, których kryształ jest zbudowany z kationów metalu i anionów wodorkowych. Do tej grupy związków zaliczamy wodorki metali grupy i z wyjątkiem wodorku berylu, ale także np. wodorek lantanu. Wodorki te, jak już wspomniano, są ciałami stałymi o budowie jonowej. Mają wysokie temperatury topnienia, stopione przewodzą prąd elektryczny oraz mają większą gęstość niż odpowiadające im metale. Są zawsze związkami stechiometrycznymi o dużym cieple tworzeniacieple tworzenia. W wyniku ich elektrolizyelektrolizy na anodzie wydziela się wodór, co jest dowodem na istnienie jonu wodorkowego .
Wodorki jonowe wytwarza się przez bezpośrednią interakcję z metalami w temperaturze .
Także i wszystkie wodorki jonowe rozkładają się w wysokiej temperaturze, dając metal i wodór. Przykładem może być wodorek sodu , który w czystej postaci monokryształu rozkłada się w temperaturze topnienia (), jednak komercyjnie dostępny zanieczyszczony wodorek sodu rozkłada się już w temperaturze ok. . Innym przykładem jest wodorek wapnia, którego syntezę prowadzi się w temperaturze , a jego rozkład następuje w temperaturze około . Tylko jest stabilny do temperatury topnienia . Wodorki typu soli są wysoce reaktywne. Mają one charakter silnie zasadowy i gwałtownie reagują z wodą lub kwasami wydzielając wodór. Jedynie w przypadku , w reakcji z tlenem czy chlorem, potrzebna jest wysoka temperatura.
Wodorki typu soli znajdują zastosowanie w laboratoriach chemicznych jako reduktory, silne zasady albo czynniki usuwające śladowe ilości wody z rozpuszczalników organicznych.
Zastosowania wodorków typu soli
1. Środki przenoszące wodór
2. Silne reduktory
Wodorki są silnym reduktorami, szczególnie w wysokich temperaturach, np.:
3. Przechowywanie wodoru
Wodór w normalnych warunkach jest gazem, więc jego objętościowa gęstość energii jest bardzo słaba w porównaniu do ciekłych paliw, jak benzyna czy ropa.
Istnieje kilka sposobów na „przechowywanie” wodoru – jednym z nich są wodorki metalu. Dają one wyższą gęstość objętościową energii niż ciekły wodór.
Stopy metali (na bazie chociażby magnezu czy metali ziem rzadkich) adsorbują wodór w swojej strukturze tak, że cząsteczki gazu są ściśle upakowane. Jednak materiały te mają duży ciężar i są drogie. Dodatkowym problemem jest powolne napełnianie.
Metoda ta jest dobra do zastosowań, gdzie objętość, a nie masa, jest istotna – np. w niektórych urządzeniach przenośnych i wózkach widłowych lub okrętach podwodnych.
4. Synteza innych wodorków
Wodorek litu, ze względu na bierność chemiczną względem lub , w umiarkowanych temperaturach stosowany jest w syntezie innych przydatnych wodorków.
5. Ekranowanie reaktorów jądrowych
Wodorek litu używany jest też do ekranowania reaktorów jądrowych.
6. Suszenie rozpuszczalników organicznych
Wodorek sodu jest stosowany do suszenia niektórych rozpuszczalników organicznych – np. eterów – ze względu na jego szybką i nieodwracalną reakcję z wodą. Podobnie wodorek wapnia znalazł zastosowanie w usuwaniu śladów wilgoci z cieczy organicznych wspomnianych eterów lub oleju transformatorowego.
7. Napełnianie balonów
Wodorek wapnia używany jest jako źródło wodoru do napełniania balonów stratosferycznych lub innych balonów meteorologicznych.
Słownik
proces wymuszony, na który składa się zespół przemian chemicznych zachodzących na granicy faz metal–roztwór elektrolitu, pod wpływem przyłożonego napięcia zewnętrznego; upraszczając, elektrolizą nazwiemy reakcje chemiczne, które zachodzą na powierzchni elektrody podczas przepływu prądu przez elektrolit
zmiana entalpii podczas tworzenia jednego mola danej substancji w zadanych warunkach temperatury i ciśnienia z czystych substancji prostych (pierwiastków chemicznych), trwałych w tych warunkach
objętościowa gęstość energii
w określonej objętości znajduje się pewna ilość energii
Bibliografia
Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa .
Dudek K., Płotek M., Elektrochemia. Repetytorium maturzysty, Kraków .
Kaczyński J., Czaplicki A., Chemia ogólna, Warszawa .
Litwin M., Styka–Wlazło S., Szymońska J., Chemia ogólna i nieorganiczna, Warszawa .
Pac B., Zegar A., Podstawy klasyfikacji związków nieorganicznych w teorii i zadaniach, Kraków .