|
I. Tahliliy bo‘lim
1.1. Jarayonning nazariy asoslari
Vodorod (Hydrogenium), H—Mendeleyev davriy sistemasining birinchi guruhiga mansub kimyoviy element; atom massasi 1,00797. Odatdagi sharoitda rangsiz, hidsiz gaz boʻlib, taʼmi yoʻq. Metallarga kislotalar taʼsir ettirilganida yonuvchi gaz ajralishi 16- va 17-asr kimyogarlarining asarlarida koʻp eslatib oʻtiladi. 1766 yilda ingliz kimyogari Vodorod Kavendish ajralayotgan gazni yigʻib tekshirib, "alangalanuvchi havo" deb atadi va ana shu gaz flogiston boʻlsa kerak, deb oʻyladi. 1783 yilda Vodorod Lavuaze suvni analiz va sintez qilish yoʻli bilan uning tarkibi murakkab ekanini isbot etdi. 1787 yilda esa "alangalanuvchi gaz"ni yangi element deb taʼrifladi va unga hoz. hydrogene (yun. hydro—suv va gennao—tugʻdiraman) nomini berdi. Ruscha "Vodorod" nomini 1824 yilda Vodorod Vodorod Solovev taklif etgan.
Vodorodning davriy sistemadagi o‘rni. Vodorod davriy sistemada birinchi o‘ringa joylashgan (Z - l). Uning atomi eng oddiy tuzilgan: atom yadrosi elektron bulut bilan qoplangan .
Vodorod ba’zi sharoitlarda metall xossalarini (elektronini beradi), boshqa sharoitlardan esa metallmaslik xossalarini namoyon qiladi (elektron biriktirib oladi). Lekin xossalari jihatdan u ishqoriy metallarga qaraganda galogenlarga ancha yaqin turadi. Shu sababli vodorod D.I.M endeleyev elem entlar davriy sistemasining VII gruppasiga joylashtiriladi, I gruppada esa vodorodning simvoli qavs ichiga yoziladi.
Tabiatda uchrashi. Vodorod tabiatda keng tarqalgan — suv, barcha organik birikmalar tarkibida boiadi, erkin holda ayrim tabiiy gazlar tarkibida uchraydi. Uning yer po‘stlog‘idagi miqdori massa jihatdan 0,15% ga yetadi (gidrosferani hisobga olganda — 1%). Vodorod Quyosh massasining yarmini tashkil etadi.
Vodorod butun borliq bo‘ylab eng keng va ko‘p tarqalgan kimyoviy elementdir. Ilmiy taxminlarga ko‘ra, butun olamdagi barcha atomlarning ≈88% qismini vodorod atomlari tashkil qilar ekan. U yulduzlar va yulduzlararo gazning asosiy tashkil qiluvchisidir. Yulduzlardagi o‘ta yuqori harorat tufayli, ulardagi vodorod plazma holatida bo‘ladi. Yulduzlararo fazoda esa vodorod alohida atomlar, ionlar holatida bo‘lib, molekulyar bulutlar hosil qilishi mumkin. Vodorod Quyosh massasining deyarli yarmini, % hisobida esa 74.5 ulushini tashkil qiladi.
Yer qobig‘idagi vodorodning ulushi esa 1% ni tashkil qiladi. Yerdagi vodorodning deyarli barchasi, birikma holatidadir. Uning yerda yuz beradigan barcha tabiiy jarayonlardagi ahamiyati beqiyos. Faqat Yer atmosferasidagina juda oz miqdorda oddiy modda shaklidagi vodorod uchraydi, u quruq havo hajmidan atiga 0.00005% ni tashkil qiladi.
Ushbu element deyarli barcha tirik organizmlarda to‘qimalarda, hamda barcha organik moddalar tarkibida uchraydi. Tirik to‘qimalarda atomlar sonining 63% qismini aynan vodorod atomlari tashkil qiladi
Tabiatda vodorod ikkita izotop — protiy (99, 98%) va deyteriy ■ (0,02%) holida uchraydi. Shu sababli odatdagi suv tarkibida ozroq m iqdorda og‘ir suv boladi.
Tabiatda Vodorod uch xil izotop holatida uchraydi. Vodorodning barcha izotoplari o‘z nomiga egadir. Ular: Protiy 1H (yoki shunchaki H); Deyteriy 2H (yoki, D); va Tritiy 3H (yoki, T, bu izotop radioaktiv hisoblanadi). Protiy va Deyteriy, massa sonlari mos ravishda 1 va 2 bo‘lgan barqaror izotoplardir. Tabiatda ularning tarqalganligi ham mos ravishda 99,9885 ± 0,0070 % va 0,0115 ± 0,0070 % ni tashkil qiladi.
Tritiy izotopi – beqaror bo‘lib, uning yarim yemirilish davri 12,32 yil. Tritiyning tabiatda tarqalganligi miqdori juda kichik bo‘lib, bu borada hozircha aniq ma’lumotlar mavjud emas.
Tabiiy vodorod H2 va HD (deyterovodorod) molekulalarining 3200:1 nisbatdagi aralashmasi holatida bo‘ladi. toza Deyteriy D2 miqdori juda kichik. HD va D2 nisbati esa taxminan 6400:1 deb baholanadi.
Laboratoriya sharoitida vodorod quyidagi usullar bilan olinadi:
1. Metallni (ruxni) xlorid yoki sulfat kislotalarning eritmalari bilan o'zaro ta ’sir ettirish (reaksiya K ipp apparatida o ‘tkaziladi):
Zn+2H+= Zn2++ H2 t
2. Suvni elektroliz qilish, Suvning elektr o ‘tkazuvchanligini oshirish uchun unga elektrolit, m asalan NaOH , H2SO4 yoki Na2SO4 qo‘shiladi. Katodda 2 hajm vodorod, anodda — 1 hajm kislorod hosil bo‘ladi. Elektroliz sxemasi ilgari ko‘rib chiqilgan.
Sanoatda vodorod bir necha xil usullar bilan olinadi.
1. KC1 yoki NaCl ning suvdagi eritmalarini elektroliz qilishda qo'shim cha mahsulot sifatida hosil bo'ladi.
2. Konversiya usuli bilan (konversiya — o'zgarish). Dastlab cho'giangan koks ustidan 1000 °C da suv bugiarini o ‘tkazish yo‘li bilan suv gazi olinadi:
C +H2O= CO + H2
So‘ngra suv gazining m o‘l suv bug‘lari bilan aralashmasini 400— 450 °C gacha qizdirilgan katalizator Fe2 O3 ustidan o‘tkazib, uglerod (II) oksid uglerod (IV) oksidga qadar oksidlanadi:
CO+ (H 2)+H 2O = CO 2+ H 2+(H 2)
Hosil bo'lgan uglerod (IV) oksid suvga yuttiriladi. Sanoatda olinadigan vodorodning 50% dan ko‘prog£i ana shu usul bilan olinadi.
3. M etanni suv bug‘i bilan konversiyalash:
CH 4+2H 2O= CO 2+4H 2
Reaksiya 1300 °C da nikel katalizator ishtirokida boradi. Bu usul tabiiy gazlardan foydalanishga va eng arzon vodorod olishga imkon beradi.
4. Metanni temir yoki nikel katalizator ishtirokida 350 °C ga qadar qizdirish:
CH 2=C+2H 2
5. Koks gazini o`ta sovitish (—196 °C ga qadar). Bunday sovitilganda vodoroddan boshqa barcha gazsim on m oddalar suyuqlikka aylanadi (kondensatsiyalanadi).
Do'stlaringiz bilan baham: | 
