Водород: получение, свойства и реакции
Водород — самый лёгкий элемент, а его молекулярный газ \(H_2\) сочетает простое строение, важные реакции и строгие требования безопасности.
1. Молекулярный водород
При обычных условиях водород — бесцветный газ без запаха из двухатомных молекул \(H_2\). Он имеет очень малую плотность и слабо растворим в воде. В открытом хорошо проветриваемом месте утечка поднимается и рассеивается, но при плохой вентиляции газ может накапливаться. Определять водород по запаху нельзя.
2. Лабораторное получение
Некоторые металлы, стоящие в ряду активности выше водорода, вытесняют ионы водорода из разбавленных кислот. Контролируемый пример — цинк и разбавленная соляная кислота:
Это реакция замещения: цинк образует ионы, а ионы водорода превращаются в \(H_2\). Водород слабо растворим в воде, поэтому его собирают над водой в перевёрнутом сосуде. Первая порция содержит воздух из прибора и не используется для пробы пламенем.
3. Распознавание и горение
Небольшая отдельная проба водорода при поджигании у горлышка пробирки даёт характерный негромкий хлопок. Это результат быстрой реакции с кислородом. Пробу проводят только после вытеснения воздуха из прибора и под обученным контролем.