Химические свойства и применение водорода

Реакционная способность простого вещества $\\text{H}_2$ и направления его практического использования в промышленности и технике.

• 1. Взаимодействие с кислородом (горение): горит бесцветным или бледно-голубым пламенем с выделением огромного количества теплоты ($Q = +484\text{ кДж}$):

$$2\\text{H}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{t} 2\\text{H}_2\text{O}$$

(Лежит в основе водородно-кислородной сварки и резки металлов, где температура пламени достигает 2800 °C)

• 2. Взаимодействие с неметаллами: при нагревании реагирует с серой, хлором, азотом:

$$\\text{H}_2 + \text{S} \xrightarrow{t} \\text{H}_2\text{S}\uparrow \quad (\text{сероводород с запахом тухлых яиц})$$

$$3\\text{H}_2 + \text{N}_2 \xrightleftharpoons{p, t, \text{кат.}} 2\text{NH}_3 \quad (\text{промышленный синтез аммиака})$$

• 3. Восстановление металлов из оксидов: водород отнимает кислород у оксидов малоактивных и средней активности металлов:

$$\\text{H}_2 + \text{CuO} \xrightarrow{t} \text{Cu} + \\text{H}_2\text{O}$$

$$\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\\text{H}_2 \xrightarrow{t} 2\text{Fe} + 3\\text{H}_2\text{O}$$

(Металлургический метод получения тугоплавких и особо чистых металлов — вольфрама, молибдена, меди, железа)

• 4. Сферы применения: экологически чистое ракетное и автомобильное топливо (единственный продукт сгорания — чистая вода), сырьё для синтеза аммиака, соляной кислоты и метилового спирта, гидрогенизация растительных жиров в маргарин в пищевой промышленности