Vesinik (1)

5 VÄGA HEA

Tartu Kivilinna Gümnaasium
VESINIK -
Tulest sündiv...vesi
Koostaja: Kairit Linnaste
Juhendaja : Helgi Muoni
Tartu 2008

Sisukord

Sisukord......................................................................................................................2
Üldiseloomustus..........................................................................................................3
Avastamine ja nime saamine...................................................................................3-4
Leidumine looduses.................................................................................................4-5
Füüsikalised omadused...........................................................................................5-6
Keemilised omadused.................................................................................................6
Vesinikühendid.........................................................................................................6-8
Elementide ja ühendite kasutamine............................................................................8
Bioloogiline toime........................................................................................................9
Huvitavat.....................................................................................................................9
Kokkuvõte...................................................................................................................9
Kasutatud kirjandus...................................................................................................10

Üldiseloomustus

On perioodilisustabeli esimene element.
Tema ainsas elektronkihis on üks elektron.
Ta on aatomi ehituselt kõige lihtsam element.
Teda paigutatakse nii IA kui ka VIIA rühma. Kõige õigem on ta paigutada mõlemasse rühma.
Vesinik võib esineda mitme isotoobina ( isotoop – sama tuumalaeng , aga erinev massiarv): 11H – tavaline vesinik ( prootium ), 21H – raske vesinik ( deuteerium ), 31H – üliraske vesinik ( triitium ).
Maakoores on teda alla ühe massiprotsendi. Mahuprotsendi järgi on ta aga väga levinud.
Vesinik on nii kerge, et Maa gravitatsioon ei suuda teda kinni hoida ja teda hajub pidevalt maailmaruumi.
Maailmaruumis (universumis) vesinik kõige levinum element (tähed koosnevad enamasti ainult vesinikust).

Avastamine ja nime saamine

Vesi tulest! See näib uskumatuna, kuid see on fakt, mille esmakordselt tegi kindlaks (1781- 1782 ) inglise teadlane Henry Cavendish . Ta põletas suletud nõus värvuseta, maitseta ja lõhnata gaasi, mida sel ajal nimetati „põlevaks õhuks”, ning avastas, et põlemisproduktiks oli vesi. Cavendish ei uskunud algul saadud tulemust, ent sooritanud rea täpseid katseid „põleva õhu” põlemisel, veendus ta, et põlemisproduktiks oli ainult vesi, millel ei olnud maitset ega lõhna ning kuivaksaurutamisel ei jätnud kõige väiksemat nähtavat jääki.

Tuleb märkida, et juba enne Cavendishi jälgis inglise looduseuurija J. Priestley niiskuse tekkimist „põleva õhu” segu põlemisel ja plahvatamisel, kui ei pööranud sellele küllaldast tähelepanu.
Vaatamata sellele, et „põlev õhk” oli teada juba keskajal saksa arstile ja loodusuurijale Paracelsusele ning kuulus inlgise keemik , füüsik ja filosoof Robert Boyle oskas 1660. aastal mitte ainult saada „põlevat õhku” väävelhappest ja rauast, vaid ka koguda seda nõusse, mida enne teda ei suudetud teha, tehti selle gaasi lihtne olemus kindlaks alles 1783. aastal. Soovides kontrollida Cavendishi katseid, tegi prantsuse teadlane A. L. Lavoisier 1783. aastal täpseid uurimisi „põleva õhu” põlemisprodukti tundmaõppimiseks. Need uurimused kinnitasid Cavendishi katseid. Lavoisier tõestas seda mitte ainult „põleva õhu” põletamise teel, vaid ka selle põlemisproduktide lagundamisel. Tegelikult oli vee analüüsimise põhjuseks vajadus leida odav meetod vesiniku saamiseks, mida Lavoisier püüdis teha Prantsuse Teaduste Akadeemia ülesandel seoses algava õhulaevanduse arenguga.
Hiljem hakati „põlevat õhku” selle võime tõttu nimetama vesinikuks. Vesiniku teaduslik nimetus hydrogenium tuleneb kreekakeelsetest sõnadest hydor- vesi ja genao- sünnitan, toodan. Seega peegeldub vesiniku nimetuses tema põhiomadus- võime moodustada põlemisel vett.

Leidumine looduses

Lihtainena on vesinikku vähesel määral ainult vulkaanigaasides. Maailmaruumis on aga vesinik kõige levinum element. Kosmoses on vesinik levinuim element. Ta moodustab ligi 50% päikese ja tähtede massist.
Maal leidub vesinikku peamiselt keemilise elemendina. Vesinik on vee, hapete, hüdroksiidide ja paljude soolade koostiselement. Vesinik on orgaaniliste ainete ning kõikide elusorganismide koostiselement. Inimorganismi koostisest moodustab vesinik umbes 10%.
Looduses esineb kolm vesiniku isotoopi:

Prootium- H (harilik vesinik)

Prootium on universumis, tähtedes ja hiidplaneetides kõige tavalisem elemendi isotoop.
Sisaldus maakoores on massi järgi väike (0,87%), aatomite arvu järgi suur (17%). Vesinik on leviku poolest Maal 9. kohal, universumis kõige levinum element.

Deuteerium 21H ehk D (raskevesinik)

Deuteeriumi leidub maailmameres keskmiselt üks 2H aatom 6400 H aatomi kohta ehk umbes 0,156 ‰.
Lihtainena esineb deuteerium äärmiselt väikestes kogudes. See on omadustelt diprootiumi H2 sarnane gaas valemiga 2H2 või D2.
Deuteeriumi levinuim ühend universumis on ühend tavalise 1H aatomiga ehk 2H 1H või DH.

Triitium 31 H ehk T (üliraske vesinik), radioaktiivne.

Looduses esineb triitiumi väga väikestes kogustes. Ta tekib enamasti atmosfääri ülakihtides kosmilise kiirguse mõju tõttu atmosfääris leiduvatele gaasidele.
Levinuim triitiumi tekke mehhanism toimib, kui lämmastiku molekulid on avatud kosmilisele neutronivoole. Saades juurde ühe neutroni, laguneb lämmastiku tuum süsiniku ja triitiumi tuumaks. Triitiumi lühike poolestusaeg (12,32 aastat) ei võimalda looduslike varude kogunemist.
Kokkuvõtlikult- vesinikku leidub lihtainena: maalimaruumis, atmosfääri ülemistes kihtides, nafta puuraukudes, vulkaanipursetes.
Ühenditena: vees, maagaasis, naftas, elusorganismides.

Füüsikalise omadused

Vesinik on värvuseta, lõhnata ja maitseta gaas. Ta on kõige kergem gaas, õhust ligikaudu 14,5 korda kergem. Vees lahustub vesinik halvasti, hästi lahustub ta mõnedes metallides, näiteks pallaadiumis. Vesiniku suure soojusjuhtivuse tõttu jahtuvad kuumad kehad vesinikus 7 korda kiiremini kui õhus. Teda ei saa hoida keraamilistes ega ka kummist anumates, sest ta tungib neist materjalidest läbi nagu vesi läbi sõela. Klaasanumas saab vesinikku hoida vaid madalatel temperatuuridel . 200-300 kraadi juures läbib vesinik kergesti klaasi, veelgi kõrgemal temperatuuril ei hoia teda kinni isegi mitte metallseinad. Tahke vesinik on helesinine, heksagonaalse molekulvõrega (väga kõrgetel rõhkudeläheb üle metallvõreks).Vesinikul on kõrge sidemeenergia, molekul on vähepolariseeritav dissotsiatsioonaatomiteks algab t°-üle 2000 K. Elektronkonfiguratsioon 1s1 Moodustab ühe kovalentse sideme (H2, HCl) või on ioonina (H+) elektronpaari aktseptoriks (H3O+).

Keemilised omadused

Vesinik põleb õhus ja hapnikus veeauruks:

2H2+ O2 = 2H2O

Vesiniku ja hapniku segu plahvatab süütamisel. Gaasisegu, mis koosneb kahest mahuosast vesinikust ja ühest mahuosast hapnikust, nimetatakse paukgaasiks.

Kõrgel temperatuuril redutseeruvad metallid nende oksiidideks vesiniku toimel vabaks metalliks:

CuO + H2= Cu + H2O

Kõrgel temperatuuril ühineb vesinik mittemetallidega:

H2O + S = H2S ( divesiniksulfiid )
H2 + Cl2= 2HCl (vesinikkloriid)

Vesinikuühendid

Vesinik (I-) ühendid- vesinik kui oksüdeerija käitub nagu tüüpiline halogen: moodustab halogeenidega analoogiliselt hüdriide (vesinikuühendid metallidega või mittemetallidega, milles vesiniku o.a on I). Sõltuvalt suhteliselt elektronegatiivsema elemendi omadustest hüdriidis võivad hüdriidid nagu halogeenidki olla kas ioonilised , kovalentsed või ioonilis-kovalentsed.

Ioonilised on leelis- ja leelismuldmetallide hüdriidid, näitkes KH ja CaH2. Ioonilised hüdriidid on kõrge sulamistemperatuuriga tahked kristallilised ained, s.o. soolad . I rühma s-elementide hüdriidid on nagu enamik nende elementide halogeenide NACl struktuuriga. Keemilises mõttes käituvad ioonilised hüdriidid aluseliste ühenditena.
Kovalentsete ühendite hulka kuuluvad hüdriidid vesinikust vähem elektronegatiivsete mittemetalliliste elementidega, nagu SiH4 ja BH3. Keemilistelt omadustelt on mittemetallide hüdriidid happelised ühendid.
Hüdriidide keemiliste omaduste eripära on kerge määrata nende käitumise järgi hüdrolüüsil. Hüdriidide hüdrolüüsi iseloomulik tunnus on vesiniku eraldumine. Reaktsioon kulgeb redoksmehhanismi järgi. Hüdriidis negatiivselt polariseeritud H(I-) aatom ja vees positiivselt polariseeritud H(I) aatom lähevad olekusse, mille o.a on null. Hüdriidide hüdrolüüs kulgeb lõpuni ega ole pöörduv. Aluselistest hüdriididest moodustuvad leelised , happelistest aga happed . Seepärast võin happelisi hüdriide nimetada ka vesinikanhüdriidideks.
Aluseliste hüdriidide erinevus happelistest avaldub ilmekalt nende omavahelisel reageerimisel. See reaktsioon saab toimuda vaid mittevesilahustes, näiteks eetris. Liitiumhüdriid, andes kompleksi koostisesse iooni H-, on elektronpaari doonoriks, BH3 aga, mis liidab hüdriidiooni, aktseptoriks.
Amfoteerse ühendina võib vaadata alumiiniumhüdriidi, mis reaktsiooni teistest partneritest olenevalt on kas elektronpaari doonoriks või aktseptoriks.
Liht- ja komplekshüdriidid on tugevad redutseerijad , mida kasutatakse mitmesugustes sünteesides, vesiniku saamiseks ja keemilises analüüsis.

Vesinik (I) ühendid- vesiniku aatomid on positiivselt polariseeritud paljudes kovalentsetes ühendites. Nende sea on tavalistes tingimustes gaase , vedelikke ja tahkeid aineid.

Vesinik (I) ühendite omadustele avaldab suurt mõju nende molekulide vahel tekkiv vesinikside. Seetõttu on HF, H2O ja H3N anomaalselt kõrge sulamis- ja keemistemperatuuriga sama rühma elementide binaarsete vesinikuühenditega võrreldes.

Metallilise sidemega vesinikuühendid- Vesinik moodustab d-elementidega mitmesuguseid sisestumistüüpi tahkeid lahuseid. Nii lahustub tavalistes tingimustes ühes mahuosas pallaadiumis kuni 700 mahuosa vesinikku. Neeldumisega kaasneb pallaadiumi kristallivõre ruumala kasv 3,5% võrra, mille tagajärjel siserõhk kristallis kasvab 275 000 at-ni. Arvutused näitavad, et nii kõrgetel rõhkudel peab vesinik olema metallilises olekus, s.t. loovutama oma elektroni metallivõrega kristalli energiatsooni moodustamiseks.

Elemendi ja ühendite kasutamine

Vesiniku põlemisel tekkivat kõrge temperatuuriga leeki kasutatakse metallide lõikamisel, keevitamisel, sulatamisel.
Vesinikuga redutseeritakse metallimaaki, saamaks metalle .
Vesiniku kui kõige kergema gaasiga täidetakse õhupalle.
Samuti täidetakse vesinikuga stratostaate, millega uuritakse atmosfääri.
Vesinikuga muudetakse vedelad rasvad ja taimeõlid tahketeks . Sel põhimõttel toodetakse vedelrasvadest tahkeid rasvu ( margariin ).
Vesinik on tähtis tooraine keemiatööstuses vedelkütuste, määrdeõlide, mineraalväetise, hapete jpt ainete tootmisel.
Vesinikku kasutatakse keemiatööstuses ammoniaagi ja soolhappe tootmisel ning orgaaniliste ainete töötlemisel.
Vesinikuühendid on tahke raketikütuse põhikomponendid ja ka vedelkütuseraketi kütus on kas petrooleum või vedel vesinik
Sõjatehnikas on kasutatud ka vesinikpomme, mis oma jõult on suuremad, kui aatompommid, kuid need keelustati juba ammu.

Vesiniku biotoime

Vesinik on inimorganismi (10% keha massist) ja orgaaniliste ühendite koostiselement. Vesinikioonide kontsentratsioon määrab organism kudede ja bioloogiliste vedelike pH. Näiteks on maomahl ja higi happelised, sapinõre ja sülg on peaaegu neutraalsed, pisarad , veri ja soolenõred on nõrgalt aluselised .

Huvitavat...

Vesinik võib lähikümnenditel asendada fossiilseid autokütuseid.
Selle asemel, et hoida ohtlikku vesinikku suures koguses lõhustatakse vett vähehaaval hapnikuks ja vesinikuks, kasutades selleks uudset meetodit. Vabanevat vesinikku segatakse omakorda tavakütusega ning saadetakse sisepõle
Maailmas on palju tehtud vesinikkütustele üleminekuks – kiirendus sellele on aina kasvav saaste ja kasvavad kütusehinnad maailmas, kus tarbijamaad ise ei oma kütuseks vajalikke loodusvarasid.Sõltuvus fossiilsetest maavaradest on kõige haiglasem sõltuvus, peale otsese kahjulikkuse on ta ka maakera hävitav.mismootorisse.

Kokkuvõte

Referaati ühe keemilise elemendi kohta oli põnev teha. Sain erinevaid internetilehekülgi uurida ning ka mitmeid raamatuid kasutada. Muidugi see oli aeganõudev töö, kuid arvan, et kõik see tasus ära. Juba sellepärast, et olen mitmeti targem praegu. Tean vesiniku olemuse kohta, kuidas seda saadakse ja kes üleüldse selle avastas. Kuid kõige kasulikum minule on see, et sain teada selle kasutusalade kohta. Huvitav on näiteks teada, et seda kasutatakse margariini valmistamiseks. Väga oluline on see, et vesiniku abil võime varsti oma loodust säästa. Vahetada autokütuse just vesiniku vastu. Kuna minagi leidsin sellest tööst kasulikku , arvan, et see on väga hea tööülesanne.

Kasutatud kirjandus

N. Ahmetov
“ Anorgaaniline keemia”
Tallinn 1974
Lk 256-293
Hergi Karik
“Hämmastavad ained”
Tallinn 1991
Lk 38-45
P. Taube, J. Rudenko
“Vesinikust kuni...?”
Tallinn 1966
Lk 37-43
11

.RTF Laadi alla originaalfail 11 lk · .rtf · 56 allalaadimist

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 11 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2008-04-03 Kuupäev, millal dokument üles laeti

56 laadimist Kokku alla laetud

1 arvamus Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

basicgirl Õppematerjali autor

Tulest sündiv...vesi

Kasutatud allikad

https://et.wikipedia.org/wiki/Vesinik

Sarnased õppematerjalid

doc

Vesinik

Vesinik Referaat Koostaja: Vesinik Vesiniku tegi esmakordselt kindlaks 1781. aastal inglise teadlane Henry Cavendish, kui ta põletas suletud nõus värvuseta, maitseta ja lõhnata gaasi, mida sel ajal nimetati ,,põlevaks õhuks", ning avastas, et põlemisproduktiks oli vesi. Cavendish ei uskunud algul saadud tulemust, ent sooritanud rea katseid ,,põleva õhu" põlemisel, veendus ta, et põlemisproduktiks oli ainult vesi, millel ei olnud maitset ega lõhna ning kuivaksaurutamisel ei jätnud kõige

Keemia

doc

Vesinik

Ta esineb vees ja peaaegu kõigis orgaanilistes ühendites, seega seotud kujul kõigis organismides. Vesinik on kõige väiksema aatommassiga element; kõige sagedasema isotoobi prootiumi aatom koosneb ainult ühest prootonist ja ühest elektronist. Vesiniku aatommass on 1,00794±0,00007 g·mol-1. Maal ei esine tavalistes looduslikes tingimustes üheaatomilise molekuliga monovesinikku ehk atomaarset vesinikku H, küll aga divesinik ehk molekulaarne vesinik H2, mis on normaaltingimustel värvitu ja lõhnatu gaas. Mõne keemilise reaktsiooni ajal esineb atomaarne vesinik siiski väga lühikese aja vältel. Aatomi suurust iseloomustavad näitajad Vesiniku aatommass on 1,00794 aatommassiühikut. Arvutuslik aatomiraadius on 25 (53) pm. Kovalentne raadius on 120 pm. Koht perioodilisussüsteemis Kuigi vesinik paigutatakse tavaliselt I rühma, ei ole tema koht perioodilisussüsteemis üheselt

Keemia

odt

Hapnik ja Vesinik

................................................................................5 1.2 Hapnikusisaldus...............................................................................5 1.3 Hapnikuringe...................................................................................6 1.4 Hapniku Toksilisus..........................................................................6 1.5 Lahustunud Hapnik..........................................................................6 2.0 Mis On Vesinik?.....................................................................................7 2.1 Vesiniku Aatomi Suurust Iseloomustavad Näitajad...........................7 2.2 Koht Perioodilisussüsteemis..............................................................8 2.3 Esinemine Looduses..........................................................................8 2.4 Molekulaarne Vesinik........................................................................10 2

Keemia

doc

Referaat Vesinikust

Vesinikku tähistatakse tähisega H. Vesinik on keemiline element järjenumbriga 1. Ta on lihtsaima aatomiehitusega ning väikseima aatommassiga element üldse. Vesinik on tüüpiline mittemetall. Vesinik on Universumis (kuid mitte maakoores) kõige sagedasem element. Ta esineb vees ja peaaegu kõigis orgaanilistes ühendites, seega seotud kujul kõigis organismides. Vesinik moodustab umbes 75% Päikese ja tähtede massist. Maa massist moodustab vesinik umbes umbes 0,12%. LEIDUMINE JA SAAMINE Leidumine lihtainena: 1. maailmaruumis 2. atmosfääri ülemistes kihtides 3. nafta puuraukudes 4. vulkaanipursetel Leidumine liitainena: 1. vees 2. maagaasis 3. naftas 4. elusorganismides Saamine laboris: Metall + Hape Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Keemia

ppt

Vesinik

Vesinik Koostas: Brenda · Avastaja, avastamisaeg, koht: Henry Cavendish, 1766, London, Suurbritannia · Aatomnumber: 1 · Aatommass: 1,00794 · Klassifikatsioon: selemendid · Maa massist moodustab vesinik umbes umbes 0,12%. Aatomi ehitus · Elektronvalem: 1s1 · Elektronskeem: +1|1) · Elektronite arv: 1 · Neutronite arv: 0 · Prootonite arv: 1 · Oksüdatsiooniast(m)e(d) ühendites: -I, 0, I · Kristalli struktuur: heksagonaalne · Põhiliselt liidab ühe elektroni, väga harva loovutab. · Deetrium raske vesinik, aatommass 2 (1 prooton + 1 neutron) · Triitium - Üliraske vesinik, aatommass 3 (1 prooton + 2 neutronit)

Keemia

doc

Mittemetallide materjal

· Lihtainetes on aatomite vahel kovalentsed sidemed (O2, H2, H2O). · Metallidega reageerimisel käituvad mittemetallid oksüdeerijana. · Kõige aktiivsemad mittemetallid on VIIA rühmas (võtavad kergesti juurde ühe elektroni). Kõige vähemaktiivsemad (keemiliselt inertsed) on VIIIA rühma mittemetallid (väärisgaasid) kuna nende väliskihil on 8 elektroni => pole põhjust ei juurde võtta ega ära anda. VESINIK 1. Üldiseloomustus · On perioodilisustabeli esimene element. · Tema ainsas elektronkihis on üks elektron. · Ta on aatomi ehituselt kõige lihtsam element. · Teda paigutatakse nii IA kui ka VIIA rühma. Kõige õigem on ta paigutada mõlemasse rühma. · Vesinik võib esineda mitme isotoobina (isotoop sama tuumalaeng, aga erinev massiarv): 11H tavaline vesinik (prootium), 21H raske vesinik (deuteerium), 31H üliraske vesinik (triitium).

Keemia

doc

MITTEMETALLID (Vesinik ja hapnik)

Keemia

doc

HAPNIKU, LÄMMASTIKU, SÜSIHAPPEGAASI JA VESINIKU KASUTAMINE

toota vett vesinikuks. Vesiniku teaduslik nimetuis hydrogenium tuleneb kreekakeelsetest sõnadest hydor vesi ja genao sünnitan, toodan. Tegelikult oli "põlev õhk" teada juba keskaja saksa arstile ja loodusuurijale Paracelsusele (XVIsaj), samuti oskas vesinikku saada juba 1660.aastal inglise teadlane Robert Boyl. Cavendishi katsete tulemusi kontrollis prantsuse teadlane 1783.aastal Antoine Laurent Lavoisier. Vesiniku aatom on kõige lihtsam keemiline element; lihtainena on vesinik kõige kergem gaas, millele on kõige suurem liikumiskiirus ~9000km/h; jahtumisel muutub vesinik madaltemperatuuril vedelikuks, mis on kõige kergem vedelik: ~15 (14,45) korda veest kergem; universumis on vesinik kõige levinum element, teda leidub kogu universumis- Päikesel, tähtedel, udukogudes ja maailmaruumis; Maa peal on vesinik seotud põhiliselt mitmete ühendite näol, kuid peamiselt veena maakera pinnal; gaasiline vesinik on värvuseta,

Keemia

Rohkem sarnaseid