Кальций массой 4 г сжигают в замкнутом объёме, содержащем 30 л хлора. Хватит ли хлора для того, чтобы реакция полностью? Какие вещества и в каком количестве останутся в замкнутой ёмкости после окончания процесса?

Водород, его физические и химические свойства

Элемент водород начинает Периодическую систему – он имеет порядковый номер 1. Это самый легкий из химических элементов. Обладая уникальными свойствами, частично напоминающими свойства галогенов, частично – щелочных металлов, он оказывается расположенным и в первой, и в VII группах Периодической системы.

Строение водорода

Атом водорода имеет очень простое строение – в нем содержится всего один протон и один электрон. Отдавая электрон, атом приобретает степень окисления +1, а принимая его – степень окисления –1. Относительная атомная масса атома водорода равна 1. Однако в природе существуют и более тяжелые атомы водорода – дейтерий (содержит один нейтрон, поэтому его масса равна 2) и тритий (содержит два нейтрона, атомная масса равна 3).

Водород – самый распространенный элемент во Вселенной. На Земле он уступает по распространенности кислороду, кремнию и некоторым другим элементам. Главное соединение водорода – вода. Также он содержится в природном газе, нефти, в некоторых минералах, в белках, жирах и углеводах.

Физические свойства

При обычных условиях водород – газ, состоящий из двухатомных молекул. Он не имеет ни цвета, ни запаха, мало растворим в воде (1,82 мл в 100 г воды при 20 ). При сильном сжатии и охлаждении переходит в жидкое состояние. Жидкий водород кипит при –253°C, при этой температуре азот и кислород находятся в кристаллическом состоянии. Твердый водород образуется при охлаждении до –259°C.

Газообразный водород обладает рядом уникальных свойств. Благодаря маленькому радиусу атомы и молекулы водорода могут проникать через резину, стекло и даже через металлы. Некоторые металлы, например, платина и палладий растворять значительные количества газообразного водорода. Водород в 14,5 раз легче воздуха, 100 л водорода при 0 весят всего 9 г. Это самый легкий из газов и самое легкое вещество.

Химические свойства

При комнатной температуре реагирует лишь с фтором, а на свету – с хлором, при нагревании – с кислородом, серой, азотом, углеродом:

H + X = 2HX (X = F, Cl)

2H + O = 2HO,

H + S = HS,

3H + N = 2NH.

С кислородом и воздухом водород образует взрывчатые смеси. Особенно опасна смесь одного объема кислорода и двух объемов водорода. Ее называют гремучим газом.

При взаимодействии с щелочными и щелочноземельными металлами образует гидриды. Восстанавливает некоторые металлы из оксидов:

V2(HCl) = 200 мл = 0,2 л Сн(HCl) = C(1/z HCl) = 0,1 N ρ = 1,034 г/см3 = 1,034 г/мл ω(HCl) = 6,443% Эквивалентное число кислоты равно основности кислоты (числу протонов), тогда эквивалентное число HCl z(HCl) = 1 Молярная концентрация 0,1 н раствора HCl. См(HCl) = Сн(HCl)/z(HCl) = 0,1/1 = 0,1 моль/л = 0,1М Количество вещества HCl в 200 мл 0,1М раствора HCl n(HCl) = См(HCl)*V2(HCl) = 0,1*0,2 = 0,02 моль Масса чистого вещества HCl в 200 мл 0,1М раствора HCl m(HCl) = n(HCl)*M(HCl) = 0,02*36,5 = 0,73 г Масса 6,443% раствора HCl m(HCl)p-pa = [m(HCl)/ω(HCl)]*100% = [0,73/6,443]*100 = 11,33 г Объем 6,443% раствора HCl V1(HCl) = m(HCl)p-pa/ρ = 11,33/1,034 = 10,96 мл