Устөрөгчийн исэл: бэлтгэл ба шинж чанар

2024 Зохиолч: Angel Austin | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 05:36

Манай гараг дээрх хамгийн чухал бөгөөд өргөн тархсан бодис бол мэдээж ус юм. Үүнийг ач холбогдлын хувьд юутай харьцуулж болох вэ? Дэлхий дээрх амьдрал зөвхөн шингэн гарч ирснээр л боломжтой болсон нь мэдэгдэж байна. Химийн үүднээс ус (устөрөгчийн исэл) гэж юу вэ? Энэ нь юунаас бүрддэг, ямар шинж чанартай байдаг вэ? Энэ нийтлэлийг ойлгохыг хичээцгээе.

Устөрөгч ба түүний нэгдлүүд

Үелэх системийн хамгийн хөнгөн атом бол устөрөгч юм. Энэ нь галогенийн дэд бүлэг болон шүлтлэг металлын эхний бүлэгт хоёуланд нь хоёуланд нь давхар байр суурь эзэлдэг. Ийм шинж чанарыг юу тайлбарлаж байна вэ? Түүний атомын бүрхүүлийн электрон бүтэц. Энэ нь зөвхөн нэг электронтой бөгөөд энэ нь хоёуланг нь орхиж, өөр нэгийг өөртөө хавсаргаж, хос үүсгэж, гаднах түвшинг дүүргэх боломжтой.

Ийм учраас энэ элементийн үндсэн ба цорын ганц исэлдэлтийн төлөв нь +1 ба -1 байна. Энэ нь металтай амархан урвалд орж, гидрид үүсгэдэг - цагаан өнгөтэй хатуу дэгддэггүй давстай нэгдлүүд.

Гэсэн хэдий ч устөрөгч нь металл бустай харилцан үйлчлэлцэж бодисын дэгдэмхий молекулуудыг амархан үүсгэдэг. Жишээ нь:

• устөрөгчийн сульфид H₂S;
• метанCH₄;
• silane SiH₄ болон бусад.

Ерөнхийдөө устөрөгч нь нэлээд олон нэгдэл үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч түүний найрлагад орсон хамгийн чухал бодис бол устөрөгчийн исэл бөгөөд томъёо нь H₂O юм. Энэ бол химийн талаар хараахан мэддэггүй бага ангийн сурагчдын хүртэл томъёогоор таних хамгийн алдартай нэгдэл юм. Эцсийн эцэст ус (мөн энэ нь устөрөгчийн ислийн хамгийн дээд хэмжээ юм) бол энгийн бодис төдийгүй манай гараг дээрх амьдралын эх үүсвэр юм.

Элементийн нэр нь түүний үндсэн мөн чанарыг илэрхийлдэг - устөрөгч, өөрөөр хэлбэл "ус төрүүлэх". Бусад ислийн нэгэн адил энэ нь бас олон тооны физик, химийн шинж чанартай хоёртын нэгдэл юм. Үүнээс гадна усыг бусад бүх нэгдлүүдээс ялгах онцгой шинж чанарууд байдаг.

Мөн устөрөгчийг үүсгэдэг нэгдлүүдийн чухал ангилал нь органик болон эрдэс хүчил юм.

Устөрөгчийн химийн шинж чанар

Химийн үйл ажиллагааны үүднээс авч үзвэл устөрөгч нь нэлээд хүчтэй бууруулагч бодис юм. Олон урвалын хувьд энэ нь яг ийм шинж чанарыг харуулдаг. Гэсэн хэдий ч илүү хүчтэй металлуудтай харилцан үйлчлэхэд исэлдүүлэгч бодис болдог.

Үйлдвэрлэлд маш чухал зүйл бол устөрөгчийн металлын исэлтэй харилцан үйлчлэлцэх явдал юм. Эцсийн эцэст, энэ нь сүүлчийнх нь цэвэр хэлбэрээр авах арга замуудын нэг юм. Устөрөгчийн терми нь устөрөгчөөр ангижруулах замаар ислээс нь цэвэр металл нийлэгжүүлэх металлургийн арга юм.

Устөрөгчийг исэлдүүлэх урвал дараах ерөнхий хэлбэртэй байна. Би_xO_y + H₂=H₂O + Би.

Мэдээж энэ нь цэвэр металлыг нэгтгэх цорын ганц арга биш юм. Бусад нь бий. Гэсэн хэдий ч ислийг устөрөгчөөр багасгах нь өргөн хэрэглээг олж авсан эрчим хүчний хувьд нэлээд ашигтай бөгөөд төвөггүй үйлдвэрлэлийн процесс юм.

Мөн сонирхолтой нь устөрөгчийн хий агаартай холилдоход маш их тэсрэх хольц үүсгэдэг. Түүний нэр нь тэсрэх хий юм. Үүнийг хийхийн тулд нэг хүчилтөрөгч тутамд хоёр эзлэхүүн устөрөгчийн хэмжээгээр холих хэрэгтэй.

Ус бол устөрөгчийн исэл

Энэ исэл маш чухал гэдгийг бид хэд хэдэн удаа дурдсан. Одоо үүнийг химийн талаас нь тодорхойлъё. Энэ нэгдэл үнэхээр органик бус бодисын энэ ангилалд хамаарах уу?

Ингэхийн тулд тэр томъёог арай өөрөөр бичихийг оролдоно: H₂O=HON. Мөн чанар нь адилхан, атомын тоо нь адилхан, гэхдээ одоо бидний өмнө гидроксид байгаа нь тодорхой байна. Энэ нь ямар шинж чанартай байх ёстой вэ? Нэгдлийн диссоциацийг авч үзье:

NON=H⁺ + OH^-.

Уусмалд устөрөгчийн катионууд агуулагддаг тул шинж чанар нь хүчиллэг юм. Үүнээс гадна шүлтүүд нь зөвхөн металл үүсгэдэг тул тэдгээр нь үндсэн байж болохгүй.

Тиймээс устөрөгчийн исэл агуулсан өөр нэг нэр нь хамгийн энгийн найрлагатай хүчилтөрөгч агуулсан хүчил юм. Ийм нарийн төвөгтэй interlacing нь тухайн молекулын онцлог шинж чанартай тул түүний шинж чанар нь онцгой байх болно. Мөн шинж чанар нь няцаагдсан байнамолекулын бүтэц, тиймээс бид үүнийг шинжлэх болно.

Усны молекулын бүтэц

Нилс Бор анх удаагаа энэ загварын талаар бодсон бөгөөд тэрээр энэ асуудалд тэргүүлэх байр суурь, зохиогчийн эрхийг эзэмшдэг. Тэд дараах шинж чанаруудыг суулгасан.

1. Усны молекул нь диполь юм, учир нь түүнийг бүрдүүлдэг элементүүд нь электрон сөрөг чанараараа маш их ялгаатай байдаг.
2. Түүний гурвалжин хэлбэртэй, суурь нь устөрөгч, дээд хэсэгт нь хүчилтөрөгч байдаг.
3. Ийм бүтэцтэй учраас энэ бодис нь ижил нэртэй молекулууд болон тэдгээрийн найрлагад хүчтэй цахилгаан сөрөг элемент агуулсан бусад нэгдлүүдтэй устөрөгчийн холбоо үүсгэх чадвартай.

Доорх зурган дээрх устөрөгчийн исэл схемийн дагуу хэрхэн харагдахыг харна уу.

Устөрөгчийн ислийн физик шинж чанар

Хэд хэдэн үндсэн шинж чанарыг тодорхойлж болно.

1. Нэгдлийн төлөв: хий - уур, шингэн, хатуу - цас, мөс.
2. Буцлах цэг - 100⁰C (99, 974).
3. Хайлах цэг - 0⁰C.
4. 0-4⁰C температурт халаахад ус агших чадвартай. Энэ нь гадаргуу дээр бага нягттай мөс үүсч, устөрөгчийн ислийн зузаан дор амьдрал хадгалагдаж байгааг тайлбарлаж байна.
5. Дулааны багтаамж өндөр боловч маш бага дулаан дамжуулалт.
6. Шингэн төлөвт устөрөгчийн исэл зуурамтгай чанарыг харуулдаг.
7. Гадаргуугийн хурцадмал байдал ба сөрөг үүсэхусны гадаргуу дээрх цахилгаан потенциал.

Бид дээр дурдсанчлан шинж чанаруудын онцлог нь бүтцээс хамаарна. Тэгэхээр энд. Устөрөгчийн холбоо үүсгэх чадвар нь энэ нэгдэлд ижил төстэй шинж чанарыг бий болгосон.

Устөрөгчийн исэл: химийн шинж чанар

Хими талаас нь авч үзвэл усны идэвхжил нэлээд өндөр байдаг. Ялангуяа халаалт дагалддаг урвалын тухайд. Устөрөгчийн исэл юутай урвалд орж болох вэ?

1. Хүчдэлд устөрөгч хүртэл байдаг металлуудтай. Үүний зэрэгцээ, хамгийн идэвхтэй (хөнгөн цагаан хүртэл) тусгай нөхцөл шаардлагагүй бөгөөд бага бууруулах чадвартай хүмүүс зөвхөн уураар урвалд ордог. Устөрөгчийн дараа зогсож байгаа хүмүүс ийм харилцан үйлчлэлд орох боломжгүй.
2. Металл бус. Хүн бүртэй биш, олонхитой. Жишээлбэл, фторын уур амьсгалд ус нил ягаан дөлөөр шатдаг. Мөн хлор, нүүрстөрөгч, цахиур болон бусад атомуудтай урвалд орох боломжтой.
3. Металлын исэл (үндсэн) ба хүчиллэг (метал бус) -тай. Шүлт ба хүчил тус тус үүсдэг. Металлуудын дунд гол дэд бүлгийн эхний хоёр бүлгийн төлөөлөгчид магни, бериллийг эс тооцвол ийм урвалд орох чадвартай байдаг. Хүчиллэг исэл үүсгэдэг металл бус бодисууд бүгд устай харилцан үйлчилдэг. Үл хамаарах зүйл бол голын элс - SiO₂.

Устөрөгчийн ислийн урвалын тэгшитгэлийг жишээ болгон үзүүлэв: SO₃ + H₂O=H₂ SO_4.

Байгальд тархсан

Бид энэ бодисыг аль хэдийн олж мэдсэн -дэлхийд хамгийн өргөн тархсан. Объект дахь хувийг тэмдэглэе.

1. Хүн ба хөхтөн амьтдын биеийн жингийн 70 орчим хувийг эзэлдэг. Зарим амьтдын 98% устөрөгчийн исэл (медуз) байдаг.
2. Дэлхийн 71% нь усаар бүрхэгдсэн.
3. Хамгийн том масс нь далай тэнгисийн ус юм.
4. 2% орчим нь мөсөн голд байдаг.
5. 0, 63% газар доор.
6. 0.001% нь агаар манантай (манан).
7. Ургамлын бие нь 50% ус, зарим төрлийнх нь бүр илүү.
8. Олон нэгдлүүд нь холбосон ус агуулсан талст гидрат хэлбэрээр үүсдэг.

Ус ороогүй эсвэл нэг удаа ороогүй зүйлийг санахад хэцүү байдаг тул энэ жагсаалтыг удаан хугацаанд үргэлжлүүлж болно. Эсвэл энэ оксидын оролцоогүйгээр үүссэн.

Олгох арга

Устөрөгчийн ислийг олж авах нь үйлдвэрлэлийн ач холбогдолгүй. Эцсийн эцэст асар их хэмжээний эрчим хүч, урвалжийг зарцуулахаас илүү бэлэн эх үүсвэр болох гол мөрөн, нуур, бусад усны нөөцийг ашиглах нь илүү хялбар байдаг. Тиймээс лабораторид зөвхөн нэрмэл, өндөр цэвэр ус авах нь тохиромжтой.

Эдгээр зорилгоор нэрэх шоо гэх мэт тодорхой төхөөрөмжийг ашигладаг. Цэвэрлэгдээгүй усанд их хэмжээний хольц, давс, ион агуулагддаг тул ийм ус химийн олон харилцан үйлчлэлд зайлшгүй шаардлагатай.

Биологийн үүрэг

Усыг хаа сайгүй хэрэглэдэг гэвэл дутуу хэлсэн хэрэг болно. Энэ холбоогүйгээр таны амьдралыг төсөөлөхийн аргагүй юм. АасӨглөө орой болтол хүн ахуйн болон үйлдвэрлэлийн зориулалтаар байнга хэрэглэдэг.

Устөрөгчийн ислийн шинж чанар нь түүнийг бүх нийтийн уусгагч болгон ашигладаг гэсэн үг юм. Зөвхөн лабораторид ч биш. Гэхдээ бас секунд тутамд олон мянган биохимийн урвал явагддаг амьд биетүүдэд.

Мөн ус өөрөө олон синтезийн оролцогч бөгөөд тэдгээрийн үр дүнд бий болсон дайвар бүтээгдэхүүн болдог. Дэлхий дээрх хүн бүр 60 жилийн дотор 50 тонн орчим энэхүү гайхалтай бодисоор дамжин өнгөрдөг!

Ашигласан устөрөгчийн исэл:

• бүх салбарт;
• эм;
• химийн синтез;
• бүх төрлийн үйлдвэрт;
• өрхийн хэрэгцээ;
• хөдөө аж ахуй.

Усгүйгээр амьдарч чадах амьдралынхаа хүрээг тодорхойлоход хэцүү байдаг. Найрлагадаа устөрөгчийн исэл агуулаагүй, устөрөгчгүй амьдардаг цорын ганц амьд биет бол вирус юм. Ийм учраас хүн эдгээр организмуудтай тэмцэхэд хэцүү байдаг.