Уравнение взаимодействия натрия с водой хлором водородом

Реакции, взаимодействие натрия. Уравнения реакции натрия с веществами

Реакции, взаимодействие натрия. Уравнения реакции натрия с веществами.

Натрий реагирует, взаимодействует с неметаллами, металлами, полуметаллами, оксидами, кислотами, гидроксидами, солями, органическими соединениями и пр. веществами.

Реакции, взаимодействие натрия с неметаллами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и кислорода:

Реакция взаимодействия натрия и кислорода происходит с образованием пероксида натрия. Реакция представляет собой сжигание натрия на воздухе. В ходе реакции также образуется примесь – оксид натрия Na₂O_.

2. Реакция взаимодействия натрия и селена:

2Na + Se → Na₂Se (t > 130 °C).

Реакция взаимодействия натрия и селена происходит с образованием селенида натрия.

3. Реакция взаимодействия натрия и углерода:

Реакция взаимодействия натрия и углерода происходит с образованием ацетиленида натрия.

4. Реакция взаимодействия натрия и кремния:

Реакция взаимодействия кремния и натрия происходит с образованием силицида натрия . Реакция протекает при сплавлении реакционной смеси.

5. Реакция взаимодействия натрия и красного фосфора:

3Na + P → Na₃P (t = 200 °C).

Реакция взаимодействия натрия и красного фосфора происходит с образованием фосфида тринатрия. Реакция протекает в атмосфере аргона.

6. Реакция взаимодействия натрия и хлора:

Реакция взаимодействия натрия и хлора происходит с образованием хлорида натрия. Реакция протекает при комнатной температуре.

7. Реакция взаимодействия натрия и водорода:

2Na + H₂ → 2NaH (t = 300 °C).

Реакция взаимодействия натрия и водорода происходит с образованием гидрида натрия.

8. Реакция взаимодействия натрия и брома:

2Na + Br₂ → 2NaBr (t = 150-250 °C).

Реакция взаимодействия натрия и брома происходит с образованием бромида натрия.

9. Реакция взаимодействия натрия и йода:

I₂ + 2Na → 2NaI (t = 100 °C).

Реакция взаимодействия йода и натрия происходит с образованием йодида натрия.

10. Реакция взаимодействия натрия и фтора:

Реакция взаимодействия фтора и натрия происходит с образованием фторида натрия. Реакция протекает при комнатной температуре.

11. Реакция взаимодействия натрия, кислорода и воды:

Реакция взаимодействия натрия, кислорода и воды происходит с образованием гидроксида натрия .

12. Реакция взаимодействия натрия, бора и водорода:

Реакция взаимодействия натрия, бора и водорода происходит с образованием тетрагидридобората (III) водорода . Реакция протекает при кипении в диоксане.

Аналогичным образом натрий вступает в реакции и с другими неметаллами: мышьяком, серой, азотом.

Реакции, взаимодействие натрия с металлами и полуметаллами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и свинца:

Реакция взаимодействия натрия и свинца происходит с образованием металлида натрия/свинца. Реакция протекает в жидком аммиаке.

2. Реакция взаимодействия натрия и сурьмы:

Реакция взаимодействия натрия и сурьмы происходит с образованием металлида натрия/сурьмы. Реакция протекает в жидком аммиаке.

3. Реакция взаимодействия натрия и висмута:

Реакция взаимодействия натрия и висмута происходит с образованием металлида натрия/висмута. Реакция протекает в жидком аммиаке.

4. Реакция взаимодействия натрия и теллура:

2Na + Te → Na₂Te (t = 130°C).

Реакция взаимодействия натрия и теллура происходит с образованием теллурида натрия.

5. Реакция взаимодействия натрия, алюминия и водорода:

Na + Al + 2H₂ → Na[AlH₄] (t = 140 °C, p = 350 атм.).

Реакция взаимодействия натрия, алюминия и водорода происходит с образованием тетрагидридоалюмината (III) натрия . Реакцию проводят в тетрагидрофуранена на протяжении 3-х часов. Данная реакция представляет собой метод промышленного многотоннажного производства тетрагидридоалюмината (III) натрия.

6. Взаимодействие натрия и ртути:

Натрий с ртутью образует амальгаму натрия.

7. Взаимодействие натрия и калия:

При сплавлении натрия и калия образуется жидкий натрий-калиевый сплав – NaK.

Реакции, взаимодействие натрия с оксидами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и оксида азота (IV):

Реакция взаимодействия оксида азота (IV) и натрия происходит с образованием оксида азота (II) и нитрата натрия. В ходе реакции используется жидкий оксид азота (IV).

2. Реакция взаимодействия натрия и оксида азота (V):

Реакция взаимодействия натрия и оксида азота (V) происходит с образованием нитрата натрия и оксида азота.

3. Реакция взаимодействия натрия и воды:

Реакция взаимодействия натрия и воды происходит с образованием гидроксида натрия и водорода. Реакция протекает бурно.

4. Реакция взаимодействия натрия и оксида фосфора (V):

Реакция взаимодействия оксида фосфора (V) и натрия происходит с образованием метафосфата натрия и фосфида натрия.

5. Реакция взаимодействия натрия, оксида бора и водорода:

Реакция взаимодействия натрия, оксида бора и водорода происходит с образованием тетрагидридобората (III) водорода и воды.

Реакции, взаимодействие натрия с гидроксидами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и гидроксида калия:

KOH + Na → NaOH + K (t = 380-450 °C).

Реакция взаимодействия гидроксида калия и натрия происходит с образованием гидроксида натрия и калия.

2. Реакция взаимодействия натрия и гидроксида натрия:

2Na + 2NaOH → 2Na₂O + H₂ (t = 600 °C).

Реакция взаимодействия натрия и гидроксида натрия происходит с образованием оксида натрия и водорода.

Реакции, взаимодействие натрия с солями. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и хлорида калия:

KCl + Na → K + NaCl (t = 760-890 °C).

Реакция взаимодействия хлорида калия и натрия происходит с образованием калия и хлорида натрия. В ходе реакции газообразным натрием воздействуют на расплав хлорида калия.

2. Реакция взаимодействия хлорида циркония (IV) и натрия:

ZrCl₄ + 4Na → Zr + 4NaCl (t = 500 °C).

Реакция взаимодействия хлорида циркония (IV) и натрия происходит с образованием циркония и хлорида натрия. Реакция протекает в вакууме.

3. Реакция взаимодействия хлорида титана (IV) и натрия:

TiCl₄ + 4Na → Ti + 4NaCl (t°).

Реакция взаимодействия хлорида титана (IV) и натрия происходит с образованием титана и хлорида натрия.

4. Реакция взаимодействия натрия и додекакарбонилтрижелеза:

Реакция взаимодействия додекакарбонилтрижелеза и натрия происходит с образованием тетракарбонилферрата натрия. Реакция протекает в жидком аммиаке.

5. Реакция взаимодействия натрия и фторида кремния (IV):

SiF₄ + 4Na → Si + 4NaF (t = 500°C).

Реакция взаимодействия фторида кремния (IV) и натрия происходит с образованием кремния и фторида натрия.

Реакции, взаимодействие натрия с кислотами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и ортофосфорной кислоты:

6Na + 2H₃PO₄ → 2Na₃PO₄ + 3H₂

Реакция взаимодействия натрия и ортофосфорной кислоты происходит с образованием ортофосфата натрия и водорода .

2. Реакция взаимодействия натрия и азотной кислоты:

Реакция взаимодействия натрия и азотной кислоты происходит с образованием нитрата натрия, оксида азота (II), оксида азота (I) и воды . В ходе реакции используется 20%-й раствор азотной кислоты.

Аналогичные реакции протекают и с другими минеральными кислотами.

Реакции, взаимодействие натрия с водородосодержащими соединениями. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и сероводорода:

Реакция взаимодействия натрия и сероводорода происходит с образованием гидросульфида натрия и водорода. Реакция протекает в бензоле.

Аналогичные реакции протекают и с другими водородосодержащими соединениями: хлороводородом, селеноводородом.

Реакции, взаимодействие натрия с органическими соединениями. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и этанола:

Реакция взаимодействия натрия и этанола происходит с образованием этанолята натрия и водорода. Реакция протекает при комнатной температуре.

2. Реакция взаимодействия натрия с другими органическими соединениями:

Натрий реагирует также со спиртами, фенолами, карбоновыми кислотами с образованием солей.

Источник

Гидрид натрия: способы получения и химические свойства

Гидрид натрия NaH — неорганическое бинарное соединение щелочного металла натрия и водорода. Белый. При нагревании разлагается, под избыточным давлением H₂ плавится без разложения.

Относительная молекулярная масса Mr = 24,00; d = 1,364; t_пл = 638º C и избыточном давлении.

Способ получения

Гидрид натрия получают реакцией взаимодействия натрия и водорода:

2Na + H₂ = 2NaH

Химические свойства

1. Гидрид натрия — сильный восстановитель. Поэтому он реагирует почти со всеми неметаллами.

1.1. При взаимодействии с кислородом при температуре выше 230º C гидрид натрия образует гидроксид натрия:

2NaH + O₂ = 2NaOH

1.2. При температуре 450–500º C г идрид натрия взаимодействует с хлором , образуя хлорид натрия и хлороводород:

NaH + Cl₂ = NaCl + HCl

1.3. Гидрид натрия реагирует с серой при температуре 350–400º C с образованием сульфида натрия и сероводорода:

2NaH + 2S = Na₂S + H₂S

1.4. Взаимодействуя с углеродом (графитом) гидрид натрия образует ацетиленид натрия и ацетилен, температура при этом должна быть 350º C:

2. Гидрид натрия взаимодействует со сложными веществами :

2.1. При взаимодействии с водой гидрид натрия образует гидроксид натрия и газ водород:

NaH + H₂O = NaOH + H₂↑

2.2. С разбавленной хлороводородной кислотой гидрид натрия реагирует образованием хлорида натрия и газа водорода:

NaH + HCl = NaCl + H₂↑

2.3. Гидрид натрия может реагировать с такими оксидами , как:

2.3.1. Оксидом серы IV при температуре 200–250º C, образуя сульфат натрия и хлороводород:

2.4. Гидрид натрия реагирует с аммиаком при t = 350º C с образованием нитрида натрия и водорода:

2.5. Гидрид натрия может взаимодействовать с различными солями:

2.5.1. При взаимодействии с хлоридом алюминия в присутствии эфира, гидрид лития образует тетрагидроалюминат натрия и хлорид натрия:

4NaH + AlCl₃ = Na[AlH₄] + 3NaCl

2.5.2. Реагируя с хлоридом титана, гидрид натрия образует титан, хлорид натрия и хлороводородную кислоту:

2NaH + TiCl₄ = Ti + 2NaCl + 2HCl

3. Гидрид натрия разлагается при температуре 430–500º C и вакууме, с образованием натрия и водорода:

2NaH = 2Na + H₂

Источник

Водород: химия водорода и его соединений

Водород

Положение в периодической системе химических элементов

Водород расположен в главной подгруппе I группы и в первом периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение водорода

Электронная конфигурация водорода в основном состоянии :

+1H 1s 1 1s

Атом водорода содержит на внешнем энергетическом уровне один неспаренный электрон в основном энергетическом состоянии.

Степени окисления атома водорода — от -1 до +1. Характерные степени окисления -1, 0, +1.

Физические свойства

Водород – легкий газ без цвета, без запаха. Молекула водорода состоит из двух атомов, связанных между собой ковалентной неполярной связью:

Н–Н

Соединения водорода

Основные степени окисления водорода +1, 0, -1.

Типичные соединения водорода:

Степень окисления	Типичные соединения
+1	кислоты H2SO4, H2S, HCl и др. вода H2O и др. летучие водородные соединения (HCl, HBr) кислые соли (NaHCO3 и др.) основания NaOH, Cu(OH)2 основные соли (CuOH)2CO3
-1	гидриды металлов NaH, CaH2 и др.

Способы получения

Еще один важный промышленный способ получения водорода — паровая конверсия метана. При взаимодействии перегретого водяного пара с метаном образуется угарный газ и водород:

Также возможна паровая конверсия угля:

C 0 + H₂ + O → C +2 O + H₂ 0

Химические свойства

1. Водород проявляет свойства окислителя и свойства восстановителя. Поэтому водород реагирует с металлами и неметаллами.

1.1. С активными металлами водород реагирует с образованием гидридов :

2Na + H₂ → 2NaH

1.2. В специальных условиях водород реагирует с серой с образованием бинарного соединения сероводорода:

1.3. Водород не реагирует с кремнием .

1.4. С азотом водород реагирует при нагревании под давлением в присутствии катализатора с образованием аммиака:

1.5. В специальных условиях водород реагирует с углеродом .

1.6. Водород горит , взаимодействует с кислородом со взрывом:

2. Водород взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Восстанавливает металлы из основных и амфотерных оксидов . Восстановить из оксида водородом можно металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений после алюминия. При этом образуются металл и вода.

Например , водород взаимодействует с оксидом цинка с образованием цинка и воды:

ZnO + H₂ → Zn + H₂O

Также водород восстанавливает медь из оксида меди:

СuO + H₂ → Cu + H₂O

Водород восстанавливает оксиды некоторых неметаллов .

Например , водород взаимодействует с оксидом кремния:

2.2. С органическими веществами водород вступает в реакции присоединения (реакции гидрирования).

Применение водорода

Применение водорода основано на его физических и химических свойствах:

• как легкий газ, он используется для наполнения аэростатов (в смеси с гелием);
• кислородно-водородное пламя применяется для получения высоких температур при сварке металлов;
• как восстановитель используется для получения металлов (молибдена, вольфрама и др.) из их оксидов;
• водород используется для получения аммиака и искусственного жидкого топлива;
• получение твердых жиров (гидрогенизация).

Водородные соединения металлов

Соединения металлов с водородом — солеобразные гидриды МеН_х. Это твердые вещества белого цвета с ионным строением. Устойчивые гидриды образуют активные металлы (щелочные, щелочноземельные и др.).

Способы получения

Гидриды металлов можно получить непосредственным взаимодействием активных металлов и водорода.

Например , при взаимодействии натрия с водородом образуется гидрид натрия:

2Na + H₂ → 2NaH

Гидрид кальция можно получить из кальция и водорода:

Химические свойства

1. Солеобразные гидриды легко разлагаются водой .

Например , гидрид натрия в водной среде разлагается на гидроксид натрия и водород:

NaH + H₂O → NaOH + H₂

2. При взаимодействии с кислотами гидриды металлов образуют соль и водород.

Например , гидрид натрия реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида натрия и водорода:

NaH + HCl → NaCl + H₂

3. Солеобразные гидриды проявляют сильные восстановительные свойства и взаимодействуют с окислителями (кислород, галогены и др.)

Например , гидрид натрия окисляется кислородом:

2NaH + O₂ = 2NaOH

Гидрид натрия также окисляется хлором :

NaH + Cl₂ = NaCl + HCl

Летучие водородные соединения

Соединения водорода с неметаллами — летучие водородные соединения.

Строение и физические свойства

Все летучие водородные соединения — газы (кроме воды).

CH4 — метан	NH3 — аммиак	H2O — вода	HF –фтороводород
SiH4 — силан	PH3 — фосфин	H2S — сероводород	HCl –хлороводород
AsH3 — арсин	H2Se — селеноводород	HBr –бромоводород
H2Te — теллуроводород	HI –иодоводород

Способы получения силана

Силан образуется при взаимодействии соляной кислоты с силицидом магния:

Видеоопыт получения силана из силицида магния можно посмотреть здесь.

Способы получения аммиака

В лаборатории аммиак получают при взаимодействии солей аммония с щелочами. Поск ольку аммиак очень хорошо растворим в воде, для получения чистого аммиака используют твердые вещества.

Например , аммиак можно получить нагреванием смеси хлорида аммония и гидроксида кальция. При нагревании смеси происходит образование соли, аммиака и воды:

Тщательно растирают ступкой смесь соли и основания и нагревают смесь. Выделяющийся газ собирают в пробирку (аммиак — легкий газ и пробирку нужно перевернуть вверх дном). Влажная лакмусовая бумажка синеет в присутствии аммиака.

Видеоопыт получения аммиака из хлорида аммония и гидроксида кальция можно посмотреть здесь.

Еще один лабораторный способ получения аммиака – гидролиз нитридов.

Например , гидролиз нитрида кальция:

В промышленности аммиак получают с помощью процесса Габера: прямым синтезом из водорода и азота.

Процесс проводят при температуре 500-550 о С и в присутствии катализатора. Для синтеза аммиака применяют давления 15-30 МПа. В качестве катализатора используют губчатое железо с добавками оксидов алюминия, калия, кальция, кремния. Для полного использования исходных веществ применяют метод циркуляции непрореагировавших реагентов: не вступившие в реакцию азот и водород вновь возвращают в реактор.

Более подробно про технологию производства аммиака можно прочитать здесь.

Способы получения фосфина

В лаборатории фосфин получают водным или кислотным гидролизом фосфидов – бинарных соединений фосфора и металлов.

Например , фосфин образуется при водном гидролизе фосфида кальция:

Или при кислотном гидролизе, например , фосфида магния в соляной кислоте:

Еще один лабораторный способ получения фосфина – диспропорционирование фосфора в щелочах.

Например , фосфор реагирует с гидроксидом калия с образованием гипофосфита калия и фосфина:

Способы получения сероводорода

1. В лаборатории сероводород получают действием минеральных кислот на сульфиды металлов, расположенных в ряду напряжений левее железа.

Например , при действии соляной кислоты на сульфид железа (II):

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑

Еще один способ получения сероводорода – прямой синтез из водорода и серы:

Еще один лабораторный способ получения сероводорода – нагревание парафина с серой.

Видеоопыт получения и обнаружения сероводорода можно посмотреть здесь.

2. Также сероводород образуется при взаимодействии растворимых солей хрома (III) и алюминия с растворимыми сульфидами. Сульфиды хрома (III) и алюминия необратимо гидролизуются в водном растворе.

Например: х лорид хрома (III) реагирует с сульфидом натрия с образованием гидроксида хрома (III), сероводорода и хлорида натрия:

Химические свойства силана

1. Силан — неустойчивое водородное соединение (самовоспламеняется на воздухе). При сгорании силана на воздухе образуется оксид кремния (IV) и вода:

Видеоопыт сгорания силана можно посмотреть здесь.

2. Силан разлагается водой с выделением водорода:

3. Силан разлагается (окисляется) щелочами :

4. Силан при нагревании разлагается :

Химические свойства фосфина

1. В водном растворе фосфин проявляет очень слабые основные свойства (за счет неподеленной электронной пары). Принимая протон (ион H + ), он превращается в ион фосфония. Основные свойства фосфина гораздо слабее основных свойств аммиака. Проявляются при взаимодействии с безводными кислотами .

Например , фосфин реагирует с йодоводородной кислотой:

Соли фосфония неустойчивые, легко гидролизуются.

2. Фосфин PH₃ – сильный восстановитель за счет фосфора в степени окисления -3. На воздухе самопроизвольно самовоспламеняется:

3. Как сильный восстановитель, фосфин легко окисляется под действием окислителей.

Например , азотная кислота окисляет фосфин. При этом фосфор переходит в степень окисления +5 и образует фосфорную кислоту.

Серная кислота также окисляет фосфин:

С фосфином также реагируют другие соединения фосфора, с более высокими степенями окисления фосфора.

Например , хлорид фосфора (III) окисляет фосфин:

2PH₃ + 2PCl₃ → 4P + 6HCl

Химические свойства сероводорода

1. В водном растворе сероводород проявляет слабые кислотные свойства. Взаимодействует с сильными основаниями, образуя сульфиды и гидросульфиды:

Например , сероводород реагирует с гидроксидом натрия:

H₂S + 2NaOH → Na₂S + 2H₂O
H₂S + NaOH → NaНS + H₂O

2. Сероводород H₂S – очень сильный восстановитель за счет серы в степени окисления -2. При недостатке кислорода и в растворе H₂S окисляется до свободной серы (раствор мутнеет):

В избытке кислорода:

3. Как сильный восстановитель, сероводород легко окисляется под действием окислителей.

Например, бром и хлор окисляют сероводород до молекулярной серы:

H₂S + Br₂ → 2HBr + S↓

H₂S + Cl₂ → 2HCl + S↓

Под действием избытка хлора в водном растворе сероводород окисляется до серной кислоты:

Например , азотная кислота окисляет сероводород до молекулярной серы:

При кипячении сера окисляется до серной кислоты:

Прочие окислители окисляют сероводород, как правило, до молекулярной серы.

Например , оксид серы (IV) окисляет сероводород:

Соединения железа (III) также окисляют сероводород:

H₂S + 2FeCl₃ → 2FeCl₂ + S + 2HCl

Бихроматы, хроматы и прочие окислители также окисляют сероводород до молекулярной серы:

Серная кислота окисляет сероводород либо до молекулярной серы:

Либо до оксида серы (IV):

4. Сероводород в растворе реагирует с растворимыми солями тяжелых металлов : меди, серебра, свинца, ртути, образуя черные сульфиды, нерастворимые ни в воде, ни в минеральных кислотах.

Например , сероводород реагирует в растворе с нитратом свинца (II). при этом образуется темно-коричневый (почти черный) осадок, нерастворимый ни в воде, ни в минеральных кислотах:

Взаимодействие с нитратом свинца в растворе – это качественная реакция на сероводород и сульфид-ионы.

Видеоопыт взаимодействия сероводорода с нитратом свинца можно посмотреть здесь.

Химические свойства прочих водородных соединений

Кислоты образуют в водном растворе: водородные соединения VIA (кроме воды) и VIIA подгрупп.

Прочитать про химические свойства галогеноводородов вы можете здесь.

Физические свойства

Молекулы воды связаны водородными связями: nH₂O = (Н₂O)_n, поэтому вода жидкая в отличие от ее газообразных аналогов H₂S, H₂Se и Н₂Те.

Химические свойства

1. Вода реагирует с металлами и неметаллами .

1.1. С активными металлами вода реагирует при комнатной температуре с образованием щелочей и водорода :

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

• с магнием реагирует при кипячении:

• алюминий не реагирует с водой, так как покрыт оксидной плёнкой. Алюминий, очищенный от оксидной плёнки, взаимодействует с водой, образуя гидроксид:

• металлы, расположенные в ряду активности от Al до Н , реагируют с водяным паром при высокой температуре, образуя оксиды и водород:

• металлы, расположенные в ряду активности от после Н , не реагируют с водой:

Ag + Н₂O ≠

2. Вода реагирует с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов , образуя щелочи (с оксидом магния – при кипячении):

3. Вода взаимодействует с кислотными оксидами (кроме SiO₂):

4. Некоторые соли реагируют с с водой. Как правило, в таблице растворимости такие соли отмечены прочерком :

Например , сульфид алюминия разлагается водой:

5. Бинарные соединения металлов и неметаллов , которые не являются кислотами и основаниями, разлагаются водой.

Например , фосфид кальция разлагается водой:

6. Бинарные соединения неметаллов также гидролизуются водой.

Например , фосфид хлора (V) разлагается водой:

6. Некоторые органические вещества гидролизуются водой или вступают в реакции присоединения с водой (алкены, алкины, алкадиены, сложные эфиры и др.).

Источник