Công Thức Và Tính Chất Hóa Học Của Hidro

Hidro là một chất khí phổ biến tồn tại trong tự nhiên. Tuy nhiên, trong chương trình học cấp 3 các em đã nắm vững tính chất hóa học của Hidro chưa? Công thức hóa học của Hidro là gì? Hidro có tầm quan trọng như thế nào trong sản xuất cũng như đời sống con người? Trong bài viết này, TheTips sẽ cung cấp cho các em những kiến thức cần thiết về khí Hidro.

Giới thiệu về Hidro và công thức hóa học của Hidro

Trước khi tìm hiểu về tính chất hóa học của Hidro các em cần biết Hidro là gì. Hidro là nguyên tố phi kim, được ký hiệu là H, số hiệu nguyên tử là 1. Đây là nguyên tố nhẹ nhất, tồn tại ở thể khí với nguyên tử khối bằng 1.

Trong vũ trụ, Hidro là nguyên tố phổ biến. Nguyên tử này góp phần tạo nên 75% tổng khối lượng vũ trụ và trên 90% tổng số nguyên tử. Hidro tồn tại ở dạng Hidro nguyên tử, trong tầng cao của khí quyển Trái Đất. Với lớp vỏ chỉ có 1 electron nên Hidro được biết đến là nguyên tử đơn giản nhất.

Công thức hóa học của Hidro là H₂.

Tính chất vật lý của Hidro

Trong điều kiện thường, Hidro tồn tại ở dạng phân tử H₂, bao gồm 2 nguyên tử Hidro. Hidro là chất khí nhưng nhẹ hơn không khí 14,5 lần. Đây là lý do giải thích tại sao Hidro chỉ tồn tại ở các tầng cao của khí quyển Trái Đất, còn lại Hidro sẽ tồn tại ở dạng hợp chất.

Tính chất vật lý nổi bật của Hidro là không màu, không mùi, ít tan trong nước nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ. Hidro dễ cháy tạo thành hơi nước. Nhiệt độ sôi của Hidro là -252,87 độ C, nhiệt độ nóng chảy là -259,14 độ C.

Tính chất hóa học của Hidro

Phản ứng với kim loại

Tính chất hóa học của Hidro là có khả năng phản ứng với kim loại tạo thành muối Hidrua.

Trong điều kiện nhiệt độ:​

M + H_2 xrightarrow{t^circ} MH_x

Trong đó M là kim loại, ví dụ:

Mg + H_2 xrightarrow{t^circ} MgH_2\ 2Na + H_2 xrightarrow{t^circ} 2NaH

Phản ứng với phi kim

Một tính chất hóa học của Hidro khác là Hidro có thể phản ứng với phi kim ở nhiệt độ cao.

Ví dụ:

H_2 + Cl_2  xrightarrow{t^circ} 2HCl\ H_2+ N_2  xrightarrow{t^circ} 2NH_3

Phản ứng với oxit kim loại

Ở nhiệt độ cao, Hidro khử được nhiều oxit kim loại tạo thành kim loại và hơi nước.

Ví dụ:

H_2 + CuO xrightarrow{400^circ} Cu + H_2O\ H_2 + FeO  xrightarrow{t^circ} Fe + H_2O

Phản ứng với oxi

Tính chất hóa học của Hidro là tác dụng được với Oxi ở nhiệt độ cao. Đặc biệt, khi trộn hỗn hợp khí Oxi và khí Hidro sẽ gây nổ và nổ mạnh nhất nếu trộn theo tỷ lệ 2:1.

2H_2 + O_2 xrightarrow{t^circ} 2H_2O

Ứng dụng của Hidro trong đời sống

Từ những tính chất hóa học của Hidro mà chất khí này được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống. Cụ thể:

Hidro là nhiên liệu cho động cơ tên lửa, tàu vũ trụ, bơm khinh khí cầu, bơm bóng bay,… Hidro cũng có thể dùng để làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông, thay thế xăng và dầu.

Trong ngành luyện kim, Hidro được dùng làm chất khử để điều chế kim loại từ oxit kim loại. Ngoài ra, Hidro còn có thể dùng để làm đèn xì oxi-hidro để cắt kim loại.

Với ngành Công Nghiệp sản xuất hóa chất, Hidro được biết đến là nguyên liệu để sản xuất NH₃ (Amoniac), HCl (Axit Clohidric), Methanol và nhiều hợp chất hữu cơ khác.

Phương pháp điều chế Hidro

Khí Hidro có thể điều chế bằng nhiều cách khác nhau như sau:

• Cho hơi nước qua than cacbon nóng đỏ:

H_2O + C  xrightarrow{t^circ} CO + H_2

• Trong phòng thí nghiệm, Hidro được điều chế bằng phản ứng của dung dịch axit với kim loại:

Zn + 2HCl → ZnCl_2 + H_2

• Trong công nghiệp, Hidro được điều chế bằng cách điện phân nước:

2H_2O → 2H_2 + O_2

Hoặc điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn:

2NaCl + 2H_2O  → 2NaOH + H_2 + Cl_2

Hidro còn được sản xuất bằng cách cho khí Metan chạy qua hơi nước ở nhiệt độ khoảng từ 700 đến 1100 độ C:

CH_4 + H_2O xrightarrow{700-1100^circ} CO + 3H_2

Nguồn: Tính Chất Hóa Học Của Hidro – Marathon Education