naprijed »

Slabo je topljiv u vodi, a nešto bolje u organskim otapalima. Dobro se otapa u nekim metalima. Vodik se kao elementarna tvar pri sobnoj temperaturi nalazi u obliku dvoatomnih molekula, H2. Za vodik (1s1) u tablici periodnog sustava elemenata ne postoji pravo mjesto i nema određen položaj u periodnom sustavu. Tradicionalno se smješta iznad alkalijskih metala u 1. skupini, no on je element sam za sebe. Atom njegova najzastupljenijeg izotopa procija najjednostavnije je građe jer sadrži samo jedan proton u jezgri i jedan valentni elektron u 1s orbitali. Zato se vodik svojim svojstvima razlikuje od ostalih elemenata, pa ne pripada ni prvoj ni sedamnaestoj skupini gdje ga najčešće svrstavaju. Poput alkalijskih metala gradi jednopozitivan kation, vodikov ion, koji je vodenim otopinama hidratiziran, što se označuje s H+(aq). Iako ima jedan valentni elektron kao alkalijski metali, od njih se razlikuje mnogo većom energijom ionizacije i elektronegativnosti. Time što mu nedostaje jedan elektron do stabilne elektronske konfiguracije, mogao bi se smatrati halogenim elementom, ali ima od njih manju elektronegativnost i afinitet prema elektronu. Zbog toga je najbolje vodik proučavati zasebno.

Za razvijanje vodika (i općenito plinova) najpogodniji je Kippov aparat, jer se reakcija u njemu može prekinuti i na taj se način mogu proizvesti samo potrebne količine vodika:

- Laboratorijski se može proizvesti i reakcijom užarenog željeza i vodene pare prema jednadžbi:
3 Fe(s) + 4 H2O(g) --> Fe3O4(s) + H2(g)

- Laboratorijski se vodik najčešće dobiva reakcijom cinka i razrijeđene klorovodične kiseline u Kippovu amapratu
Zn(s) + 2 HCl (aq) --> ZnCl2(aq) + H2(g)

- Vodik se može dobiti djelovanjem vodenih otopina alkalijskih hidroksida na metale koji stvaraju amfoterne hidrokside (Al, Zn):
2 Al(s) + 2 NaOH(aq) + 6 H2O(I) --> 2 Na[Al(OH)4](aq) + 3 H2(g)

- Osim laboratorijskog dobivanja vodika preko HCl i Zn, može se dobiti i još jeftinije, preko HCl i Al.
6HCl + 2Al --> 2AlCl3 + 3H2

U reakciji aluminija s razrijeđenom klorovodičnom kiselinom, aluminij istiskuje vodik. Reakcija je na početku spora, a postaje brža nakon što je izreagirao oksidni sloj s površine folije (ili lima, ovisno što je korišteno u pokusu).

U nekoj posudi koja sliči na epruvetu izgledom (da je duguljasta i duboka, ja pak koristim jednu vazu za cviće, jer mi je stvarno pogodna za takvo nešto) ulije se 1 dcl HCl-a. Onda uzmeš pola metra aluminijske folije i kidaš je na 10-ak komada (od kojih praviš ili valjkaste oblike ili kuglice a napraviš ih tako što trljaš među dlanovima ruku), te ih sve odputa ubacimo unutra. HCl će početi polako otapati aluminij i nakon pola minute i početi će se stvarati vodik. Ako se pak negdje vodik odvodi, cijev kroz koji on putuje mora biti podosta široka i mjesto gdje se stvara dobro zatvoreno, jer će se u protivnom dogoditi lagana eksplozija. Kada bi vam bila mala rupa on bi izbio čep vanka. Zato pripazite!

Inače su poznata tri vodikova izotopa: procij (grč. protos = prvi), deuterij ili "teški vodik" (grč. deuteros = drugi) i tricij (grč. tritos = treći). Atomi procija su jedina vrsta atoma koja u jezgri nema neutrone, već samo jedan proton. Deuterij, također poznat i kao teški vodik, je atom (izotop) vodika sa još jednim neutronom u jezgri. Zastupljenost deuterija u prirodi je vrlo mala (x = 0,015%), dok tricija ima jedva u tragovima. Jezgra atoma deuterija sastoji se od jednog protona i jednog neutrona. Prisustvo još jednog neutrona u jezgri atoma tricija uzrok je nestabilnosti njegove jezgre i podležnosti radioaktivnom raspadanju. Tricij se zato proizvodi u znatnim količinama umjetnim putem za istraživačke svrhe. Može se proizvesti iz deuterija jedino i isključivo u nuklearnim reaktorima. Osnovni je materijal za izradu hidrogenske bombe. Voda sastavljena od deuterija i kisika je teška voda. Najviše se koristi kao usporivač neutrona u nuklearnim reaktorima, kao i za hlađenje samih reaktora.


_{Neki djelovi su uzeti iz: Kemijski elementi; Lj. Kovačević, I. Žugaj - Media Sci, Zagreb, 1996.g.)}

[Vodik]

Vodik (H₂) je zapaljiv plin bez boje, mirisa i okusa. Približno 14 puta je lakši od zraka. Smjesa zraka i vodika je eksplozivna. Vodik se dobiva redukcijom spojeva u kojima je njegov oksidacijski broj I, kao što su to H₂O ili H3O+ ion u vodenim otopinama kiselina. Vodik se može dobiti i oksidacijom hidrida, spojeva vodika s elementima male elektronegativnosti u kojima je oksidacijski broj vodika. u tu se svrhu rabi CaH₂, koji je najjeftiniji. Redoks potencijal redoks sustava H+/1/2H₂ ovisi o pH otopine. Stoga mogućnost dobivanja vodika reakcijom kiseline, vode ili lužine s metalom ovisi i o standardnom redukcijskom potencijalu redoks para metalni ion/metal te o topljivosti nastalog metalnog iona u otopini. Kako redoks potencijal porastom pH postaje sve negativniji, sve je manji broj metala s dovoljno negativnim redoks potencijalom, koji u neutralnim i lužnatim otopinama mogu reagirati s vodom. Hidroksidi metala koji pritom nastaju moraju biti topljivi u vodi (NaOH), ili reagirati s lužinom (Al(OH)3 u lužnatom mediju), pri čemu nastaju topljivi hidrokso kompleksi metala. Reakciju omogućuje i prisustvo tvari koja s metalnim ionom tvori topljivi kompleks. Tako magnezij reagira s vodom u kojoj je otopljen natrijev klorid, jer umjesto netopljivog magnezijeva hidroksida na površini magnezija nastaje u vodi topljivi magnezijev kloro kompleks.

Zaštitni sloj oksida na metalima može se skinuti mehaničkim čišćenjem metalne površine. Ako se očišćeni metal amalgamira sa živom, na površini metala nastaje sloj amalgama koji priječi taloženje metalnog oksida, odnosno hidroksida. Stoga amalgamirani metali (dovoljno negativnog redukcijskog potencijala) također reagiraju i s vodom i s otopinama lužina.

Dobivanje vodika:

a) Dobivanje vodika reakcijom aluminija i otopine natrijeva hidroksida:

Postupak: U epruvetu staviti zrnce aluminijske krupice i dodati oko 5 mL 10%-tne otopine natrijeva hidroksida. Reakcija je u početku veoma spora jer se najprije otapa zaštitni sloj aluminijeva oksida koji prekriva aluminij. Nakon nekog vremena reakcija teće sve burnije uz razvijanje vodika, što se vidi po stvaranju mjehurića.

2 Al + 6 H₂O + 2 OH- ->2 [Al(OH)₄]-+ 3 H₂

Također pokus se može izvesti i s magnezijem. Uslijed reakcije magnezija s natrijevim hidroksidom, magnezij se ubrzo prekrije magnezijevim hidroksidom, koji mu je zaštitni sloj, jer je magnezijev hidroksid netopljiv u lužini. Dodamo li malo otopine natrijeva klorida reakcija magnezija s natrijevim hidroksidom se nastavlja, jer nastaje u vodi topljivi kloro kompleks magnezija. Razvija se vodik, što se vidi po stvaranju mjehurića.


Vodik nije skup plin i moguće ga je kupiti u bocama, samo ne znam kakva je priča s bocom /spremnikom/; nju moraš imat ili je pak kupuješ kod njih, ili je posuđuješ od njih, ne znam? Ja pak tu bocu imam još od rata, a pronašao sam je u skloništu.

Vodik je plin bez boje i mirisa, te nije otrovan. Lakši je od zraka. Sa zrakom stvara eksplozivnu smjesu. Mnogo lakše se pali od metana.
Vodik se pojavljuje u rudnicima kalijevih i natrijevih soli, zatim sa metanom kod izvora zemnog plina, a rjeđe u rudnicima kamenog i mrkog ugljena. U rudnicima soli može se nalaziti u većim količinama u šupljinama, ponekad zajedno sa metanom i još nekim drugim plinovima. Kada se otvori šupljina, vodik vrlo brzo ispuni rudnik stvarajući eksplozivnu smjesu.
Vodik se također može stvoriti pri požarima, kada jako zagrijani predmeti dođu u dodir sa vodom ili vodenom parom. Na visokim temperaturama od preko 1200°C voda se razlaže na vodik i kisik, stvarajući eksplozivnu smjesu. Pošto je pri požarima vatra uvijek prisutna, ovakva smjesa može eksplodirati. Zbog toga treba izbjegavati polivanje vodom jako zagrijanih predmeta (metalnih predmeta u usijanom stanju, užarenog ugljena i sl.). Do stvaranja vodika dolazi također u jamskim požarima, jer vatra i bez ljudske intervencije dolazi u dodir sa vodom i vodenom parom. U plinovima koji izlaze iz jame u jamskim požarima također može biti vodika.
Pored navedenih zapaljivih plinova, u rudnicima postoji ili se stvara još niz drugih plinova i para, kao što su: dušik, ugljikov dioksid, sumporov dioksid, vodena para i dr.. Međutim, ovi plinovi nisu zapaljivi i ne predstavljaju opasnost za stvaranje eksplozivnih smjesa.