VODOROD

Kashf qilinishi. Olovdan suv hosil bo’ladi degan fikr noto’g’riga o’xshaydi, lekin bu aniq dalildir. Buni birinchi marta ingliz olimi Genri Kavendesh tomonidan taklif qilindi. U yopiq idishdagi rangsiz, hidsiz, ta’msiz gazni yonuvchi havo deb atadi, u yonganda suv hosil bo’ladi. Dastlab Kavendesh olingan natijaga ishonmadi, lekin yonuvchan gaz yongandan keyin faqat suv hosil bo’lgan edi. U rangsiz hidsiz, bug’latilganda esa hech qanday qoldiq hosil qilmadi. Kavendeshgacha ingliz olimi J.Pristli yonuvchan havoning portlashidan nam hosil bo’lishini kuzatdi, lekin bunga diqqatini qarqtmadi.1660 yilda yonuvchan havoni ingliz kimyogari, fizik va faylasuf Prasels  sulfat kislotasiga temir ta’sir ettirish yo’li bilan oldi, lekin uni idishga yig’a olmadi.1783 yil fransuz olimi Antuan Loran Lavuaze, Kavendesh kashfiyotini yana bir marta amalga oshirib ko’rdi. U yonuvchan havoning yonishidan faqat suv hosil bo’lishini ko’rdi. Lavuaze suvdan arzon usul bilan vodorod olish mumkinligini tushuntirdi.Yonuvchan gaz yonib suv hosil qilganligi uchun uni “vodorod” deb atadi.Vodorodning ilmiy nomi “Hidrogenium”, grek tilidan tarjima qilinganda (hidor- suv, genao- hosil qilaman) degan ma’noni anglatadi.Demak, vodorod so’zi uning xossasidan ya’ni suv hosil qilishidan kelib chiqan.Vodorod  atomining massasi hamma elementlar massasidan kichik bo’lganligi uchun D.I.Mendeleyev davriy sistemasining  birinchi o’rnida joylashgan. Vodorodni XVI asrning birinchi yarmida Paratsels kashf etgan.1766-yilda Genri Kevindish vodorod xossalarini aniqlab boshqa gazlardan farqi borligini aytdi. Unga “ yonuvchan havo”, ”suv yaratuvchi” degan nom bergan. Lavuaze 1783-yil vodorodni suvdan birinchi bo’lib ajratib oldi va suvni vodorod va kisloroddan iborat ekanligini isbotladi.

           Vodorodning ³H izotopini 1934-yilda Rezerford, Olifant, Xartek kashf etgan tabiatda atmosferaning yuqori qatlamida kosmik nurlar netronlarning azot atomlariga ta’sir etishidan hosil bo’ladi va yomg’ir bilan yerga tushadi.

Vodorodning birinchi izotopini (H¹) 1766 Genri Kavendish, ikkinchi izotopini (H²) 1932 G.Yuri va uchinchi izotopini (H³) 1934 M.Olifamta kashf etgan.

Tabiatda  uchrashi: Yerdagi vodorodning asosiy qismi birikmalar holida uchraydi. Yer qobig’ining 1 % ini tashkil etadi. Erkin holda tabiatda juda oz miqdorda uchraydi, asosan atmosferaning yuqori qavatlarida, ba’zan  vodorod vulqon otilganda neft qazib olishda boshqa gazlar bilan birga chiqadi. Vodorod birikmalari juda ko’p tarqalgan vodorod barcha o’simlik hayvon moddalarida bo’ladi. Koinotda eng ko’p tarqalgan element.Uning 3 ta izotopi tabiatda quyidagi miqdorda uchraydi: H¹(99,985 %), H²(0,015 %), H³ (o’ta og’ir vodorod uning yerdagi miqdori≈2 kg) vodorod galogenlarga o’xshagan xossani namoyon qilganligi uchun 7-gruppada ham joylashtirilgan.U plazma holida Quyosh va yulduzlar tarkibining 70 % ini tashkil etadi.Odam organizmida 1% gacha bo’ladi.

Vodorod atomining yadrosi-protonning spini molekula hosil qilishda ikki vaziyatda-bir-biriga parallel holda (uni para-holat, belgisi n-H₂) va qarama-qarshi yo’nalgan spinli holat (orto-vodorod o-H₂) da bo’lishi mumkin. Bunday vodorod molekulalari bir-biridan o’zlarining magnit, optik va termik xususiyatlari bilan farq qiladi.Oddiy sharoitda vodorod molekulalari 75 % o-H₂ dan va 25 % miqdori p-H₂ dan tashkil topgan. o-H₂↔p-H₂ jarayonida 1,42 kJ issiqlik ajralib chiqishi p-H₂ shakl turg’unroq bo’lishidan darak beradi.Bu jarayonning muvozanati ba’zi katalizatorlar (aktivlangan ko’mir, ba’zi metallarning oksidlari va gidroksidlari, masalan, siyrak-yer elementlarining gidroksidlari) ishtirokida qaror topadi.Demak, vodorod elementi uchun bu ikki xildan tashqari uchinchi xil allotropik shakl ko’rinish-atomar vodorodni ham qo’shish kerak.

Fizik xossasi :Vodorod rangsiz, hidsiz, ta’msiz gaz, 252,8⁰C da suyuqlanadi, 259,1⁰C da qaynaydi.Vodorod barcha gazlar ichida eng yengil gaz.Havodan 14,5 marta yengil.Vodorod -240⁰C dan past temperaturada bosim ostida rangsiz suyuqlikka aylantirilishi mumkin. Bu suyuqlik tez bug’latilsa -259,4⁰C da suyuqlanadigan tiniq kristallar holidagi qattiq vodorod hosil bo’ladi.

Kimyoviy xossasi :H-atom massasi-1, valentligi-I, oksidlanish darajasi +1,-1, 0. Toza vodorod yonganda “pax-pax” degan ovoz chiqaradi.Vodorod juda yuqori diffuzion xossaga ega, u yarim o’tkazgichdan, rezinadan hatto ayrim metallardan o’tib ketadi.Vodorod suvda juda oz eriydi (0⁰C da 1 litr suvda 21,5 ml H₂ eriydi) lekin ko’pgina metallarda  platina va palladiy yaxshi eriydi.

1. Vodorod och havorang alanga berib yonadi: 2H₂+O₂=2H₂O+568 kJ
2. Metall oksidlarini erkin metallgacha qaytaradi: CuO+H₂=Cu+H₂O
3. Qizdirilgan yoki alangalangan metal sirtidan vodorod o’tkazilsa, metal gidrid hosil bo’ladi.Ishqoriy va ishqoriy-yer metallarining gidridlari oson hosil bo’ladi:  2K+H₂=2KH;  Ca+H₂=CaH₂
4. Yuqori temperaturada molekulyar vodorod ko’p issiqlik yutib atomar vodorodga aylanadi:H₂=2H-432 kJ.Texnikada atomar vodoroddan yuqori temperaturalar (4000⁰C) hosil qilinadi.

Olinishi: Vodorodni labaratoriyada olishda  kipp aparatidan foyidalaniladi. 1975  yilda akademik L.F. Vereshagin 4,2⁰K temperatura va 3∙10⁶(3 mln.atm) bosimda “metallik” vodorodni olishga muvaffaq bo’ldi.

Sanoatda olinishi: Konversion usul-cho’g’langan ko’mir 1000⁰C qavati orqali suv bug’i o’tkazib:C+H₂O=CO+H₂ so’ngra suv gazi (CO+H₂) katalizator Fe₂O₃ dan 400-500⁰C da o’tkaziladi: CO+H₂O=CO₂+H₂ toza vodorodni CO₂ dan ajratish uchun bu aralashma 20 atm da suv bilan yuviladi.

         Sanoatda olinadigan vodorodning 50 % dan ko’pi shu usulda olinadi.Metanning pirolizidan olinadi bunda Ni va Fe katalizatorlar ishtirokida 900-1000⁰C ga qizdiriladi.:CH₄=C+2H₂ Magniy, rux va temir kabi metallarni suv ishtirokida qizdirib olinadi:3Fe+4H₂O↔Fe₃O₄+4H₂ bu usulga temir-bug’i usuli deyiladi.

1. Elektrokimyoviy ususl, bu usuldan juda toza vodorod olinadi.
2. Labaratoriyada olinishi: kislotalarga metal ta’sir ettirib;

          Zn+HCl=ZnCl₂+H₂.

• Al yoki Si ga ishqor eritmasi ta’sir ettirib:

    2Al+2KOH+2H₂O=2KAlO₂+3H₂  Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂

• Amfoter metallarni ishqorlar eritmalariga ta’sir ettirib:

2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al(OH)₄]+3H₂

Zn+2NaOH+2H₂O=Na₂[Zn(OH)₄]+H₂

Ishlatilishi:Vodorod yonganda ko’p issiqlik chiqadi uning alangasining temperaturasi juda yuqori (~1000⁰C) bo’ladi.Agar vodorod alangasida ortiqcha miqdor kislorod berilsa 2500-3000⁰C ga yaqin temperatura hosil bo’ladi, shu tufayli undan motor yoqilg’isi sifatida, hamda maxsus gorelkalarda yoqib yuqori temperatura olinadi va bundan metallarni qirqishda va payvandlashda hamda kvarsni suyuqlantirishda foydalaniladi. Vodorod  gidridlash reaksiyalarida va kimyoviy sintezda ko’pgina sanoat uchun ahamiyati katta bo’lgan muhim mahsulotlar:ammiak (NH₃), metanol (CH₃OH), vodorod xlorid (HCl), benzin, sorbit (glyukozadan) yuqori spirtlar, sintetik kauchuk ishlab chiqarilishida ishlatiladigan butandiol-1,2, qattiq yog’lar aerostatlarni to’ldirishda ishlatiladi. Hozirgi  paytda  deyteriy  turli  dorivor  moddalarning  farmakokinetikasini  tekshirishda radioaktiv nishon sifatida qo‘llaniladi.