Ero sivun ”Vety” versioiden välillä
[katsottu versio] | [katsottu versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
p Removing Link FA template (handled by wikidata) |
p kh |
||
Rivi 1:
{{Alkuaine
|nimi=
|edellinen=—
|seuraava=[[Helium]]
Rivi 8:
|sijaintikuva=[[Kuva:H-TableImage.png|250px]]
|järjestysluku=1
|luokka=[[
|lohko=s-lohko
|ryhmä=
|jakso=1
|tiheys=0,0000899
|kovuus=
|väri=
|löytövuosi=[[1766]]
|löytäjä=[[Henry Cavendish]]
Rivi 23:
|orbitaalirakenne=1s<sup>1</sup>
|elektroneja-elektronikuorilla=1
|hapetusluvut='''+I''',
|kiderakenne=
|olomuoto=
|sulamispiste-kelvin=14,01
|sulamispiste-celsius=
|kiehumispiste-kelvin=20,28
|kiehumispiste-celsius=
|moolitilavuus=11,42
|höyrystymislämpö=0,904
Rivi 35:
|höyrynpaine=209
|höyrynpaine-lämpötila=23
|äänen-nopeus=
|äänen-nopeus-lämpötila=300
|elektronegatiivisuus=2,1
Rivi 44:
}}
'''Vety''' on [[jaksollinen järjestelmä|jaksollisen järjestelmän]] ensimmäinen [[alkuaine]]. Sen [[kemiallinen merkki]] on '''H''' ({{k-la|hydrogenium}}). Vety on [[epämetalli]], mutta jaksollisessa järjestelmässä se on sijoitettu ensimmäiseen pääryhmään yhdessä [[alkalimetalli]]en kanssa. Vedyn [[elektroni]]t nimittäin jakautuvat [[energiataso]]ille samalla tavoin kuin alkalimetalleillakin yleensä: sillä on vain yksi elektroni, joka on siis sen [[valenssi (kemia)|valenssielektroni]]. [[Normaali ilmanpaine|Normaalissa ilmanpaineessa]] huoneenlämmössä vety on väritön, hajuton ja mauton, tulenarka, [[ilma]]a huomattavasti kevyempi [[kaasu]], joka esiintyy luonnossa kaksiatomisina [[molekyyli|molekyyleinä]] (H<sub>2</sub>). Vedyn [[sulamispiste]] on −259&
Tunnetuin vety-yhdiste on [[vesi]], jonka molekyylikaava on H<sub>2</sub>O. Keveydestään huolimatta vesi esiintyy huoneenlämpötilassa nesteenä, mikä johtuu vesimolekyylien välisistä [[vetysidos|vetysidoksista]]. Vedellä on korkea kiehumispiste, mikä on tehnyt mahdolliseksi nykyisen kaltaisen elämän syntymisen. Vetyä on [[maa]]pallolla eniten nimenomaan vesimolekyyleissä, ja sitä on maapallon maankuoren kokonaismassasta 0,14 %.<ref name ="Aga">{{Verkkoviite | Osoite =http://www.aga.fi/international/web/lg/fi/like35agafi.nsf/docbyalias/gasschool_h_prop | Nimeke = Vety on yleisin kaasumme | Ajankohta = | Julkaisupaikka = | Julkaisija =Aga Suomi | Viitattu = 3.1.2010 }}</ref> Vety on maailmankaikkeuden yleisin alkuaine, ja se toimii [[tähti]]en polttoaineena niissä tapahtuvissa [[fuusioreaktio]]issa.
Rivi 52:
=== Maailmankaikkeudessa ===
Vety on maailmankaikkeuden yleisin alkuaine ja sitä on noin 74 % maailmankaikkeudessa esiintyvän aineen massasta. Maailmankaikkeuden atomeista 90 % on vetyä, 9 % [[helium]]ia ja 1 % muita aineita. [[Spektroskopia|Spektroskooppisilla]] laitteilla tehdyillä mittauksilla on saatu selville, että Auringosta ja muista tähdistä suurin osa on vetyä.<ref name="encarta II">{{Verkkoviite | Tekijä = | Nimeke = Hydrogen| Osoite =http://web.archive.org/web/20080409084818/http://encarta.msn.com/encyclopedia_761552913/Hydrogen.html | Selite = Kohdassa ”II Occurrence”| Ajankohta = | Julkaisija = MSN| Viitattu = 28. kesäkuuta 2007| Kieli ={{en}} }}</ref> Auringossa vetyä [[fuusioreaktio|fuusioituu]] jatkuvasti heliumiksi. Reaktio on [[Maa]]ssa olevan elämän kannalta elintärkeä, sillä ilman Auringon tuottamaa energiaa Maassa ei olisi riittävästi lämpöä elämälle. Vety (ja helium) oli ensimmäinen alkuaine maailmankaikkeudessa, ja muut alkuaineet syntyivät myöhemmin tähdissä vedyn fuusioituessa <ref>{{Kirjaviite | Tekijä =Robert E. Krebs | Nimeke =The history and use of our earth's chemical elements | Vuosi =2006 | Sivu =2 |Julkaisija =Greenwood Publishing Group | Tunniste =ISBN 978-0313334382 | www =http://books.google.fi/books?id=yb9xTj72vNAC&pg=PA2&dq=hydrogen+%2B+first+element+in+the+universe&cd=3#v=onepage&q=hydrogen%20%2B%20first%20element%20in%20the%20universe&f=false | www-teksti =Kirja Googlen teoshaussa | Viitattu = 23.
=== Maapallolla ===
Rivi 68:
=== Fysikaaliset ominaisuudet ===
[[Kuva:Hydrogenglow.jpg|thumb|250px|Ultrapuhtaalla vedyllä on violetti hohde]]
Puhdas vety on normaalioloissa olomuodoltaan kaasua. Vetykaasu (H<sub>2</sub>) on huomattavasti ilmaa keveämpää: 0 °C:n lämpötilassa ja normaalissa ilmanpaineessa vedyn [[tiheys]] on noin 0,09
Vedyn sulamis- ja kiehumispiste ovat alkuaineista toiseksi alhaisimmat, sillä ainoastaan heliumilla on vetyä alhaisempi sulamis- ja kiehumislämpötila. Vedyn sulamispiste 1,013 baarin paineessa on
==== Isotoopit ====
Vetyä esiintyy luonnossa kolmena [[isotooppi]]na: <sup>1</sup>H,
*'''<sup>1</sup>H''' eli protium ({{k-el|πρῶτον, proton, ”ensimmäinen”}}) eli tavallinen vety on yleisin vedyn isotooppi, jota on 99,98 % kaikista vetyatomeista. Isotoopissa on vain yksi protoni, josta nimi protium tulee. Isotoopin ytimessä ei siis ole ainoatakaan [[neutroni]]a.
*'''
*'''
==== Orto- ja paravety ====
Rivi 82:
Useampiatomisilla molekyyleillä voi olla niin kutsuttuja [[spin-isomeeri|spin-isomeerejä]]. Vedyllä niitä on kaksi: orto- ja paravety. Niiden olemassaolon havaitsi R. Mecke vuonna 1924 spektroskooppisesti, ja [[Werner Heisenberg]] selitti ne kvanttimekaniikan avulla vuonna 1927. Ortovedyssä vetymolekyylin atomien [[spin]]it ovat toisiinsa nähden samansuuntaiset ja paravedyssä vastakkaiset. Näiden isomeerien fysikaalisissa ominaisuuksissa on eroja, ja niiden sulamis- ja kiehumispisteet, höyrystymislämmöt ja lämpökapasiteetit eroavat toisistaan. Esimerkiksi ortovedyn kiehumispiste on 0,24 °C korkeampi kuin paravedyllä. Myös vety-yhdisteillä, kuten vedellä on orto- ja paraisomeerinsä.<ref>{{Lehtiviite | Tekijä =Vladimir I. Tikhonov & Alexander A. Volkov | Otsikko =Separation of Water into Its Ortho and Para Isomers | Julkaisu =Science | Ajankohta =2002 | Vuosikerta =296 | Numero =5577 | Sivut =2363 | Julkaisupaikka = | Julkaisija = | Selite= | Tunniste= | www =http://www.sciencemag.org/cgi/content/citation/296/5577/2363 | www-teksti =Artikkelin verkkoversio | Tiedostomuoto = | Viitattu = 25.5.2010 | Kieli ={{en}} | Lopetusmerkki = }}</ref><ref name="GA2">Greenwood & Earnshaw s. 35-36</ref><ref name="GA3">Greenwood & Earnshaw s. 33</ref>
Huoneenlämpötilassa vedystä 75
=== Kemialliset ominaisuudet ===
Rivi 90:
Vedyn tavallisin [[hapetusluku]] on +I, mutta muutamat metallit voivat yhtyä vedyn kanssa [[hydridi|hydrideiksi]], joissa sen hapetusluku on poikkeuksellisesti −I. Vedyn [[ionisoitumisenergia]] on noin 1 310 [[joule|kJ]]/[[mooli|mol]], siis paljon suurempi kuin varsinaisilla alkalimetalleilla, joilla se on noin 400–500 kJ/mol. Tässä suhteessa vety muistuttaa enemmänkin [[halogeenit|halogeeneja]]. Myös vedyn [[elektronegatiivisuus]] on paljon suurempi kuin varsinaisten alkalimetallien.
Vetyä yhdistää alkalimetalleihin kuitenkin sen alhainen [[elektroniaffiniteetti]], toisin sanoen energia, joka vapautuu tai sitoutuu, kun kaasumaisessa muodossa olevan alkuaineen atomiin lisätään yksi elektroni. Vedyn elektroniaffiniteetti on 73 kJ/mol eli vetyyn sitoutuu energiaa 73 kJ/mol. Muilla alkalimetalleilla vastaava arvo on 46–60 kJ/mol ja halogeeneilla se on −270&
==== Reaktiivisuus ====
Vety esiintyy kaksiatomisena molekyylinä, joka on tavallisissa lämpötiloissa hyvin pysyvä, eikä kovin reaktiivinen. Tämä johtuu osittain vetymolekyylin vetyatomien välisen kovalenttisen sidoksen suuresta sidosenergiasta, joka on 436
Atomaarinen vety sen sijaan on hyvin reaktiivista. Se on voimakas pelkistin, joka pelkistää jopa natriummetallia natriumsuoloista, ja erityisen voimakkaasti se reagoi halogeenien ja muiden voimakkaiden hapettimien kanssa. Siksi atomaarista vetyä ei esiinny luonnossa vapaana.<ref name="gupta" />
Rivi 105:
==== Hapot ja emäkset ====
[[Happo]] ja [[emäs]] on
==== Vedyn yhdisteet ====
{{pääartikkeli|[[Hydridi]]}}
Vedyn binäärisiä yhdisteitä kutsutaan hydrideiksi ja ne voidaan jakaa sidostenperusteella kolmeen luokkaan kovalenttiset, ionisidokselliset ja metalliset yhdisteet. Kovalenttisia yhdisteitä ovat vedyn ja muiden epämetallien yhdisteet, kuten [[ammoniakki]], vesi ja vetyhalogenidit. Näistä monet ovat olomuodoltaan huoneenlämpötilassa kaasuja.<ref name="zumdahl2">Zumdahl & Zumdahl, s. 915</ref><ref name="descriptive">Rayner-Canham & Overton, s.
Ionisidokselliset hydridit sisältävät anionina hydridi-ionin (H<sup>−</sup>). Näitä vety muodostaa elektropositiivisten alkali- ja maa-alkalimetallien kanssa. Ionisidokselliset hydridit reagoivat kiivaasti veden kanssa vapauttaen vetykaasua esimerkkinä [[natriumhydridi]]n reaktio<ref name="zumdahl2" /><ref name="descriptive" /><ref name="chemistry2" />
Rivi 149:
Vetyä valmistetaan teollisuudessa usealla tavalla. Pääasiallisesti käytettyjä tapoja on viisi:
1) Vetyä voidaan valmistaa maakaasusta tai maaöljystä sekä vesihöyrystä katalyytin, joka on usein nikkeliä, läsnä ollessa. Reaktiossa syntyy hiilimonoksidia ja vetyä, ja se tapahtuu
* maakaasu ([[metaani]]) CH<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>O → CO + 3H<sub>2</sub>
* maaöljy C<sub>12</sub>H<sub>26</sub> + 12H<sub>2</sub>O → 12CO + 25H<sub>2</sub>
2) Hehkuvan [[hiili|hiilen]] joukkoon johdetaan vesihöyryä, jolloin syntyy [[hiilimonoksidi]]n ja vedyn seos, niin kutsuttua [[vesikaasu]]a.<ref name ="karamaki">E. M. Karamäki s. 67</ref>
:C + H<sub>2</sub>O → CO + H<sub>2</sub>
3) Vety voidaan erottaa vesikaasusta tai vesikaasu johtaa katalyyttiä sisältävän putken läpi noin 400 °C:n lämpötilassa. Putkessa hiilimonoksidi reagoi vesihöyryn kanssa, jolloin muodostuu vedyn ja hiilidioksidin seos.<ref name="karamaki" />
Rivi 160:
5) Vetyä voidaan valmistaa myös vedestä [[elektrolyysi]]llä<ref name="karamaki" />:
*Anodireaktio: 4[OH]<sup>
*Katodireaktio: 2[H<sub>3</sub>O]<sup>+</sup> + 2e<sup>
**Yleisesti: [OH]<sup>
Suuressa mittakaavassa vedyn tuottaminen elektrolyyttisesti ei ole taloudellisesti kannattavaa, koska sähköenergia on kallista.<ref name="zumdahl" />
Rivi 173:
== Käyttö ==
[[Kuva:Mercedes-Benz F-Cell WAS 2010 8927.JPG|thumb|250px|Vetypolttokennoja on mahdollista käyttää myös ajoneuvojen voimanlähteenä. Kuvassa Mercedes-Benz F-Cell -konseptiauto]]
Tällä hetkellä vetyä käytetään eniten [[kemianteollisuus|kemianteollisuudessa]], kun kidevedetöntä [[ammoniakki]]a tehdään osana [[lannoite|lannoitteiden]] valmistusprosessia. Valmistus tapahtuu [[
Toinen huomattava käyttäjä on [[öljynjalostus]], jossa vedyn avulla voidaan kasvattaa [[hiilivety]]jen
Suuria määriä vetyä käytetään myös tyydyttymättömien [[kasviöljy|kasvirasvojen]] kovettamiseen vedyttämällä. Vety liittyy tyydyttymättömien rasvojen kaksoissidoksiin, jolloin niistä tulee yksinkertaisia sidoksia ja rasvahapot muuttuvat [[tyydyttynyt rasvahappo|tyydyttyneiksi]].<ref name="zumdahl" />
|