Hidrogen

Hidrogenul este utilizat pe scară largă în diferite ramuri ale industriei: în sinteza de acid clorhidric, amoniac (se utilizează amoniac suplimentar pentru producția de îngrășăminte cu azot), în fabricarea de anilină, în recuperarea minereurilor de metale neferoase. În industria alimentară este utilizat pentru a produce înlocuitori de grăsimi animale (margarina). În legătură cu problema relevantă de mai sus este producerea de hidrogen într-un mediu industrial.

Acest gaz este considerat ca un purtător de energie în viitor , deoarece este o, nu emite CO₂ „gaze cu efect de seră“ regenerabile în timpul arderii, produce o cantitate mare de energie pe unitatea de greutate în procesul de ardere și este ușor transformată în energie electrică a celulei de combustibil.

În condiții de laborator de hidrogen adesea obținut prin reducerea metalelor care sunt lăsate în seria de tensiune electrochimică, de la apă și acizi:
Zn + 1HCI = ZnCl₂ + H₂ ↑: AH <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H₂ ↑: AH <0.

In industrie, primirea de hidrogen are loc în principal prin prelucrare naturale și gazele asociate.

1. Conversia metan. Procedeul constă în reacția metanului cu vapori de apă la 800 - 900 ° C: CH₄ + H₂O = CO ↑ + 3H₂ ↑; A H> 0. Odata cu acest proces utilizând oxidarea parțială a hidrocarburilor cu oxigenul, în prezența vaporilor de apă: 3CH₄ + O₂ + H₂O = 3CO + 7 H₄. Aceste metode își pierd în cele din urmă importanța lor ca rezerve de hidrocarburi sunt epuizate.

2. biohidrogen poate fi obținut din alge în bioreactor. La sfârșitul anilor 1990, sa constatat că , dacă sulf priva algele, acestea vor trece de la producția de oxigen, adică. E. fotosinteză normal, pentru producerea hidrogenului. Biohidrogen pot fi produse în bioreactoare, folosind, cu excepția algelor, a deșeurilor municipale. Procesul are loc de bacterii care absorb hidrocarburi și produc hidrogen și CO2.

3. răcirea profundă de gaz de cocserie. În procesul de cărbune cocsificabil pregătit trei fracțiuni: un solid - cocs, lichid - gudron de cărbune - și un gaz care conține, în afară de hidrocarburi, hidrogen molecular (aproximativ 60%). Această fracțiune este supusă răcirii ultra profundă după ce a fost tratat cu un material special, ceea ce face posibilă separarea hidrogenului de impurități.

4. Producerea de hidrogen din apa folosind electroliza - o metodă care dă cea mai clară hidrogen: 2H₂O → electrolizei → 2H₂ + O.

5. Conversia carbonului. Inițial, gaz de apă se obține prin trecerea vaporilor de apă prin înroșit la 1000 ° C Coke: C + H₂O = CO ↑ + H₂ ↑; AH> 0, care este apoi amestecat cu abur este trecut peste încălzit la 400 - 500 ° C catalizator Fe₂O₃. Interacțiunea monoxidului de carbon (II) și abur: CO + H₂O + (H₂) = CO₂ + 2H₂ ↑; A H> 0.

6. Producerea de hidrogen , prin conversia monoxidului de carbon (CO), bazat pe o reactie unica de bacterii fotosintetice violet (microorganisme unicelulare de culoare roșie sau roz originale, care este asociat cu prezența pigmenților fotosintetici). Aceste bacterii produc hidrogen prin reacția de transformare: CO + H₂O → CO₂ + H₂.

Formarea hidrogenului este apa, reacția nu necesită temperaturi ridicate și de iluminat. Procesul are loc la temperatura camerei, în întuneric.

importanță industrială capătă în prezent evoluția hidrogenului din gazele produse în timpul rafinării petrolului.

Cu toate acestea, mulți nu știu că este posibil să se obțină hidrogen la domiciliu. În acest scop, se poate folosi o soluție de reacție de alcalii și aluminiu. Ia sticla de jumătate de litru de sticlă cu o gaură dop, tubul de vapori, 10 g de sulfat de cupru, 20 g sare, 10 g de alumină, 200 g de balon cu apa.

Se prepară o soluție de sulfat de cupru: se adaugă 100 g de apă 10 g de sulfat de cupru.

Gătitul soluție de sare: se adaugă 100 g de apă 20 g de sare.

Soluția este amestecată. Se adaugă la amestecul rezultat din aluminiu. Odată ajuns în flacon a apărut suspensie albă atașați la tubul și balonul se umple cu hidrogenul evoluată.

Acorde o atenție! Această experiență trebuie doar să-și petreacă în aer liber. Necesar de control al temperaturii, deoarece reacția are loc cu degajare de căldură și poate scăpa de sub control.

De asemenea, trebuie amintit că hidrogenul, în cazul în care este amestecat cu aerul, formează un amestec exploziv, care se numește gaz detonant (două părți hidrogen și o parte oxigen). În cazul în care acest amestec pentru a aprinde, acesta va exploda.