Waterstof

Waterstof is wyd gebruik word in verskeie takke van die industrie: in die sintese van waterstofchloried, ammoniak (ammoniak word verder gebruik word vir die vervaardiging van stikstof kunsmis), in die vervaardiging van anilien, in die herstel van nie-ysterhoudende metaal erts. In die voedselindustrie dit gebruik word om plaasvervangers vir diervet (margarien) produseer. In verband met die bogenoemde toepaslike probleem is die produksie van waterstof in 'n industriële omgewing.

Dit gas word beskou as 'n energie draer in die toekoms, want dit is 'n hernubare, nie uitstraal "kweekhuisgasse" CO₂ tydens ontbranding, produseer 'n groot hoeveelheid energie per eenheid gewig in die ontbrandingsproses en is maklik omskep in elektriese krag van die brandstofsel.

Onder laboratorium toestande waterstof dikwels verkry deur die vermindering van metale wat nog oor is in die elektrochemiese spanning reeks, uit water en sure:
Zn + 1HCl = ZnCl₂ + H₂ ↑: DH <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H₂ ↑: DH <0.

In die industrie, waterstof ontvangs kom hoofsaaklik deur natuurlike verwerking en verwante gasse.

1. Die metaan omskakeling. Die proses bestaan in die reaksie van metaan met waterdamp by 800-900 ° C: CH₄ + H₂O = CO ↑ + 3H₂ ↑; DH> 0. Saam met hierdie proses met behulp van gedeeltelike oksidasie van koolwaterstowwe met suurstof in die teenwoordigheid van waterdamp: 3CH₄ + O₂ + H₂O = 3CO + 7 H₄. Hierdie metodes uiteindelik verloor hul belang as koolwaterstof reserwes uitgeput.

2. Biohydrogen kan verkry word van alge in die bioreaktor. In die laat 1990's is daar gevind dat as swael ontneem alge, sal hulle te skakel van die produksie van suurstof, dit wil sê. E. Gewone fotosintese, om waterstof produksie. Biohydrogen kan ook geproduseer word in bioreaktore, gebruik, behalwe alge, munisipale afval. Die proses vind plaas deur bakterieë wat koolwaterstof absorbeer en produseer waterstof en CO2.

3. Diep verkoeling van coke oond gas. In die proses van kookssteenkool voorberei drie breuke: 'n soliede - coke, vloeistof - koolteer - en 'n gas wat, afgesien van koolwaterstowwe, molekulêre waterstof (ongeveer 60%). Hierdie breuk is onderworpe aan ultra diep verkoeling nadat hulle behandel met 'n spesiale materiaal, wat dit moontlik maak om waterstof te skei van onsuiwerhede.

4. Produksie van waterstof uit water met behulp van elektrolise - 'n metode wat die duidelikste waterstof gee: 2H₂O → elektrolise → 2H₂ + O.

5. Die koolstof omskakeling. Aanvanklik is water gas behaal deur waterdamp deur die rooi-warm tot 1000 ° C Coke: C + H₂O = CO ↑ + H₂ ↑; DH> 0, wat dan gemeng met stoom deurgetrek verhit tot 400-500 ° C katalisator Fe₂O₃. Die interaksie van koolstofmonoksied (II) en stoom: CO + H₂O + (H₂) = CO₂ + 2H₂ ↑; DH> 0.

6. Produksie van waterstof deur omskakeling van koolstofmonoksied (CO), wat gebaseer is op 'n unieke reaksie deur pers fotosintetiese bakterieë (eensellige mikro-organismes oorspronklike rooi of pienk kleur, wat verband hou met die teenwoordigheid van fotosintetiese pigmente). Hierdie bakterieë produseer waterstof deur die verskuiwing reaksie: CO + H₂O → CO₂ + H₂.

Die vorming van waterstof is water, die reaksie nie hoë temperature en beligting vereis. Die proses vind plaas by kamertemperatuur in die donker.

Industriële belang deesdae verkry die evolusie van waterstof uit die gasse wat tydens petroleum raffinering.

Daar is egter baie weet nie dat dit moontlik is om waterstof te kry by die huis. Vir hierdie doel kan ons 'n reaksie oplossing van alkali en aluminium gebruik. Neem 'n halwe liter glas bottel met 'n prop gat, die damp buis, 10 g van kopersulfaat, 20 g sout, 10 g van alumina, 200 g van water ballon.

Berei 'n oplossing van kopersulfaat: 100 g van water is 10 g van kopersulfaat bygevoeg.

Kook sout oplossing: 100 g van water is 20 g sout bygevoeg.

Die oplossing is gemeng. Voeg by die gevolglike mengsel van aluminium. Sodra in die bottel verskyn wit mis te heg aan die buis en ballon vul dit met die ontwikkelde waterstof.

Aandag te gee! Hierdie ervaring moet net in die buitelug deurbring. Vereiste temperatuur beheer, aangesien die reaksie plaasvind met evolusie van hitte en kan buite beheer te kry.

Dit moet ook in gedagte gehou word dat waterstof, as dit gemeng word met die lug, vorm plofbare mengsel, wat genoem word detonerend gas (twee dele waterstof en een deel suurstof). As hierdie mengsel aan die brand, sal dit ontplof.