Hydrogen

Hydrogen er almindeligt anvendt i forskellige industrigrene: i syntesen af hydrogenchlorid, ammoniak (ammoniak anvendes yderligere til fremstilling af kvælstofgødning), til fremstilling af anilin, til genvinding af ikke-jernholdige metalmalme. I fødevareindustrien er det anvendes til fremstilling af erstatninger for animalsk fedt (margarine). I forbindelse med ovenstående relevante spørgsmål er produktion af hydrogen i et industrielt miljø.

Denne gas betragtes som energibærer i fremtiden, fordi det er en vedvarende, ikke udleder "drivhusgas" CO₂ under forbrænding, frembringer en stor mængde energi per vægtenhed i forbrændingsprocessen og er let omdannes til elektrisk energi af brændselscellen.

Under laboratorieforhold hydrogen ofte opnås ved reduktion metaller, der er tilbage i den elektrokemiske spænding serie, fra vand og syrer:
Zn + 1HCl = ZnCl₂ + H₂ ↑: AH <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H₂ ↑: AH <0.

I industrien hydrogen kvittering sker hovedsageligt ved naturlig bearbejdning og tilhørende gasser.

1. methanomdannelse. Fremgangsmåden består i omsætning af methan med vanddamp ved 800 - 900 ° C: CH₄ + H₂O = CO ↑ + 3H₂ ↑; AH> 0. Sammen med denne fremgangsmåde under anvendelse af partiel oxidation af carbonhydrider med oxygen i nærvær af vanddamp: 3CH₄ + O₂ + H₂O = 3CO + 7 H₄. Disse metoder i sidste ende miste deres betydning som reserver kulbrinte er udtømte.

2. biobrint kan opnås fra alger i bioreaktoren. I slutningen af 1990'erne blev det konstateret, at hvis svovl fratage alger, vil de skifte fra produktion af oxygen, dvs.. E. Normal fotosyntese, til hydrogenproduktion. Biobrint kan også produceres i bioreaktorer under anvendelse, bortset fra alger, kommunalt affald. Processen sker ved bakterier, som absorberer carbonhydrid og producerer hydrogen og CO2.

3. Deep afkøling af koksovnsgas. I processen med kokskul fremstillet tre fraktioner: en fast - koks, flydende - stenkulstjære - og en gas indeholdende, udover kulbrinter, molekylært hydrogen (ca. 60%). Denne fraktion underkastes ultradybt afkøling efter at være blevet behandlet med et specielt materiale, som gør det muligt at separere hydrogen fra urenheder.

4. Produktion af brint fra vand ved hjælp af elektrolyse - en metode, der giver det klareste hydrogen: 2H₂O → elektrolyse → 2H₂ + O.

5. carbonomdannelse. Indledningsvis er vand opnåede gas ved at lede vanddamp gennem rødglødende til 1000 ° C koks: C + H₂O = CO ↑ + H₂ ↑; AH> 0, som derefter blandes med damp føres over opvarmet til 400 - 500 ° C-katalysator Fe₂O₃. Interaktionen af carbonmonoxid (II) og damp: CO + H₂O + (H₂) = CO₂ + 2H₂ ↑; AH> 0.

6. Fremstilling af hydrogen ved omdannelse af carbonmonoxid (CO), baseret på en unik reaktion ved lilla fotosyntetiske bakterier (encellede mikroorganismer oprindelige røde eller lyserøde farve, der er forbundet med tilstedeværelsen af fotosyntetiske pigmenter). Disse bakterier producerer hydrogen ved shift-reaktionen: CO + H₂O → CO₂ + H₂.

Dannelsen af hydrogen er vand, reaktionen ikke kræver høje temperaturer og belysning. Processen finder sted ved stuetemperatur i mørke.

Industriel betydning dag erhverver udvikling af hydrogen fra gasserne produceres under jordolieraffinering.

Men mange ved ikke, at det er muligt at opnå brint derhjemme. Til dette formål kan vi bruge en reaktion opløsning af alkali og aluminium. Tage halvdelen-liters glasflaske med en prop hul, dampen rør, 10 g kobbersulfat, 20 g salt, 10 g aluminiumoxid, 200 g vand ballon.

Fremstille en opløsning af kobbersulfat: 100 g vand blev tilsat 10 g kobbersulfat.

Kogesalt opløsning: 100 g vand sattes 20 g salt.

Opløsningen er blandet. Føje til den resulterende blanding af aluminium. En gang i flasken optrådte hvide opslæmning tillægger røret og ballonen fylde det med den udviklede hydrogen.

Vær opmærksom! Denne erfaring skal kun bruge udendørs. Nødvendig temperaturstyring, da reaktionen finder sted under udvikling af varme og kan komme ud af kontrol.

Det bør også erindres, at hydrogen, hvis det blandes med luften, danner eksplosiv blanding, som kaldes detonerende gas (to dele brint og en del ilt). Hvis denne blanding at antænde, vil det eksplodere.