Vodik

Vodik se pogosto uporabljajo v različnih vejah industrije: pri sintezi vodikovega klorida, amoniak (amonijak se nadalje uporablja za proizvodnjo dušikovih gnojil), v proizvodnji anilina, pri predelavi kovinskih rud neželeznih kovin. V živilski industriji se uporablja za proizvodnjo nadomestke za živalske maščobe (margarina). V zvezi z zgoraj pomembno vprašanje je proizvodnja vodika v industrijskem okolju.

Ta plin se šteje kot nosilec energije v prihodnosti, ker gre za obnovljiva ne oddaja CO₂ "toplogrednih plinov" med izgorevanjem, proizvede veliko količino energije na enoto mase v postopku zgorevanja in se lahko pretvori v električno energijo gorivne celice.

V laboratorijskih pogojih vodika pogosto pridobljen z zmanjšanjem kovine, kjer so potekali v elektrokemijsko napetost serije, iz vode in kisline:
Zn + 1HCl = ZnCl₂ + H₂ ↑: ΔH <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H₂ ↑: ΔH <0.

V industriji, prejem vodik pojavlja predvsem z naravnim predelavo in povezanih plinov.

1. Pretvorba metana. Proces je sestavljen v reakciji metana z vodno paro pri 800 - 900 ° C: CH₄ + Hz ° = CO ↑ + 3H₂ ↑; ΔH> 0. Poleg tega procesa ob uporabi delno oksidacijo ogljikovodikov s kisikom v prisotnosti vodne pare: 3CH₄ + O₂ + Hz ° = 3CO + 7 H₄. Te metode sčasoma izgubijo svoj pomen, saj so izčrpani ogljikovodika rezerve.

2. biovodik je mogoče dobiti iz alg v bioreaktorju. V poznih 1990-ih je bilo ugotovljeno, da če žveplo odvzelo alge, bodo preklop iz proizvodnje kisika, tj. E. Običajno fotosinteze, za proizvodnjo vodika. Biovodik se lahko proizvaja tudi v bioreaktorji, uporabo, razen alg, komunalnih odpadkov. Postopek poteka z bakterijami, ki vpijajo ogljikovodika in proizvajajo vodik in CO2.

3. globoko hlajenje koksarniški plin. V procesu koksanje premoga pripravil tri frakcije: trdno - koks, tekoče - premogov katran - in plin, ki vsebuje poleg ogljikovodikov, molekulska vodika (okoli 60%). Ta frakcija izpostavimo ultra globoko hlajenje po zdravljenju s posebnim materialom, ki omogoča ločevanje vodika iz nečistoč.

4. Proizvodnja vodika iz vode s pomočjo elektrolize - metodo, ki daje najbolj jasno vodika: 2H₂O → elektrolizo → 2H₂ + O.

5. Pretvorba ogljika. Sprva se vodni plin, pridobljen s prehajanjem vodne pare skozi rdeče-vroče do 1000 ° C koksa: C + Hz ° = CO ↑ + H₂ ↑; ΔH> 0, ki ga nato zmešamo z vodno paro vodimo preko segrejemo na 400-500 ° C katalizatorja Fe₂O₃. Interakcija ogljikovega monoksida (II) in parno: CO + Hz ° + (H₂) = CO₂ + 2H₂ ↑; ΔH> 0.

6. Proizvodnja vodika s pretvorbo ogljikovega monoksida (CO), ki temelji na edinstveni reakciji ga vijolično fotosintetičnih bakterije (enoceličnih mikroorganizmov prvotna rdeče ali rožnate barve, ki je povezan s prisotnostjo fotosintetskih pigmentov). Te bakterije proizvajajo vodik, s presnovo izmene: CO + Hz ° → CO₂ + H₂.

Tvorba vodika voda, reakcijsko ne zahteva visoke temperature in razsvetljavo. Proces poteka pri sobni temperaturi v temi.

Industrijska pomen danes pridobi razvoj vodika iz plinov, proizvedenih v rafinerijah nafte.

Vendar pa mnogi ne vedo, da je mogoče pridobiti vodik doma. V ta namen lahko uporabimo reakcijsko raztopino alkalije in aluminija. Take pol-litrski steklenica z luknjo mašilnega, parnem cev, 10 g bakrovega sulfata, 20 g soli, 10 g aluminijevega oksida, 200 g vode balona.

Pripravimo raztopino bakrovega sulfata: 100 g vode dodamo 10 g bakrovega sulfata.

Kuhanje raztopine soli: je 100 g vode dodamo 20 g soli.

Raztopina se zmeša. Dodaj na dobljeno zmes aluminija. Ko je v steklenici pojavila bela gošča pritrdite na cev in balon napolnite z razvito vodika.

Bodite pozorni! Ta izkušnja je treba le, da preživijo na prostem. Zahtevani nadzor temperature, saj je reakcija poteka z razvojem toplote in lahko dobite izpod nadzora.

Treba je opozoriti, da vodik, če se zmeša z zrakom tvori eksplozivno zmes, ki se imenuje zažigalne plin (dva dela vodika in en del kisika). Če se to mešanico za vžig, bo eksplodirala.