Hidrogen

Hidrogen digunakan secara meluas dalam pelbagai cabang industri: dalam sintesis hidrogen klorida, ammonia (ammonia seterusnya digunakan untuk pengeluaran baja nitrogen), dalam pembuatan aniline, dalam pemulihan bijih logam bukan ferus. Dalam industri makanan ia digunakan untuk menghasilkan pengganti untuk lemak haiwan (marjerin). Sehubungan dengan isu yang berkaitan di atas adalah pengeluaran hidrogen dalam persekitaran industri.

gas ini dianggap sebagai pembawa tenaga pada masa akan datang kerana ia adalah satu yang boleh diperbaharui, tidak mengeluarkan "gas rumah hijau" CO₂ semasa pembakaran, menghasilkan sejumlah besar tenaga per unit berat dalam proses pembakaran dan mudah ditukar kepada kuasa elektrik sel bahan api.

Di bawah keadaan makmal hidrogen sering diperolehi dengan mengurangkan logam yang masih tinggal dalam siri voltan elektrokimia, dari air dan asid:
Zn + 1HCl = ZnCl₂ + H₂ ↑: ΔH <0
2na + 2HOH = 2NaOH + H₂ ↑: ΔH <0.

Dalam industri, resit hidrogen berlaku terutamanya oleh pemprosesan dan gas semula jadi yang berkaitan.

1. metana penukaran. Proses ini terdiri dalam reaksi metana dengan wap air pada 800-900 ° C: CH₄ + H₂O = CO ↑ + 3H₂ ↑; ΔH> 0. Bersama-sama dengan proses ini menggunakan pengoksidaan separa hidrokarbon dengan oksigen dalam kehadiran wap air: 3CH₄ + O₂ + H₂O = 3CO + 7 H₄. Kaedah-kaedah ini akhirnya kehilangan kepentingan mereka sebagai rizab hidrokarbon habis.

2. Biohydrogen boleh diperolehi dari alga dalam bioreaktor. Pada akhir 1990-an ia telah mendapati bahawa jika sulfur melucutkan alga, mereka akan beralih daripada pengeluaran oksigen, iaitu. E. fotosintesis Normal, untuk pengeluaran hidrogen. Biohydrogen juga boleh dihasilkan dalam bioreaktor, menggunakan, kecuali alga, sisa perbandaran. Proses ini berlaku oleh bakteria yang menyerap hidrokarbon dan menghasilkan hidrogen dan CO2.

3. penyejukan Deep kok gas oven. Dalam proses coking arang batu disediakan tiga pecahan: pepejal - kok, cecair - tar arang batu - dan gas yang mengandungi, selain hidrokarbon, hidrogen molekul (kira-kira 60%). pecahan ini adalah tertakluk kepada penyejukan dalam ultra selepas dirawat dengan bahan khas, yang membolehkan untuk memisahkan hidrogen daripada kekotoran.

4. Pengeluaran hidrogen daripada air menggunakan elektrolisis - satu kaedah yang memberikan hidrogen paling jelas: 2H₂O → elektrolisis → 2H₂ + O.

5. penukaran karbon. Pada mulanya, gas air diperoleh dengan melepaskan wap air melalui merah-panas ° C Coke 1000: C + H₂O = CO ↑ + H₂ ↑; ΔH> 0, yang kemudiannya bercampur dengan wap melewati dipanaskan kepada 400 - 500 ° C pemangkin Fe₂O₃. Interaksi karbon monoksida (II) dan stim: CO + H₂O + (H₂) = CO₂ + 2H₂ ↑; ΔH> 0.

6. Pengeluaran hidrogen oleh penukaran karbon monoksida (CO), berdasarkan reaksi yang unik oleh bakteria fotosintetik ungu (mikroorganisma unisel merah atau merah jambu warna asal, yang dikaitkan dengan kehadiran pigmen fotosintesis). Bakteria ini menghasilkan hidrogen oleh tindak balas peralihan: CO + H₂O → CO₂ + H₂.

Pembentukan hidrogen adalah air, tindak balas tidak memerlukan suhu yang tinggi dan pencahayaan. Proses ini berlaku pada suhu bilik dalam gelap.

kepentingan industri pada masa kini memperoleh evolusi hidrogen daripada gas yang dihasilkan semasa penapisan petroleum.

Walau bagaimanapun, ramai yang tidak tahu bahawa ia adalah mungkin untuk mendapatkan hidrogen di rumah. Untuk tujuan ini kita boleh menggunakan penyelesaian tindak balas alkali dan aluminium. Mengambil botol setengah liter kaca dengan lubang penyumbat, tiub wap, 10 g kuprum sulfat, 20 g garam, 10 g alumina, 200 g belon air.

Menyediakan penyelesaian sulfat tembaga: 100 g air telah ditambah 10 g kuprum sulfat.

Memasak larutan garam: 100 g air telah ditambah 20 g garam.

Penyelesaiannya adalah bercampur-campur. Menambah campuran yang terhasil daripada aluminium. Sekali dalam botol muncul buburan putih melampirkan tiub dan belon isi dengan hidrogen berkembang.

Memberi perhatian! pengalaman ini hanya perlu menghabiskan di luar rumah. Diperlukan kawalan suhu, kerana tindak balas berlaku dengan evolusi haba dan boleh keluar dari kawalan.

Ia juga harus diingat hidrogen itu, jika ia bercampur dengan udara, membentuk campuran letupan, yang dipanggil meletupkan gas (dua bahagian hidrogen dan satu bahagian oksigen). Jika campuran ini untuk mencetuskan, ia akan meletup.