Proizvodnja vodika

Vodik naširoko koristi u različitim granama industrije: u sintezi klorovodika, amonijaka (amonijak se dalje koristi za proizvodnju gnojiva dušika), u proizvodnji anilina, na oporavak od obojenih metala. U prehrambenoj industriji koristi se nadomjestak za životinjske masti (margarine). U vezi s gore spomenutim aktualnim pitanjem je proizvodnja vodika u industrijskim uvjetima.

Ovaj plin se smatra kao nosioci energije u budućnosti, jer je obnovljivi, ne emitira „stakleničkih plinova” CO₂ tijekom izgaranja, proizvodi veliku količinu energije po jedinici mase u procesu izgaranja i lako se pretvara u električnu energiju gorivih ćelija.

U laboratorijskim uvjetima, najčešće, vodik se dobiva redukcijom metalima, koji se nalaze lijevo od elektrokemijske serije naprezanja, od vode i kiselina:
Zn + lHCl = ZnCl2 + H2uVr: Delta H <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H2arr: Delta H <0.

U industriji, proizvodnja vodika dolazi uglavnom obradom prirodnih i pridruženih plinova.

1. Pretvorba metana. Postupak se sastoji u interakciji metana s vodenom parom na 800 - 900 ° C: CH4 + H20 = COuarr- + 3H2uarr - Delta-H> 0. Uz to, koristi se postupak djelomične oksidacije ugljikovodika s kisikom u prisutnosti vodene pare: 3CH4 + 02 + H20 = 3CO + 7H4. Te će metode na kraju izgubiti važnost, jer su rezerve ugljikovodika iscrpljene.

2. Biohidrogen se može dobiti od alge u bioreaktoru. Krajem devedesetih godina otkriveno je da ako se morske trave lišavaju sumpora, prebacuju se od proizvodnje kisika, tj. Normalne fotosinteze, do proizvodnja vodika. Biohidrogen se također može proizvesti u bioreaktorima, uz upotrebu kućnog otpada uz alge. Postupak je zbog bakterija koje apsorbiraju ugljikovodike i proizvode vodik i CO2.

3. Duboko hlađenje koksni plin. U procesu koksiranje ugljena dobije tri frakcije: čvrste - koksa, tekućina - - katran i plina koji sadrži, pored ugljikovodika, molekularna vodika (oko 60%). Ova frakcija podvrgava se super-dubokom hlađenju nakon što je tretirana posebnom tvari, što omogućuje odvajanje vodika od nečistoća.

4. Proizvodnja vodika iz vode pomoću elektrolize je metoda koja daje najčišći vodik: 2H20 → elektroliza → 2H2 + O.

5. Pretvorba ugljika. Prvo se proizvodi vodeni plin, prolazeći vodenu paru kroz vrući koks: C + H20 = COuarr- + H2uarr - Delta-H>, koji se zatim prenese u smjesu s vodenom parom preko katalizatora zagrijavanog na 400-500 ° C s Fe203. Postoji interakcija ugljični monoksid (II) i vodene pare: CO + H20 + (H2) = C02 + 2H2uor- Delta-H> 0.

6. Proizvodnja vodika pretvorbom ugljični monoksid (CO), baziran na jedinstvenom reakcije ljubičasta bakterija (fotosintetski jednostaničnih mikroorganizama izvorni crvene ili pink boja, koja je povezana s prisutnošću fotosintetskim pigmenata). Ove bakterije izlučuju vodik kao rezultat reakcije pretvorbe: CO + H20 → C02 + H2.

Nastajanje vodika dolazi od vode, reakcija ne zahtijeva visoke temperature i rasvjetu. Proces se odvija pri sobnoj temperaturi u mraku.

Važan industrijski značaj u našim danima je evolucija vodika iz plinova nastalih tijekom prerade nafte.

Međutim, mnogi ne znaju da je moguće dobiti vodik kod kuće. U tu svrhu može se upotrijebiti reakcija otopine alkalijskog i aluminijskog. Uzeti pola litre staklenu bočicu s čepom na otvor, pare cijev, 10 g bakrenog sulfata, 20 g soli, 10 g aluminijevog oksida, 200 g vode balona.

Pripremamo otopinu bakrenog sulfata: za 100 g vode dodamo 10 g bakrenog sulfata.

Pripremamo slanu otopinu: dodajte 100 g vode u 20 g soli.

Mješavine se miješaju. Dodati rezultirajućoj smjesi aluminija. Nakon što se u bocu pojavi bijela mulj, stavili smo loptu u epruvetu i napunili ga razvijenim vodikom.

Obratite pažnju! Ovo iskustvo je potrebno samo na otvorenom. Kontrola temperature je obavezna jer se reakcija javlja s otpuštanjem topline i može izaći iz kontrole.

Također treba imati na umu da je vodik, ako je pomiješan sa zrakom, eksplozivne smjese, koji se zove aktiviranjem plin (dva dijela vodika i jedan dio kisika). Ako je takva smjesa zapaljena, ona će eksplodirati.