Proizvodnja vodika

Vodik se pogosto uporablja v številnih panogah: pri sintezi vodikovega klorida se amoniak (amonijak nadalje uporablja pri proizvodnji dušikovih gnojil) pri proizvodnji anilina in barve pri predelavi iz rud neželeznih kovin. V živilski industriji se uporablja za proizvodnjo nadomestkov za živalske maščobe (margarine). V zvezi z zgoraj omenjenim aktualnim vprašanjem je proizvodnja vodika v industrijskih pogojih.

Ta plin se šteje kot prihodnji energetski nosilec, ker je obnovljiv, ne sprošča CO 2 "toplogrednih plinov" med sežigom, daje veliko količino energije na enoto težo v procesu izgorevanja in se zlahka pretvori v električno energijo gorivne celice.

V laboratorijskih pogojih se vodik najpogosteje pridobiva z redukcijo s kovinami, ki stojijo levo od elektrokemijskih nizov napetosti, iz vode in kislin:
Zn + 1 HCl = ZnCl2 + H2uarr-: Delta-H <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H2uarr-: Delta-H <0.

V industriji se proizvodnja vodika pojavi predvsem z obdelavo naravnih in sorodnih plinov.

1. Pretvorba metana. Postopek sestoji iz interakcije metana z vodno paro pri 800 do 900 ° C: CH4 + H2O = COuarr- + 3H2uarr- Delta-H> 0. Poleg tega procesa ob uporabi delno oksidacijo ogljikovodikov s kisikom v prisotnosti vodne pare: 3CH₄ + O₂ + Hz ° = 3CO + 7 H₄. Te metode bodo sčasoma izgubile svoj pomen, saj so zaloge ogljikovodikov izpraznjene.

2. Biohidrogen se lahko pridobi iz morskih alg v bioreaktorju. Konec devetdesetih let je bilo ugotovljeno, da bi morske morske vode, če bi morske vode odvzele žveplo, prešle iz proizvodnje kisika, to je običajne fotosinteze, proizvodnja vodika. Biohidrogen se lahko proizvaja tudi v bioreaktorjih, poleg tega pa poleg gospodinjskih odpadkov uporablja tudi alge. Postopek je posledica bakterij, ki absorbirajo ogljikovodik in proizvajajo vodik in CO2.

3. globoko hlajenje koksarniški plin. Med postopkom koksanja premoga dobimo tri frakcije: trdni koks, tekoči premogasti katran in plinast, ki vsebujejo poleg ogljikovodikov tudi molekularni vodik (okoli 60%). Ta frakcija se po obdelavi s posebno snovjo podvrže super globokemu hlajenju, kar omogoča ločevanje vodika od nečistoč.

4. Proizvodnja vodika iz vode z uporabo elektrolize je metoda, ki daje čisti vodik: 2H2O → elektroliza → 2H2 + O.

5. Pretvorba ogljika. Najprej se proizvede vodni plin, ki poteka skozi vodno paro skozi vroči koks: C + H2O = COuarr- + H₂uarr-- Delta-H> 0, ki se potem prenese v zmesi z vodno paro preko katalizatorja, segretega na 400 do 500 ° C, z Fe2O3. Obstaja interakcija ogljikov monoksid (II) in vodno paro: CO + H2O + (H2) = CO2 + 2H2uarr- Delta-H> 0.

6. Proizvodnja vodika s konverzijo ogljikov monoksid (CO), ki temelji na edinstveni reakciji z uporabo fotosintetskih vijoličnih bakterij (enoceličnih mikroorganizmov posebne rdeče ali rožnate barve, ki je povezana s prisotnostjo fotosintetskih pigmentov). Te bakterije izločajo vodik kot rezultat reakcije pretvorbe: CO + H2O → CO₂ + H₂.

Tvorba vodika prihaja iz vode, reakcija ne zahteva visoke temperature in razsvetljave. Postopek poteka pri sobni temperaturi v temi.

Pomemben industrijski pomen v naših dneh je razvoj vodika iz plinov, nastalih med predelavo olja.

Vendar mnogi ne vedo, da je mogoče pridobiti vodik doma. Za te namene lahko uporabimo reakcijo raztopine alkalij in aluminija. Vzemi pol litrsko steklenico, zamašek z luknjo, cev za plin, 10 g bakrovega sulfata, 20 g soli, 10 g aluminija, 200 g vode, balon.

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

Pripravimo slanico: dodamo 100 g vode na 20 g soli.

Mešanice so mešane. Dodamo k nastali mešanici aluminija. Ko se v plastenki pojavi bela gnojnica, pritrdimo kroglo v cev in napolnimo z razvitim vodikom.

Bodite pozorni! Ta izkušnja je potrebna le na prostem. Regulacija temperature je obvezna, saj se reakcija pojavi s sproščanjem toplote in lahko pride ven iz nadzora.

Prav tako je treba zapomniti, da vodik, če je pomešan z zrakom, tvori eksplozivno mešanico, ki se imenuje roparski plin (dva dela vodika in en del kisika). Če se taka mešanica požari, bo eksplodirala.