Hidrogen istehsalı

Hidrogen müxtəlif sənaye sahələrində geniş istifadə olunur: hidrogen xloridin sintezi zamanı, ammonyak (ammonyak azot gübrələrinin istehsalı üçün istifadə olunur), anilin və boya istehsalında, rəngli metal filizlərinin bərpası zamanı. Yeyinti sənayesində heyvan yağı əvəzetmələri (marqarinlər) hazırlamaq üçün istifadə olunur. Yuxarıda göstərilən aktual məsələ ilə əlaqədar olaraq, sənaye şəraitində hidrogenin istehsalıdır.

Bu qaz gələcək enerji daşıyıcısı hesab olunur, çünki yenilənə bilər, yanma zamanı "sera qazı" CO2 yaymaz, yanma prosesində vahid çəki başına çox böyük miqdarda enerji verir və asanlıqla yanacaq hüceyrələrinin elektrikə çevrilir .

Laboratoriya şəraitində, ən tez-tez, hidrogen, elektrokimyəvi streslər seriyasında, su və turşulardan sola duran metallar ilə azaldır:
Zn + 1HCl = ZnCl2 + H₂ ↑: ΔH <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H₂ ↑: ΔH <0.

Sənaye sahəsindəki hidrogen istehsalı əsasən təbii və əlaqəli qazların emalı ilə baş verir.

1. Metanın çevrilməsi. Bu proses metanın 800-900 ° C temperaturda su buxarı ilə qarşılıqlı təsirindən ibarətdir: CH₄ + H₂O = CO ↑ + 3H₂ ↑; ΔH> 0. Bundan əlavə, su buxarının mövcud olduğu yerdə hidrokarbonların oksigen ilə qismən oksidləşmə prosesi istifadə olunur: 3CH₄ + O2 + H2O = 3CO + 7H . Bu metodlar, nəhayət, karbohidrogen ehtiyatlarının tükənməsi kimi əhəmiyyətini itirəcəkdir.

2. Biohidrogen bioloraktordakı yosunlardan əldə edilə bilər. 1990-cı illərin sonlarında, yosunların kükürddən məhrum olması halında, oksijen, yəni, normal fotosentez istehsalından hidrogen istehsalına keçid ediləcəyi aşkar edilmişdir . Biyohidrogen də alqalar, məişət tullantıları ilə yanaşı, biyoreaktorlarda da istehsal edilə bilər. Bu proses karbohidrogenləri absorbe edən və hidrogen və CO2 istehsal edən bakteriyalara bağlıdır.

3. Koks soba qazının dərin soyulması . Kömürün kömürlənmə prosesi zamanı üç fraksiyondur: hidrokarbonlara əlavə olaraq, molekulyar hidrogen (təxminən 60%) olan bərk koks, maye - kömür tar və qazlıdır. Bu hissə xüsusi bir maddə ilə müalicə edildikdən sonra super dərin soyudulur və bu, hidrojeni çirklərdən ayırmağa imkan verir.

4. Hidrogenin suyun elektroliz üsulu ilə istehsal edilməsi ən təmiz hidrogen verir: 2H₂O → elektroliz → 2H₂ + O.

5. Karbonun çevrilməsi. Birincisi, su buxarı isti bir kola keçəndə su qazı çıxarılır: C + H₂O = CO ↑ + H₂ ↑; Daha sonra 400 ± 500 ° C'ye qədər qızdırılan bir katalizator üzərində suya buxar ilə bir qarışıqda Fe2O ilə köçürülmüşdür. Karbon monoksit (II) və su buxarı: CO + H₂O + (H₂) = CO₂ + 2H₂ ↑; ΔH> 0.

6. Fotosintetik bənövşəyi bakteriyalar (fotosintetik piqmentlərin mövcudluğu ilə əlaqəli xüsusi bir qırmızı və ya çəhrayı rəngli birləşmiş hüceyrə mikroorqanizmləri) istifadə edərək, unikal reaksiya əsasında karbon monoksit (CO) konversiya edərək hidrogen istehsalı. Bu bakteriyalar dönüşüm reaksiya nəticəsində hidrogen salır: CO + H₂O → CO₂ + H .

Hidrogenin formalaşması suya gəlir, reaksiya yüksək temperatur və işıqlandırma tələb etmir. Proses qaranlıqda otaq temperaturunda baş verir.

Günümüzdəki əhəmiyyətli bir sənaye əhəmiyyəti, neftin işlənməsində meydana gələn qazlardan hidrogenin təkamül edilməsi.

Ancaq bir çox insanlar evdə hidrogen istehsal etmək mümkün olmadığını bilmirlər. Bu məqsədlər üçün alkalinin və alüminiumun həllinin reaksiyasını istifadə edə bilərsiniz. Bir yarım litrlik şüşə şüşə, bir delikli bir tıxac, bir qaz boru, 10 g mis sulfat, 20 g duz, 10 g alüminium, 200 g su, bir balon alın.

Mis sulfatın həllini hazırlayırıq: 100 g su üçün 10 g mis sulfat əlavə edirik.

Duzlu suyu hazırlayırıq: 100 q suyun içində 20 g duz əlavə edirik.

Çözümlər qarışıqdır. Nəticədə qarışığı alüminiumya əlavə edin. Ağ şüşədən şüşəyə çıxdıqdan sonra boruya bir top bağlayır və onu inkişaf edən hidrogen ilə doldururuq.

Diqqət edin! Bu təcrübə yalnız açıq havada aparılmalıdır. Reaksiya istiliyin sərbəst buraxılması ilə baş verdiyi və nəzarətdən çıxa biləcəyi üçün istiliyi nəzarət etmək lazımdır.

Həm də unutmaq lazımdır ki, hidrogen hava ilə qarışdırılıbsa, çırpıcı bir qaz (iki hissə hidrogen və oksigenin bir hissəsi) adlanır. Belə bir qarışıq atəşə qoyulursa, bu partlayacaq.