Produktion av väte
Väte används ofta i en mängd olikaBranschgrenar: I syntes av väteklorid används ammoniak (ammoniak används vidare för produktion av kvävegödselmedel) i anilin-och-färgproduktion vid återvinning från malmer av icke-järnmetaller. I livsmedelsindustrin används det för att producera substitut för animaliska fetter (margariner). I samband med ovanstående aktuella problem är produktionen av väte i industriella förhållanden.
Denna gas anses vara en framtida transportörenergi, för att den är förnybar, släpper inte ut "växthusgas" CO2 under förbränning, ger en stor mängd energi per vikt i förbränningsprocessen och kan lätt omvandlas till el från bränsleceller.
Under laboratorieförhållanden väte ofta erhållas genom att reducera metaller som finns kvar i den elektrokemiska spänningsserien, från vatten och syror:
Zn + IHCl = ZnCl2 + H2 ↑: ΔH <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H2 ↑: AH <0.
I industrin sker väteproduktionen huvudsakligen genom bearbetning av naturliga och associerade gaser.
1. Omvandling av metan. Processen består i interaktionen mellan metan och vattenånga vid 800 - 900 ° С: CH4 + H2O = CO ↑ + 3H2 ↑; ΔH> 0. Tillsammans med detta används processen med ofullständig oxidation av kolväten med syre i närvaro av vattenånga: 3CH4 + 02 + H2O = 3CO + 7H4. Dessa metoder kommer att förlora sitt värde över tiden, eftersom kolvätereserverna är utarmade.
2. Biohydrogen kan erhållas från alger i en bioreaktor. I slutet av 1990-talet upptäcktes det att om algerna berövades svavel, skulle de byta från syreproduktion, dvs normal fotosyntes, till väteproduktion. Biohydrogen kan också produceras i bioreaktorer som förutom alger använder hushållsavfall. Processen beror på bakterier som absorberar kolväte och producerar väte och CO2.
3. Djup kylning av koksugnsgas. Under processen med kokkol erhålls tre fraktioner: fast koks, flytande kolstjära och gasformig, innehållande molekylärt väte förutom kolväten (ca 60%). Denna fraktion utsätts för ultra-djupkylning efter att ha behandlats med en speciell substans, vilket gör det möjligt att separera väte från föroreningar.
4. Produktion av väte från vatten med hjälp av elektrolys är metoden som ger renaste väte: 2H20 → elektrolys → 2H2 + O.
5. Koldioxidomvandling. Först produceras vattengas genom att passera vattenånga genom koks uppvärmd till 1000 ° C: C + H2O = CO ↑ + H2 ↑; ΔH> O, som då är i en blandning med vattenånga över katalysatorn Fe203 upphettad till 400-500 ° C. Samspelet mellan kolmonoxid (II) och vattenånga inträffar: CO + H2O + (H2) = CO2 + 2H2 ↑; ΔH> 0.
6. Väteproduktion genom kolmonoxidomvandling (CO), baserad på en unik reaktion med användning av fotosyntetiska lila bakterier (encells mikroorganismer med en märklig röd eller rosa färg, som är associerad med närvaron av fotosyntespigment). Dessa bakterier producerar väte som ett resultat av omvandlingsreaktionen: CO + H2O → C02 + H2.
Bildandet av väte kommer från vatten, reaktionen kräver inte höga temperaturer och ljus. Processen äger rum vid rumstemperatur i mörkret.
Viktig industriell betydelse i våra dagar förvärvar utsläpp av väte från gaser som produceras under oljeraffinering.
Men många vet inte att det är möjligtväte hemma. För dessa ändamål kan du använda reaktionslösningen av alkali och aluminium. Ta en halv liter glasflaska, en kork med ett hål, ett ångrör, 10 g kopparsulfat, 20 g salt, 10 g aluminium, 200 g vatten, en ballong.
Förbereda lösningen av kopparsulfat: 10 g kopparsulfat per 100 g vatten.
Förbereda saltlösningen: tillsätt 20 g salt till 100 g vatten.
Blanda lösningarna. Tillsätt aluminium till blandningen. När en vit suspension har uppstått i flaskan sätter vi en boll i röret och fyller den med växande vätgas.
Var uppmärksam! Denna erfarenhet bör utföras endast i frisk luft. Temperaturkontroll är ett måste, eftersom reaktionen sker med värme och kan komma ur kontroll.
Det bör också komma ihåg att väte, om det ärBlanda med luft, bildar en explosiv blandning, som kallas detonerande gas (två delar av väte och en del syre). Om denna blandning är på eld, kommer den att explodera.
