Hidrogen

Hidrogen banyak digunakan dalam berbagai cabang industri: dalam sintesis hidrogen klorida, amonia (amonia selanjutnya digunakan untuk produksi pupuk nitrogen), dalam pembuatan anilin, dalam pemulihan dari bijih logam non-ferrous. Dalam industri makanan digunakan untuk memproduksi pengganti untuk lemak hewan (margarin). Sehubungan dengan isu yang relevan di atas adalah produksi hidrogen di lingkungan industri.

Gas ini dianggap sebagai pembawa energi di masa depan karena merupakan terbarukan, tidak memancarkan "gas rumah kaca" CO₂ selama pembakaran, menghasilkan sejumlah besar energi per satuan berat dalam proses pembakaran dan mudah dikonversi menjadi tenaga listrik dari sel bahan bakar.

Di bawah kondisi laboratorium hidrogen sering diperoleh dengan mengurangi logam yang tersisa di seri tegangan elektrokimia, dari air dan asam:
Zn + 1HCl = ZnCl₂ + H₂ ↑: ΔH <0
2na + 2HOH = 2NaOH + H₂ ↑: ΔH <0.

Dalam industri, penerimaan hidrogen terjadi terutama oleh pengolahan alam dan gas terkait.

1. Konversi metana. Proses ini terdiri dalam reaksi metana dengan uap air pada 800-900 ° C: CH₄ + H₂O = CO ↑ + 3H₂ ↑; ΔH> 0. Seiring dengan proses ini menggunakan oksidasi parsial dari hidrokarbon dengan oksigen di hadapan uap air: 3CH₄ + O₂ + H₂O = 3CO + 7 H₄. Metode ini akhirnya kalah pentingnya mereka sebagai cadangan hidrokarbon habis.

2. biohydrogen dapat diperoleh dari ganggang dalam bioreaktor. Pada akhir 1990-an ditemukan bahwa jika sulfur menghilangkan ganggang, mereka akan beralih dari produksi oksigen, yaitu. E. fotosintesis normal, untuk produksi hidrogen. Biohydrogen juga dapat diproduksi dalam bioreaktor, menggunakan, kecuali ganggang, sampah kota. Proses ini terjadi oleh bakteri yang menyerap hidrokarbon dan menghasilkan hidrogen dan CO2.

3. pendinginan Deep gas kokas oven. Dalam proses coking coal menyiapkan tiga fraksi: padat - coke, cair - tar batubara - dan gas yang mengandung, selain hidrokarbon, molekul hidrogen (sekitar 60%). fraksi ini dikenakan pendinginan dalam ultra setelah dirawat dengan bahan khusus, yang memungkinkan untuk memisahkan hidrogen dari kotoran.

4. Produksi hidrogen dari air dengan menggunakan elektrolisis - sebuah metode yang memberikan hidrogen jelas: 2H₂O → elektrolisis → 2H₂ + O.

5. Konversi karbon. Awalnya, gas air diperoleh dengan melewatkan uap air melalui merah-panas untuk 1000 ° C Coke: C + H₂O = CO ↑ + H₂ ↑; ΔH> 0, yang kemudian dicampur dengan uap melewati dipanaskan sampai 400-500 ° C katalis Fe₂O₃. Interaksi karbon monoksida (II) dan uap: CO + H₂O + (H₂) = CO₂ + 2H₂ ↑; ΔH> 0.

6. Produksi hidrogen dengan konversi karbon monoksida (CO), berdasarkan reaksi yang unik oleh bakteri fotosintetik ungu (mikroorganisme uniseluler merah atau pink warna asli, yang berhubungan dengan kehadiran pigmen fotosintesis). Bakteri ini menghasilkan hidrogen dengan reaksi pergeseran: CO + H₂O → CO₂ + H₂.

Pembentukan hidrogen adalah air, reaksi tidak memerlukan suhu tinggi dan pencahayaan. Proses ini berlangsung pada suhu kamar dalam gelap.

Industri penting saat ini mengakuisisi evolusi hidrogen dari gas yang dihasilkan selama penyulingan minyak bumi.

Namun, banyak yang tidak tahu bahwa adalah mungkin untuk mendapatkan hidrogen di rumah. Untuk tujuan ini kita dapat menggunakan solusi reaksi alkali dan aluminium. Ambil botol setengah liter kaca dengan lubang stopper, tabung uap, 10 g tembaga sulfat, 20 g garam, 10 g alumina, 200 g balon air.

Siapkan larutan tembaga sulfat: 100 g air ditambahkan 10 g tembaga sulfat.

Memasak larutan garam: 100 g air ditambahkan 20 g garam.

Solusinya adalah campuran. Menambah campuran yang dihasilkan dari aluminium. Setelah di dalam botol muncul bubur putih menempel tabung dan balon mengisinya dengan hidrogen berevolusi.

Perhatikan! Pengalaman ini hanya perlu menghabiskan di luar ruangan. Diperlukan kontrol suhu, karena reaksi berlangsung dengan evolusi panas dan dapat keluar dari kontrol.

Hal ini juga harus diingat hidrogen yang, jika dicampur dengan udara, membentuk campuran peledak, yang disebut meledakkan gas (dua bagian hidrogen dan satu bagian oksigen). Jika campuran ini untuk menyalakan, itu akan meledak.