Hydrogen

Hydrogen yn cael ei defnyddio'n eang mewn gwahanol ganghennau o ddiwydiant: yn y synthesis o hydrogen clorid, amonia (amonia yn cael ei ddefnyddio ymhellach ar gyfer cynhyrchu gwrtaith nitrogen), wrth gynhyrchu anilin, yn adennill mwynau metel anfferrus. Yn y diwydiant bwyd y mae'n ei ddefnyddio i gynhyrchu dirprwyon ar fraster anifeiliaid (margarîn). Mewn cysylltiad â'r mater perthnasol uchod yn cynhyrchu hydrogen mewn amgylchedd diwydiannol.

Mae'r nwy yn cael ei ystyried fel cludydd egni yn y dyfodol oherwydd ei fod yn adnewyddadwy, nid yw'n allyrru "nwyon ty gwydr" CO₂ yn ystod hylosgi, yn cynhyrchu llawer iawn o ynni fesul pwysau uned yn y broses hylosgi ac yn cael ei drawsnewid yn hawdd i pwer trydan y gell danwydd.

O dan amodau labordy hydrogen a gafwyd yn aml drwy leihau metelau sy'n cael eu gadael yn y gyfres foltedd electrogemegol, o ddŵr ac asidau:
Zn + 1HCl = ZnCl₂ + H₂ ↑: H <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H₂ ↑: H <0.

Mewn diwydiant, derbyn hydrogen digwydd yn bennaf drwy brosesu naturiol a nwyon cysylltiedig.

1. trosi methan. Mae'r broses yn cynnwys yn yr adwaith o fethan gyda anwedd dŵr ar 800-900 ° C: CH₄ + H₂O = CO ↑ + 3H₂ ↑; H> 0. Ynghyd â'r broses hon drwy ddefnyddio ocsideiddio rhannol o hydrocarbonau gydag ocsigen ym mhresenoldeb anwedd dŵr: 3CH₄ + O₂ + H₂O = 3CO + 7 H₄. Mae'r dulliau hyn yn y pen draw yn colli eu pwysigrwydd fel cronfeydd wrth gefn hydrocarbon yn cael eu disbyddu.

2. Gellir Biohydrogen ar gael gan algae yn y bioreactor. Yn hwyr yn y 1990au, gwelwyd bod os sylffwr amddifadu algâu, byddant yn newid o gynhyrchu ocsigen, hy. E. ffotosynthesis Normal, i gynhyrchu hydrogen. Gellir Biohydrogen hefyd yn cael ei gynhyrchu mewn bioreactors, defnyddio, ac eithrio algâu, gwastraff trefol. Mae'r broses yn digwydd gan facteria sy'n amsugno hydrocarbon ac yn cynhyrchu hydrogen a CO2.

3. oeri Deep o golosg nwy popty. Yn y broses o lo golosg paratoi tair ffracsiynau: a solet - golosg, hylif - tar glo - a nwy sy'n cynnwys, ar wahân hydrocarbonau, hydrogen moleciwlaidd (tua 60%). Mae'r ffracsiwn yn destun oeri dwfn ultra ar ôl cael ei drin gyda deunydd arbennig, sy'n ei gwneud yn bosibl gwahanu hydrogen o amhureddau.

4. Cynhyrchu hydrogen o ddŵr gan ddefnyddio electrolysis - dull sy'n rhoi hydrogen cliriaf: 2H₂O → electrolysis → 2H₂ + O.

5. Mae'r trawsnewid carbon. I ddechrau, nwy dŵr yn cael ei sicrhau trwy basio anwedd dŵr drwy'r coch-poeth at 1000 ° C Coke: C + H₂O = CO ↑ + H₂ ↑; H> 0, sydd wedyn yn cael ei gymysgu â stêm yn cael ei drosglwyddo dros gynhesu i 400-500 ° C catalydd Fe₂O₃. Mae'r rhyngweithio carbon monocsid (II) ac ager: CO + H₂O + (H₂) = CO₂ + 2H₂ ↑; H> 0.

6. Cynhyrchu hydrogen trwy addasu carbon monocsid (CO), yn seiliedig ar adwaith unigryw gan facteria ffotosynthetig porffor (micro-organebau ungellog lliw coch neu binc gwreiddiol, sy'n gysylltiedig â phresenoldeb pigmentau ffotosynthetig). Mae'r bacteria yn cynhyrchu hydrogen gan yr ymateb sifft: CO + H₂O → CO₂ + H₂.

Mae ffurfio hydrogen yw dŵr, nid yw'r adwaith yn ei gwneud yn ofynnol tymheredd uchel a goleuadau. Mae'r broses yn digwydd ar dymheredd yr ystafell yn y tywyllwch.

phwysigrwydd diwydiannol dyddiau hyn yn caffael esblygiad hydrogen o nwyon a gynhyrchir yn ystod puro petrolewm.

Fodd bynnag, nid yw llawer yn gwybod ei bod yn bosibl cael hydrogen yn y cartref. At y diben hwn gallwn ddefnyddio ateb adwaith o alcali ac alwminiwm. Cymerwch hanner litr potel wydr gyda thwll dopyn, y tiwb anwedd, 10 go sylffad copr, 20 go halen, 10 go alwmina, 200 go balŵn dŵr.

Paratoi ateb o sylffad copr: 100 go ddŵr Ychwanegwyd 10 go sylffad copr.

Coginio hydoddiant halen: 100 go ddŵr Ychwanegwyd 20 go halen.

Mae'r ateb yn gymysg. Ychwanegu at y gymysgedd sy'n deillio o alwminiwm. Unwaith yn y botel yn ymddangos slyri gwyn ei roi ar y tiwb a balwn llenwi â hydrogen esblygu.

Talu sylw! dim ond angen y profiad hwn i wario yn yr awyr agored. Yn eisiau rheoli tymheredd, gan fod yr adwaith yn digwydd gyda esblygiad o wres a gall fynd allan o reolaeth.

Dylid hefyd cofio bod hydrogen, os caiff ei gymysgu â aer, yn ffurfio cymysgedd Ffrwydrol, a elwir yn tanio'n nwy (hydrogen ddwy ran ac un rhan ocsigen). Os yw cymysgedd hwn i danio, bydd yn ffrwydro.