Brint er almindeligt anvendt i en række forskelligeindustrier: Ved syntesen hydrogenchlorid, ammoniak (ammoniak anvendes yderligere til fremstilling af kvælstofgødning), til fremstilling af anilin, til genvinding af ikke-jernholdige metalmalme. I fødevareindustrien bruges det til at producere erstatninger til animalske fedtstoffer (margariner). I forbindelse med det ovennævnte aktuelle problem er fremstillingen af hydrogen under industrielle forhold.
Denne gas betragtes som en fremtidig transportørenergi, fordi det er fornyeligt, udsender ikke "drivhusgas" CO₂ under forbrænding, giver en stor mængde energi pr. vægtenhed i forbrændingsprocessen og omdannes nemt til elektricitet fra brændselsceller.
Under laboratoriebetingelser opnås oftest hydrogen ved reduktion af metaller, der står til venstre for den elektrokemiske serie af spændinger, fra vand og syrer:
Zn + 1 HCI = ZnCl2 + H2 ↑: ΔH <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H2 ↑: ΔH <0.
I industrien forekommer hydrogenproduktionen hovedsageligt ved behandling af naturlige og beslægtede gasser.
1. Omdannelse af methan.Processen består i interaktionen mellem metan og vanddamp ved 800-900 ° C: CH4 + H20 = CO ↑ + 3H2 ↑; ΔH> 0. Sammen med dette anvendes processen med partiel oxidation af carbonhydrider med oxygen i nærværelse af vanddamp: 3CH4 + 02 + H20 = 3CO + 7H4. Disse metoder vil i sidste ende miste deres betydning, da kulbrinte reserver er udtømt.
2.Biohydrogen kan opnås fra tang i en bioreaktor. I slutningen af 1990'erne blev det opdaget, at hvis alger blev frataget svovl, ville de skifte fra at producere oxygen, dvs. normal fotosyntese til hydrogenproduktion. Biohydrogen kan også produceres i bioreaktorer ved hjælp af ud over alger husholdningsaffald. Processen skyldes bakterier, der absorberer carbonhydrid, og producerer hydrogen og CO2.
3. Dyb køling af koksovne gas.Under kulforkoksningsprocessen opnås tre fraktioner: fastkoks, flydende stenkulstjære og gasformig, der ud over kulbrinter indeholder molekylær hydrogen (ca. 60%). Denne fraktion udsættes for super dyb køling efter behandling med et særligt stof, som gør det muligt at adskille hydrogen fra urenheder.
4. Fremstilling af hydrogen fra vand ved hjælp af elektrolyse er den metode, som giver den reneste hydrogen: 2H20 → elektrolyse → 2H2 + O.
5. Omdannelse af kulstof.Først produceres en vandgas, når vanddamp passerer gennem en varm koks: C + H2O = CO ↑ + H2 ↑; ΔH> 0, som derefter føres i en blanding med vanddamp over en katalysator opvarmet til 400 ± 500 ° C med Fe203. Carbon (II) oxid og vanddampinteraktion: CO + H20 + (H2) = CO2 + 2H2 ↑; ΔH> 0.
6.Produktion af hydrogen ved omdannelse af carbonmonoxid (CO), baseret på en unik reaktion ved lilla fotosyntetiske bakterier (encellede mikroorganismer oprindelige røde eller lyserøde farve, der er forbundet med tilstedeværelsen af fotosyntetiske pigmenter). Disse bakterier udskiller hydrogen som følge af omdannelsesreaktionen: CO + H20 → C02 + H2.
Dannelsen af hydrogen kommer fra vand, reaktionen kræver ikke høje temperaturer og belysning. Processen foregår ved stuetemperatur i mørket.
En vigtig industriel betydning i vores dage er udviklingen af hydrogen fra gasser dannet under forarbejdning af olie.
Men mange ved ikke, at det er muligt at fåhydrogen hjemme. Til disse formål kan man anvende reaktionen af en opløsning af alkali og aluminium. Tag en halvliter glasflaske, en prop med et hul, et gasrør, 10 g kobbersulfat, 20 g salt, 10 g aluminium, 200 g vand, en ballon.
Vi forbereder en opløsning af kobbersulfat: Til 100 g vand tilsættes 10 g kobbersulfat.
Vi forbereder saltlage: Tilsæt 100 g vand til 20 g salt.
Blandinger blandes. Tilsæt til den resulterende blanding af aluminium. Efter en hvid opslæmning dukkede op i flasken, vedhæfter vi en kugle til røret og fylder den med det udviklede brint.
Vær opmærksom! Denne erfaring er kun nødvendig i det fri. Temperaturregulering er obligatorisk, da reaktionen forekommer med udslip af varme og kan komme uden for kontrol.
Husk også, at hydrogen, hvis det erblandes med luft, danner en eksplosiv blanding, som kaldes en rattlende gas (to dele hydrogen og en del oxygen). Hvis en sådan blanding er i brand, vil den eksplodere.
