हाइड्रोजन का उत्पादन

हाइड्रोजन का व्यापक रूप से व्यापक रूप से उपयोग किया जाता हैउद्योगों: हाइड्रोजन क्लोराइड के संश्लेषण में, अमोनिया (अमोनिया आगे नाइट्रोजन उर्वरकों के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है), एनिलिन-पेंट उद्योग में, अलौह धातुओं से वसूली में। खाद्य उद्योग में, इसका उपयोग पशु वसा (मार्जरीन) के लिए विकल्प प्राप्त करने के लिए किया जाता है। उपरोक्त प्रासंगिक मुद्दे के संबंध में एक औद्योगिक वातावरण में हाइड्रोजन का उत्पादन होता है।

इस गैस को भविष्य के वाहक के रूप में देखा जाता है।इस तथ्य के कारण ऊर्जा कि यह नवीकरणीय है, दहन के दौरान "ग्रीनहाउस गैस" CO that का उत्सर्जन नहीं करता है, दहन के दौरान प्रति यूनिट वजन में बड़ी मात्रा में ऊर्जा देता है और आसानी से ईंधन कोशिकाओं से बिजली में परिवर्तित हो जाता है।

प्रयोगशाला स्थितियों में, हाइड्रोजन को अक्सर धातुओं द्वारा कमी के द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो पानी और एसिड से वोल्टेज की विद्युत श्रृंखला में बाईं ओर हैं:
Zn + 1HCl = ZnCl₂ + H↑ Cl: .H <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H↑ H: 0H <0।

उद्योग में, हाइड्रोजन का उत्पादन मुख्य रूप से प्राकृतिक और संबंधित गैसों के प्रसंस्करण के माध्यम से होता है।

1. मीथेन रूपांतरण।इस प्रक्रिया में 800 - 900 ° С पर जल वाष्प के साथ मीथेन की सहभागिता होती है: CH₂ + H₂O = CO ₂ + 3H↑ interaction; 0H> ०। इसके साथ ही, जल वाष्प की उपस्थिति में ऑक्सीजन द्वारा हाइड्रोकार्बन के अपूर्ण ऑक्सीकरण की प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है: 3CH₂ + O₄ + H₂O = 3CO + 7 H₄। ये तरीके समय के साथ अपना मूल्य खो देंगे क्योंकि हाइड्रोकार्बन भंडार समाप्त हो गया है।

2।बायोरहाइड्रोजन को एक बायोरिएक्टर में शैवाल से प्राप्त किया जा सकता है। 1990 के दशक के उत्तरार्ध में, यह पता चला कि यदि शैवाल सल्फर से वंचित थे, तो वे ऑक्सीजन उत्पादन, यानी सामान्य प्रकाश संश्लेषण से हाइड्रोजन उत्पादन में बदल जाएंगे। शैवाल, घरेलू कचरे के अलावा, बायोरिएक्टर का उपयोग बायोरिएक्टर में भी किया जा सकता है। प्रक्रिया बैक्टीरिया के कारण होती है जो हाइड्रोकार्बन को अवशोषित करते हैं और हाइड्रोजन और सीओ 2 का उत्पादन करते हैं।

3. कोक ओवन गैस की डीप कूलिंग।कोयले की कोकिंग प्रक्रिया के दौरान, तीन अंश प्राप्त होते हैं: हाइड्रोकार्बन, आणविक हाइड्रोजन (लगभग 60%) के अलावा ठोस - कोक, तरल - कोयला टार - और गैसीय, युक्त। इस अंश को एक विशेष पदार्थ के साथ इलाज के बाद अल्ट्रा-डीप कूलिंग के अधीन किया जाता है, जिससे हाइड्रोजन को अशुद्धियों से अलग करना संभव हो जाता है।

4. इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करके पानी से हाइड्रोजन का उत्पादन - एक विधि जो सबसे शुद्ध हाइड्रोजन का उत्पादन करती है: 2H productionO → इलेक्ट्रोलिसिस → 2H production + O.

5. कार्बन का रूपांतरण।सबसे पहले, 1000 ° С: C + H gasO = CO ₂ + H↑ ₂; ΔH> 0, जिसे बाद में Fe.O 0 उत्प्रेरक पर जल वाष्प के साथ मिश्रण में पारित किया जाता है, जिसे 400-500 ° / - तक गर्म किया जाता है कार्बन मोनोऑक्साइड (II) और जल वाष्प की पारस्परिक क्रिया होती है: CO + H +O + (H₂) = CO₂ + 2Hox ox; 0H> ०।

6।कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) के रूपांतरण द्वारा हाइड्रोजन उत्पादन, प्रकाश संश्लेषक बैंगनी बैक्टीरिया (एक अजीब लाल या गुलाबी रंग के एककोशिकीय सूक्ष्मजीवों, जो प्रकाश संश्लेषण पिगमेंट की उपस्थिति के साथ जुड़ा हुआ है) का उपयोग करके एक अद्वितीय प्रतिक्रिया पर आधारित है। ये बैक्टीरिया रूपांतरण प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप हाइड्रोजन का उत्पादन करते हैं: CO + H →O → CO₂ + H hydrogen।

हाइड्रोजन का निर्माण पानी से होता है, प्रतिक्रिया के लिए उच्च तापमान और प्रकाश की आवश्यकता नहीं होती है। प्रक्रिया अंधेरे में कमरे के तापमान पर होती है।

महान औद्योगिक महत्व के इन दिनों तेल शोधन के दौरान उत्पन्न गैसों से हाइड्रोजन का विकास होता है।

हालांकि, कई लोग नहीं जानते कि यह प्राप्त करना संभव हैघर पर हाइड्रोजन। इन उद्देश्यों के लिए, आप क्षार और एल्यूमीनियम के समाधान की प्रतिक्रिया का उपयोग कर सकते हैं। एक आधा लीटर कांच की बोतल, एक छेद वाला एक कॉर्क, एक गैस पाइप, 10 ग्राम तांबा सल्फेट, 20 ग्राम नमक, 10 ग्राम एल्यूमीनियम, 200 ग्राम पानी, एक गुब्बारा लें।

हम कॉपर सल्फेट का एक घोल तैयार करते हैं: 100 ग्राम कॉपर सल्फेट को 100 ग्राम पानी में मिलाते हैं।

हम एक नमक समाधान तैयार करते हैं: 100 ग्राम पानी में 100 ग्राम नमक जोड़ें।

घोल मिलाएं। परिणामस्वरूप मिश्रण में एल्यूमीनियम जोड़ें। बोतल में एक सफेद निलंबन दिखाई देने के बाद, हम गेंद को ट्यूब से जोड़ते हैं और इसे मुक्त हाइड्रोजन से भरते हैं।

ध्यान दें! यह प्रयोग केवल ताजी हवा में किया जाना चाहिए। तापमान नियंत्रण की आवश्यकता होती है, क्योंकि प्रतिक्रिया गर्मी की रिहाई के साथ होती है और नियंत्रण से बाहर हो सकती है।

यह भी याद रखना चाहिए कि हाइड्रोजन, यदिहवा के साथ मिश्रित, एक विस्फोटक मिश्रण बनाता है, जिसे विस्फोटक गैस (हाइड्रोजन के दो भाग और ऑक्सीजन का एक हिस्सा) कहा जाता है। यदि इस तरह के मिश्रण को प्रज्वलित किया जाता है, तो यह फट जाएगा।