Hydrogen er mye brukt i en lang rekkeindustrier: i syntese av hydrogenklorid blir ammoniakk (ammoniakk videre brukt til produksjon av nitrogengjødsel), i anilin-malingsindustrien, i utvinningen fra ikke-jernholdige metaller. I matindustrien brukes den til å skaffe erstatning for dyrefett (margariner). I forbindelse med ovennevnte relevante problemstilling er produksjon av hydrogen i et industrielt miljø.
Denne gassen blir sett på som en fremtidig transportør.energi på grunn av det faktum at det er fornybart, ikke avgir "klimagass" CO₂ under forbrenning, gir en stor mengde energi per vekt per enhet under forbrenning og konverteres enkelt til strøm fra brenselceller.
Under laboratorieforhold oppnås ofte hydrogen ved reduksjon med metaller, som er til venstre i den elektrokjemiske serien av spenninger, fra vann og syrer:
Zn + 1HCl = ZnCl₂ + H2 ↑: ΔH <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H₂ ↑: ΔH <0.
I industrien skjer produksjon av hydrogen hovedsakelig gjennom prosessering av naturlige og tilknyttede gasser.
1. Metanomdannelse.Prosessen består i samspill av metan og vanndamp ved 800 - 900 ° C: CH3 + H20 = CO ↑ + 3H2 ↑; ΔH> 0. Sammen med dette brukes prosessen med ufullstendig oksidasjon av hydrokarboner med oksygen i nærvær av vanndamp: 3CH3 + O2 + H20 = 3CO + 7 H₄. Disse metodene vil miste verdien over tid når hydrokarbonreserver blir tømt.
2.Biohydrogen kan fås fra tang i en bioreaktor. På slutten av 1990-tallet ble det oppdaget at hvis alger ble fratatt svovel, ville de bytte fra produksjon av oksygen, dvs. normal fotosyntese, til produksjon av hydrogen. Biohydrogen kan også produseres i bioreaktorer ved å bruke, i tillegg til alger, husholdningsavfall. Prosessen skyldes bakterier som tar opp hydrokarbon, og produserer hydrogen og CO2.
3. Dyp kjøling av koksovnsgass.Under koksprosessen med kull oppnås tre fraksjoner: fast - koks, flytende - kulltjære - og gassformig, som i tillegg til hydrokarboner inneholder molekylært hydrogen (ca. 60%). Denne fraksjonen blir utsatt for ultra-dyp avkjøling etter å ha blitt behandlet med et spesielt stoff, noe som gjør det mulig å skille hydrogen fra urenheter.
4. Hydrogenproduksjon fra vann ved hjelp av elektrolyse - en metode som produserer det reneste hydrogen: 2H20 → elektrolyse → 2H2 + O.
5. Karbonkonvertering.Først oppnås vanngass ved å føre vanndamp gjennom koks oppvarmet til 1000 ° C: C + H20 = CO '+ H2'; ΔH> 0, som deretter føres over en Fe FeO₃-katalysator oppvarmet til 400–500 ° C i en blanding med vanndamp. Samspillet mellom karbonmonoksid (II) og vanndamp oppstår: CO + H20 + (H2) = CO₂ + 2H2 ↑; ΔH> 0.
6.Hydrogenproduksjon ved omdannelse av karbonmonoksid (CO), basert på en unik reaksjon ved bruk av fotosyntetiske lilla bakterier (encellede mikroorganismer med en særegen rød eller rosa farge, som er assosiert med tilstedeværelsen av fotosyntesepigmenter). Disse bakteriene frigjør hydrogen som et resultat av konverteringsreaksjonen: CO + H20 → CO₂ + H2.
Dannelsen av hydrogen kommer fra vann, reaksjonen krever ikke høye temperaturer og belysning. Prosessen foregår ved romtemperatur i mørket.
Av stor industriell betydning i disse dager er utviklingen av hydrogen fra gassene som genereres under oljeraffinering.
Mange vet imidlertid ikke at det er mulig å få tak ihydrogen hjemme. For disse formålene kan du bruke reaksjonen av en løsning av alkali og aluminium. Ta en halvliters glassflaske, kork med et hull, gassrør, 10 g kobbersulfat, 20 g salt, 10 g aluminium, 200 g vann, en ballong.
Vi tilbereder en løsning av kobbersulfat: tilsett 100 g kobbersulfat til 100 g vann.
Vi lager en saltoppløsning: tilsett 100 g salt til 100 g vann.
Bland løsningene. Tilsett aluminium til den resulterende blandingen. Etter at en hvit suspensjon har dukket opp i flasken, fester vi ballen i røret og fyller den med det frigjorte hydrogenet.
Merk! Dette eksperimentet skal bare utføres i frisk luft. Temperaturkontroll er nødvendig, siden reaksjonen skjer ved frigjøring av varme og kan komme ut av kontroll.
Det må også huskes at hydrogen, hvisblandet med luft, danner en eksplosiv blanding, som kalles eksplosiv gass (to deler hydrogen og en del oksygen). Hvis en slik blanding antennes, vil den eksplodere.
