Vodík sa široko používa v širokej škálepriemyselné odvetvia: pri syntéze chlorovodíka sa amoniak (amoniak sa ďalej používa na výrobu dusíkatých hnojív), v priemysle výroby anilínových farieb, pri regenerácii z neželezných kovov. V potravinárskom priemysle sa používa na získanie náhrad za živočíšne tuky (margaríny). V súvislosti s vyššie uvedenou dôležitou otázkou je výroba vodíka v priemyselnom prostredí.
Tento plyn sa považuje za budúceho dopravcu.energie vďaka tomu, že je obnoviteľná, pri spaľovaní nevypúšťa CO 2 „skleníkový plyn“, dodáva veľké množstvo energie na jednotku hmotnosti počas spaľovania a ľahko sa premieňa na elektrinu z palivových článkov.
V laboratórnych podmienkach sa vodík najčastejšie získava redukciou kovmi, ktoré sú v elektrochemickej rade napätí vľavo, z vody a kyselín:
Zn + 1HCl = ZnCl₂ + H₂ ↑: AH <0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H₂ ↑: AH <0.
V priemysle sa výroba vodíka uskutočňuje hlavne spracovaním prírodných a pridružených plynov.
1. Premena na metán.Proces spočíva v interakcii metánu s vodnou parou pri 800 - 900 ° С: CH₄ + H20 = CO ↑ + 3H₂ ↑; AH> 0. Spolu s tým sa používa proces neúplnej oxidácie uhľovodíkov kyslíkom v prítomnosti vodnej pary: 3CH₄ + O₂ + H20 = 3CO + 7H₄. Tieto metódy časom stratia svoju hodnotu, keď sa vyčerpajú zásoby uhľovodíkov.
2.Biohydrogén je možné získať z morských rias v bioreaktore. Na konci 90. rokov sa zistilo, že ak by riasy boli zbavené síry, prešli by z výroby kyslíka, t. J. Z normálnej fotosyntézy, na výrobu vodíka. Biovodík sa môže vyrábať aj v bioreaktoroch, ktorý okrem rias používa domáci odpad. Tento proces je spôsobený baktériami, ktoré absorbujú uhľovodíky a produkujú vodík a CO2.
3. Глубокое охлаждение коксового газа.Počas koksovacieho procesu uhlia sa získajú tri frakcie: tuhý koks, kvapalný uhoľný decht a plynný, obsahujúci okrem uhľovodíkov aj molekulárny vodík (približne 60%). Táto frakcia sa po spracovaní špeciálnou látkou podrobí ultrahĺbkovému chladeniu, ktoré umožňuje oddeliť vodík od nečistôt.
4. Výroba vodíka z vody pomocou elektrolýzy - metóda, ktorá vytvára najčistejší vodík: 2H₂O → elektrolýza → 2H₂ + O.
5. Premena uhlíka.Najprv sa vodný plyn získa priechodom vodnej pary koksom zahriatym na 1000 ° C: C + H20 = CO ↑ + H₂ ↑; ΔH> 0, ktorý sa potom vedie v zmesi s vodnou parou cez katalyzátor Fe202 zahriaty na 400 - 500 ° C. Dochádza k interakcii oxidu uhoľnatého (II) a vodnej pary: CO + H20 + (H₂) = CO₂ + 2H₂ ↑; AH> 0.
6.Produkcia vodíka premenou oxidu uhoľnatého (CO), založená na jedinečnej reakcii s použitím fotosyntetických purpurových baktérií (jednobunkové mikroorganizmy zvláštnej červenej alebo ružovej farby, ktorá je spojená s prítomnosťou pigmentov na fotosyntézu). Tieto baktérie produkujú vodík ako výsledok konverznej reakcie: CO + H20 → CO₂ + H₂.
Tvorba vodíka pochádza z vody, reakcia nevyžaduje vysoké teploty a osvetlenie. Proces prebieha pri teplote miestnosti v tme.
V súčasnosti má veľký priemyselný význam vývoj vodíka z plynov generovaných pri rafinácii ropy.
Mnohí však nevedia, že je možné ich získaťvodík doma. Na tieto účely môžete použiť reakciu roztoku zásady a hliníka. Vezmite pollitrovú sklenenú fľašu, zátku s dierou, plynovú rúrku, 10 g síranu meďnatého, 20 g soli, 10 g hliníka, 200 g vody, balón.
Pripravíme roztok síranu meďnatého: pridajte 100 g síranu meďnatého na 100 g vody.
Pripravíme soľný roztok: pridajte 100 g soli do 100 g vody.
Roztoky sa zmiešajú. K výslednej zmesi sa pridá hliník. Keď sa vo fľaši objaví biela suspenzia, pripojíme guľu k skúmavke a naplníme ju uvoľneným vodíkom.
Venujte pozornosť! Tento experiment by sa mal vykonávať iba na čerstvom vzduchu. Regulácia teploty je potrebná, pretože reakcia nastáva s uvoľňovaním tepla a môže sa vymknúť spod kontroly.
Malo by sa tiež pamätať na to, že vodík, akv zmesi so vzduchom vytvára výbušnú zmes, ktorá sa nazýva výbušný plyn (dve časti vodíka a jedna časť kyslíka). Ak je takáto zmes zapálená, potom exploduje.
