ไฮโดรเจนใช้กันอย่างแพร่หลายในต่างๆอุตสาหกรรม: ในการสังเคราะห์ไฮโดรเจนคลอไรด์ แอมโมเนีย (แอมโมเนียยังใช้ในการผลิตปุ๋ยไนโตรเจน) ในการผลิตสีอะนิลีน ในการกู้คืนจากแร่โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ในอุตสาหกรรมอาหาร ใช้เพื่อทดแทนไขมันสัตว์ (มาการีน) ที่เกี่ยวข้องกับปัญหาเฉพาะข้างต้นคือการผลิตไฮโดรเจนในสภาพอุตสาหกรรม
ก๊าซนี้ถือเป็นตัวพาในอนาคตพลังงานเนื่องจากสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ไม่ปล่อย CO₂ "ก๊าซเรือนกระจก" เมื่อเผาไหม้ ให้พลังงานจำนวนมากต่อหน่วยน้ำหนักในกระบวนการเผาไหม้ และแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงได้ง่าย
ในห้องปฏิบัติการ ไฮโดรเจนส่วนใหญ่มักจะได้มาจากการรีดิวซ์ด้วยโลหะที่อยู่ทางด้านซ้ายในชุดแรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้า จากน้ำและกรด:
Zn + 1HCl = ZnCl₂ + H₂↑: ΔH < 0
2Na + 2HOH = 2NaOH + H₂↑: ΔH < 0
ในอุตสาหกรรม การผลิตไฮโดรเจนส่วนใหญ่เกิดจากการแปรรูปก๊าซธรรมชาติและก๊าซที่เกี่ยวข้อง
1. การแปลงก๊าซมีเทนกระบวนการประกอบด้วยปฏิกิริยาของมีเทนกับไอน้ำที่ 800 - 900 องศาเซลเซียส: CH₄ + H₂O = CO↑ + 3H₂↑; ∆H>0. นอกจากนี้ยังใช้กระบวนการออกซิเดชันที่ไม่สมบูรณ์ของไฮโดรคาร์บอนกับออกซิเจนในที่ที่มีไอน้ำ: 3CH₄ + O₂ + H₂O = 3CO + 7 H₄ วิธีการเหล่านี้จะสูญเสียคุณค่าไปในที่สุดเนื่องจากปริมาณสำรองไฮโดรคาร์บอนหมดลง
2.สามารถหาไฮโดรเจนชีวภาพได้จากสาหร่ายในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 มีการค้นพบว่าหากสาหร่ายขาดกำมะถัน พวกมันจะเปลี่ยนจากการผลิตออกซิเจน กล่าวคือ การสังเคราะห์ด้วยแสงปกติเป็นการผลิตไฮโดรเจน ไฮโดรเจนชีวภาพสามารถผลิตได้ในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่ใช้ นอกเหนือไปจากสาหร่าย ขยะในครัวเรือน กระบวนการนี้เกิดขึ้นเนื่องจากแบคทีเรียที่ดูดซับไฮโดรคาร์บอนและผลิตไฮโดรเจนและ CO2
3. ระบายความร้อนด้วยแก๊สโค้กในกระบวนการถ่านโค้กจะได้เศษส่วนสามส่วน: ของแข็ง - โค้ก, ของเหลว - น้ำมันถ่านหิน - และก๊าซ, ที่บรรจุนอกเหนือจากไฮโดรคาร์บอน, โมเลกุลไฮโดรเจน (ประมาณ 60%) เศษส่วนนี้จะถูกทำให้เย็นลงอย่างล้ำลึกหลังจากผ่านการบำบัดด้วยสารพิเศษ ซึ่งทำให้สามารถแยกไฮโดรเจนออกจากสิ่งเจือปนได้
4. การรับไฮโดรเจนจากน้ำโดยใช้กระแสไฟฟ้า - วิธีการที่ให้ไฮโดรเจนบริสุทธิ์ที่สุด: 2H₂O → อิเล็กโทรไลซิส → 2H₂ + O
5. การแปลงคาร์บอนขั้นแรก ได้ก๊าซน้ำโดยการส่งไอน้ำผ่านโค้กที่ให้ความร้อนถึง 1,000 ° C: C + H₂O = CO↑ + H₂↑; ΔH>0 ซึ่งจะถูกส่งผ่านในส่วนผสมที่มีไอน้ำเหนือตัวเร่งปฏิกิริยา Fe₂O₃ ที่ให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 400 - 500 องศาเซลเซียส มีปฏิกิริยาระหว่างคาร์บอนมอนอกไซด์ (II) และไอน้ำ: CO + H₂O + (H₂) = CO₂ + 2H₂↑; ∆H>0.
6.การผลิตไฮโดรเจนโดยการแปลงคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) โดยอาศัยปฏิกิริยาเฉพาะโดยใช้แบคทีเรียสีม่วงสังเคราะห์แสง (จุลินทรีย์เซลล์เดียวที่มีสีแดงหรือชมพูแปลก ๆ ซึ่งสัมพันธ์กับการมีอยู่ของสารสังเคราะห์แสง) แบคทีเรียเหล่านี้ปล่อยไฮโดรเจนอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาการแปลง: CO + H₂O →CO₂ + H₂
การก่อตัวของไฮโดรเจนมาจากน้ำ ปฏิกิริยาไม่ต้องการอุณหภูมิสูงและแสง กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้องในที่มืด
การสกัดไฮโดรเจนจากก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการกลั่นน้ำมันกำลังได้รับความสำคัญในสมัยของเรา
อย่างไรก็ตาม หลายคนไม่ทราบว่าเป็นไปได้ที่จะได้รับไฮโดรเจนที่บ้าน เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ คุณสามารถใช้ปฏิกิริยาของสารละลายอัลคาไลและอะลูมิเนียม ใช้ขวดแก้วขนาดครึ่งลิตร, จุกไม้ก๊อกที่มีรู, ท่อจ่ายแก๊ส, คอปเปอร์ซัลเฟต 10 กรัม, เกลือ 20 กรัม, อลูมิเนียม 10 กรัม, น้ำ 200 กรัม, บอลลูน
เราเตรียมสารละลายของคอปเปอร์ซัลเฟต: สำหรับน้ำ 100 กรัม ให้เติมคอปเปอร์ซัลเฟต 10 กรัม
เราเตรียมน้ำเกลือ: เติมเกลือ 20 กรัมต่อน้ำ 100 กรัม
เราผสมโซลูชั่น เพิ่มอลูมิเนียมลงในส่วนผสมที่ได้ หลังจากที่สารแขวนลอยสีขาวปรากฏขึ้นในขวด เราก็ติดลูกบอลเข้ากับหลอดและเติมไฮโดรเจนที่กำลังก่อตัวขึ้นในนั้น
บันทึก! การทดลองนี้ควรทำในที่ที่มีอากาศบริสุทธิ์เท่านั้น การควบคุมอุณหภูมิเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากปฏิกิริยาจะปลดปล่อยออกมาและไม่สามารถควบคุมได้
ก็ควรจำไว้ด้วยว่าไฮโดรเจนถ้าเป็นผสมกับอากาศทำให้เกิดส่วนผสมที่ระเบิดได้ซึ่งเรียกว่าก๊าซระเบิด (ไฮโดรเจนสองส่วนและออกซิเจนหนึ่งส่วน) หากส่วนผสมดังกล่าวติดไฟ ส่วนผสมดังกล่าวจะระเบิดได้
