Учебное пособие Санкт-Петербург




НазваниеУчебное пособие Санкт-Петербург
страница3/18
Дата конвертации03.02.2013
Размер0.99 Mb.
ТипУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18

1.3 Получение водорода



В лаборатории небольшие количества водорода получают в аппарате Киппа действием разбавленных серной и соляной кислот на цинк:


Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2.


Следует иметь в виду, что образующийся водород содержит ядовитые газы − AsH3, SbH3, PH3, из-за наличия в цинке примесей мышьяка, сурьмы и фосфора.

Более чистый водород образуется при действии щелочи на кремний или алюминий, но реакция протекает при нагревании и очень бурно, поэтому её трудно контролировать:


2Al + 2KOH + 10H2O  2K[Al(OH)4(H2O)2] + 3 H2,

Si + 2KOH + H2O  K2SiO3 + 2H2.


Очень чистый водород без примесей инертных газов можно получить термическим разложением гидридов титана или урана UH3:


2UH3 2U + 3H2.

В промышленности водород 99,8%-ной чистоты получают электролизом воды, содержащей электролиты Na2SO4, KOH. Такой водород содержит примесь воздуха. В качестве побочного продукта большое количество водорода образуется при производстве хлора. Хлор получают электролизом водного раствора хлорида натрия в электролизере с диафрагмой, разделяющей катодное и анодное пространство. На аноде выделяется хлор, а на катоде  водород:


2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2.


Раньше для получения водорода проводили реакцию восстановления водяного пара такими металлами, как магний, цинк и железо, например:


3Fe + 4H2O(пар) Fe3O4 + 4H2.


Реакция с железом протекает при температуре красного каления (600  700С) и используется в технике для получения водорода, свободного от многих примесей.

Основным промышленным способом получения водорода в настоящее время является каталитическая конверсия метана водяным паром при высоких температурах:


CH4 + H2O CO + 3H2.


В связи с уменьшением запасов углеводородного сырья большой интерес приобретает метод получения водорода восстановлением водяного пара раскаленным углем:


C(тв) + H2O(г) CO(г) + H2(г), = +132 кДж.


Кокс и уголь подвергают газификации под давлением или при нормальном давлении. При этом образуется водяной газ (синтез-газ) − смесь, содержащая 50% Н2, до 40% СО и небольшие количества других газов. Для получения водяного газа через слой порошка угля или кокса пропускают водяной пар, обогащенный кислородом. В кислороде сгорает часть угля:


C + ½ O2  CO, = −110кДж


Эта экзотермическая реакция поддерживает протекание эндотермической реакции получения водяного газа, вследствие чего процесс не нуждается во внешних источниках теплоты.

Синтез-газ непосредственно используется в качестве сырья для синтеза различных химических продуктов  метанола, высших спиртов, альдегидов и др. Для получения же чистого водорода синтез-газ подвергают дополнительной обработке. Вначале осуществляют каталитическое конвертирование содержащегося в газе монооксида углерода в диоксид при относительно низких температурах (200 − 300С):

СО + Н2О СО2 + Н2 («реакция сдвига»).


При этом получают дополнительное количество водорода.

Затем удаляют газообразный СО2, пропуская реакционную смесь противотоком через воду, но чаще СО2 поглощают раствором карбоната калия при 3 МПа (30 атм.):


K2CO3 + CO2 + H2O  2KHCO3.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18

Похожие:

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург
Учебное пособие предназначено для студентов II курса химических специальностей

Учебное пособие Санкт-Петербург iconНовые поступления в библиотеку балтийского русского института
Федералогия: учебное пособие / Р. Г. Абдулатипов. Санкт-Петербург: Питер, 2004. 320 с.: ил. (Учебное пособие)

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие санкт-петербург
Вязкость жидких сред: Учебное пособие / И. В. Степанова, А. В. Тарасов. – Спб.: Петербургский государственный университет путей сообщения,...

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Издательство спбгпу санкт-Петербург
Учебное пособие соответствует дисциплинам опд ф10 «Сети ЭВМ и телекоммуникации» государственного общеобразовательного стандарта направления...

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76
Керножицкий В. А., Бызов Л. Н. Надежность. Лабораторный практикум: Учебное пособие. Балт гос тех ун-т, спб., 2002. – с

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А
Дан структурный анализ одного из важнейших направлений в исследовании турбулентных те

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2008 Авторы : Кокин В. Г., кандидат военных наук, доцент; Абликов В. И. Под общей редакцией
Учебное пособие предназначено для должностных лиц и специалистов го и рсчс организаций, преподавателей умц гочс и пб

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2007 Научный редактор: Шипицына Л. М. д б. н., проф., заслуж деят науки рф
Профилактика вич-инфекции у несовершеннолетних в образовательной среде: Учебное пособие / Под ред. Л. М. Шипицыной. – Спб, 2007

Учебное пособие Санкт-Петербург iconТехника и технические науки в целом 22. 30. 10я73 Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника : учеб пособие для вузов / К. К. Ким [и др.]; под ред. К. К. Кима. Санкт-Петербург и др. Питер, 2006. 367 с. (Учебное пособие)
Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника : учеб пособие для вузов / К. К. Ким [и др.]; под ред. К....

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие для студентов гуманитарных факультетов Санкт-Петербург


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница