химия + методичка / theory

объему. При таком охлаждении все составные части коксового газа, кроме азота и водорода, практически полностью конденсируются.

В лабораторных условиях водород можно получить взаимодействием:

а) гидридов металлов с водой или кислотами:

;

.

б) Al, Zn, Si с растворами щелочей:

;

.

Наиболее распространенный способ получения водорода в лабораторных условиях основан на взаимодействии металлов средней активности (Fe, Zn) с соляной и разбавленной серной кислотами:

Водород в лабораторных условиях собирают в пробирку методом вытеснения воды, а также в пробирку, расположенную вверх дном. Обнаруживается водород с помощью пламени обыкновенной спички – водород сгорает с характерным хлопком.

Применение водорода. Большое количество водорода используется для синтеза аммиака, получения синтетической соляной кислоты, превращения жидких растительных жиров в твердые, твердого топлива (каменный уголь) или тяжелых остатков переработки нефти в более ценное легкое моторное топливо. Самым большим по объему потребителем водорода является нефтяная промышленность, где водород используется для очистки нефти от соединений серы.

Водород используется в органическом синтезе, например: а) получении метанола:

;

б) получении альдегидов и кетонов:

281

Вметаллургии водород используют для получения таких металлов, как молибден и вольфрам (реже железо или медь) восстановлением их оксидов:

Впоследнее время развивается водородная энергетика. Водород используется как носитель энергии. Выбор водорода как энергоносителя обусловлен рядом преимуществ, главные из которых:

– экологическая безопасность водорода, поскольку продуктом

его сгорания является вода;

– исключительно высокая ∆H0СГОР., равная –143,06 МДж/кг (для условного углеводородного топлива –23,3 МДж/кг);

– высокая теплопроводность, а также низкая вязкость, что очень важно для транспортировки его по трубопроводам;

– практически неограниченные запасы сырья (если в качестве сырья рассматривать воду);

– возможность многостороннего применения Н2.

Водород может быть использован как топливо во многих химических и металлургических процессах, а также в авиации и автотранспорте как самостоятельное топливо, так и в виде добавок к моторным топливам.

Перспективно использование водорода для передачи энергии химическими способами. По одному из них смесь водорода с кислородом, полученная на первой ступени каталитической конверсии метана, передается к потребителю по трубопроводу и поступает в аппа- рат–метанатор, в котором осуществляется обратная экзотермическая реакция:

.

282

Выделяемое тепло может быть использовано для бытового и промышленного теплоснабжения, а парогазовая смесь возвращается обратно в цикл для конверсии метана.

Атомарный водород применяется в горелках, позволяющих достичь температуру = 4000°С. Такой температуры достаточно для резки и сваривания самых тугоплавких металлов, например, вольфрама

(tпл ~ 3400 °С).

Традиционные методы получения водорода экономически не выгодны для водородной энергетики. Для нужд водородной энергетики разрабатываются новые методы получения водорода с использованием ядерной и солнечной энергии.

В настоящее время интенсивно изучается вопрос об использовании водорода в качестве экологически чистого топлива, так как единственным продуктом его сгорания является вода.

Жидкий водород нашел применение в ракетной технике как одно из наиболее эффективных реактивных топлив.

Литература.

1.Коровин Н.В. Общая химия: Учебн. для. технических направ. и спец. вузов/Н.В. Коровин- 4-е изд., испр. и доп.- М: Высш. шк. 2003557с.

2.Общая химия в формулах, определениях, схемах: Учеб. пособие И.Е. Шиманович, М.Л.Павлович, В.Ф.Тикавый, П.М. Малашко/ Под ред. В.Ф.Тикавого –Мн: Университетское, 1996 - 528с, ил.

3.Справочник по элементарной химии/ А.Г.Пилипенко, В.Я.Починок, И.П.Середа, Ф.Д.Шевченко/ Под ред. А.Т.Пилипенко. Киев, Наукова Думка,1985 - 559с, ил.

4.Химия. Справ. изд./ В.Шретер, К.Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др. Пер. с нем. -М: Химия, 1989 -пер. изд. ГДР, 1986 - 648с,ил.

5.Фролов В.В.: Учебное пособие для вузов -2изд. исправ. и доп. -М: Высш.школа, 1979 -559с,ил.

6.Репетитор по химии/ Под. ред. А.С.Егорова -изд. 26-е. Ростов-Н/Д;

Феникс, 2009 -762:ил.

283

7. Бесчастнов А.Г. Общая химия. Учебн. пособие для технич. спец. вузов. - Мн; Вышэйшая школа. 1977 -464с. ил.

8. Лучинский Г.П. Курс химии. Учебник для инж.-техн. вузов -М.:

Высш. шк, 1985416с; ил.

9.Химический энциклопедический словарь/ Гл. редактор Н.Л. Кнунянц, М.: «Советская энциклопедия» 1983792с; ил.

10.Угай Я.А. Общая химия. Учебное пособие для студентов унтов, -

М.: Высш. школа. 1977408с; ил.

11.Хомченко Г.П. Химия (для подготовит. отделений): Учебник- 2-е изд. перераб. и доп.- М. Высш. шк. 1988368с; ил.

12.Глинка Н.Л. Общая химия: Учебн. пособие для студентов нехим. спец. вузов/ Под ред. В.А.Рабиновича -М.: «Химия», 1976 -728с; ил.

13.Курс химии. ч. 1 и 2; Учебник для студентов нехимич. вузов/ Под ред. Г.А. Дмитриева и др. -М.: Высшая школа; 1972 -728с; ил.

14.Стругацкий М.К., Надеинский Б.П., Общая химия. Учебник для вузов. -М.: Высшая школа, -1962 -415.с; ил.

284