Obiective cuprinzătoare. cunosc metodele de laborator de obținere și purificare a hidrogenului; proprietățile sale fizice și chimice; să cunoască baza teoretică a utilizării sale pentru producerea de metale din oxizii lor; cunosc proprietățile metalelor produse; pentru a putea lucra cu aparatul lui Kipp, pentru a verifica hidrogenul pentru puritate, pentru a colecta o unitate pentru reducerea oxizilor cu hidrogen la o temperatură ridicată.
Producția și purificarea hidrogenului
Hidrogenul din laborator este obținut fie prin electroliza soluțiilor de alcalii, fie prin interacțiunea metalelor cu acizii. În cazuri speciale, acțiunea anumitor metale sau a aliajelor lor asupra apei, precum și interacțiunea dintre aluminiu și siliciu cu soluții apoase alcaline.
Atunci când hidrogenul este produs prin a doua metodă, ca materii prime se utilizează zinc sub formă de granule și o soluție de acid sulfuric 20%.
Este cel mai convenabil să se obțină hidrogen într-un aparat Kipp (figura 1). Zincul este plasat în mijlocul aparatului Kipp, este separat de septul poros inferior, prin care poate penetra o soluție de acid. Acid curge prin deschiderea din partea superioară a Aparatului Kipp și se varsă în rezervorul inferior printr-un tub de sticlă. În mijlocul aparatului Kippa, se produce o reacție între zinc și acid, se eliberează hidrogen, care iese prin orificiu cu robinet. Dacă valva este închisă, în mijlocul unui dispozitiv Kipp creează o suprapresiune de hidrogen și acidul este deplasat în rezervor inferior, iar apoi tubul de sticlă - partea superioară, contactul său cu zinc încheiată. Dacă valva este deschisă, presiunea în exces în rezervorul de mijloc este îndepărtat, iar acidul prin membrana poroasă tinde să zinc.
Dacă zincul este foarte pur, atunci reacția va fi foarte lentă. Pentru a accelera reacția, se adaugă câteva mililitri de soluție de sulfat de cupru. Datorită interacțiunii sulfatului de cupru cu zinc, depozitele de cupru se află pe suprafața zincului, formând o microhalvano-vapori, datorită căreia evoluția hidrogenului este foarte accelerată.
Hidrogenul produs nu este pur suficient, ea conține o cantitate mică de impurități: vapori de apă, hidrocarburi (carbonul prezent în zinc), urmele de sulfuri și dioxid de carbon, compus cu fosfor hidrogen, arsen, sulf (de la incluziuni de zinc), precum și urme de aer.
Pentru oxidarea hidrogenului a diferiților compuși (hidrogen sulfurat, compuși de arsen, etc.), și hidrogen sulfurat gazos a fost trecut prin șaiba 2-3 cu soluție alcalină concentrată de permanganat de potasiu. Preferat și mai eficient pentru tratament (datorită suprafeței mai mare) pentru a aplica o coloană umplută cu sticlă sau margele de sticla sparte, umectat soluție adecvată.
După purificare, hidrogenul este uscat. În primul rând, este trecut printr-o spălare cu acid sulfuric concentrat, care este în același timp servește ca un contor cu bule. Pentru uscarea mai aprofundată, hidrogenul este trecut succesiv prin coloanele de uscare cu clorură de calciu deshidratată, cu potasiu caustic și anhidridă fosforică. Ca hidrogenul poate trece liber prin coloană, acestea nu ar trebui să fie lucruri prea strâmt. Pentru a umple coloanele trebuie sa lira fosfor sticlă pentoxid sau sticlă tocat tub îngust în bucăți în diametru și 3-4 mm lungime, rapid le amestecați într-un vas de porțelan să se usuce anhidridă fosforică și se toarnă amestecul în coloană. Ar trebui să se țină seama de faptul că deshidratoarele își pierd treptat activitatea deoarece absorb aburul. Pentru uscarea finală, hidrogenul poate fi trecut prin sodiu topit.
O astfel de curățare atentă și uscarea hidrogenului nu este întotdeauna necesară. Astfel, la prepararea oxidului metalic este suficientă pentru curățarea impurităților din hidrogenul din hidrogenul de fosfor, arsen, sulf, prin trecerea printr-o sticlă de spălare cu o soluție de oxidant și uscat cu acid sulfuric concentrat (Fig. 2). Obținerea acelorași hidruri metalice, pe de altă parte, necesită purificare și uscare foarte aprofundată a hidrogenului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: