Vandenilis

17937 0

1,00794+1-1HVandenilis1 VANDENILIS, FIZIKINĖS BEI CHEMINĖS SAVYBĖS, GAVIMAS, NAUDOJIMAS

Vandenilis kaip Litis, Natris, Kalis, Rubidis, Cezis ir Francis yra 1A grupės elementas.

Visi 1A grupės elementai yra metalai išskyrus vandenilį. Vandenilis yra nemetalas.

Geriausiai žinomas ir labiausiai paplitęs junginys yra vanduo H O. Vandenilis – pačios lengviausios, bet gana sunkiai suskystinamos dujos.

VANDENILIO GAVIMAS

Gryno vandenilio gamtoje yra nedaug. Jį galima gauti vandens elektrolizės, anglies monoksido konversijos, metano konversijos būdu ir išskirti iš koksavimo dujų. Parenkant metodą, pirmiausia žiūrima proceso ekonomiškumo, nes azoto ir vandenilio mišinio paruošimas – pati brrangiausia amoniako gamybos stadija.

VANDENS ELEKTROLIZĖ. Leidžiant nuolatinę elektros srovę panardintais į vandenį elektrodais, vanduo skyla į vandenilį ir deguonį: vandenilis skiriasi ant katodo

( neigiamo elektrodo ), Šiuo būdu gaunami labai gryni produktai, bet sunaudojama daug elektros energijos. Taip vandenilisgaunamas ten, kur pigi elektros energija. Vandenilis amoniako sintezei šiuo būdu retai kada gaunamas.

2H2O 2H2 + O2

ANGLIES MONOKSIDO KONVERSIJA. Anglies monoksido ir vandens garų mišinį leidžiant per katalizatorių ( 250-525 0C ), susidaro vandenilis ir anglies dioksidas:

CO + H2O CO2 + H2 + 20kJ (1)

Gautas vandenilis atskiriamas nuo anglies dioksido ir vartojamas amoniako siintezei. Pagrindinės žaliavos vandeniliui šiuo būdu gauti – vandens garai ir anglis.

METANO KONVERSIJA. Norint gauti vandenilį, gamtinės dujos veikiamos vandens garais ir deguonimi. Šis procesas vadinamas metano konversija. Jo metu vyksta tokios reakcijos:

CH4 + H2O CO + 3H2 – 203kJ (2)

CH4 + 1/2O2 CO + 2H2 + 36kJ (3)

Gautas an

nglies monoksidas toliau konvertuojamas pagal (1) reakciją. Metano konversijos (2) reakcija – grįžtamoji endoterminė. Metano konversijai reikalingą šilumą galima gauti atliekant (3) reakciją.

VANDENILIO GAVIMAS IŠ KOKSAVIMO DUJŲ. Pramonėje gana daugvandenilio išskiriama iš koksavimo dujų. Koksavimo dujos gaunamos, anglį be oro kaitinant 800-1050 0C temperatūroje. Visi komponentai, išskyrus vandenilį, verda aukštesnėje kaip – 252,6 0C temperatūroje. Atšaldžius koksavimo dujas iki – 200 0C temperatūros, visi komponentai virs skysčiu – dujinis liks tik vandenilis. Taip vandenilis išskiriamas iš koksavimo dujų.

VANDENILIO FIZIKINĖS IR FIZIOLOGINĖS SAVYBĖS

Grynas vandenilis neturi nei spalvos, nei skonio, nei kvapo ir nenuodingas. Sprogstamomis dujomis galima kvėpuoti kaip oru. Kol plaučiai būna prisipyldę sprogstamų dujų, keičiasi tik balso tembras, nes garsas vandenilyje sklinda daug greičiau negu ore. Tačiau iš rūgščių gautame vandenilyje visuomet yra šiek tiek nepaprastai nuodingų vandenilinių nemetalų juginių. Nuuo jų ir atsiranda nemalonus vandenilio, gauto iš negrynų rūgščių ir negrinųjų metalų, kvapas.

Svarbiausios vandenilio fizinės savybės išreiškiamos šiais dydžiais:

1 Molekulinis tūris, esant 00C, 760mm Hg ir 450C geografinei pl. 22,428 l

2 Tankis O2 atžvilgiu – 0,06893, oro atžvilgiu 0,06952

3 Skysto H2 tankis virimo temperatūroje 0,07

4 Kieto H2 tankis-260 0C temperatūroje 0,0762

5 Virimo temperatūra 252,80C(20,40abs)

6 Lydimosi temperatūra 259,40C (15,90abs)

7 Kritinė temperatūra 239,90C

8 Specifinė šiluma, kai medžiagos tūris pastovus 20,37 J

9 Lydimosi šiluma 58,8 J

10 Garavimo šiluma 462,0 J

11 Disociacijos į atomus šiluma 433,6 kJ/mol

12 Šiluminis laidumas, esant 00C 0,017304 cm.s.K.

13 Tirpumas vandenyje, esant 00C 0,0215

esant 100C 0,0198

Vandenilis, kaip mažiausios molekulinės masės dujos, užima “rekordinę” vietą tarp vi

isų dujų ne tik tankiu, bet ir pagal kitas savybes. Vandenilio šiluminis laidumas septynis kartus didesnis už oro šiluminį laidumą.

Mūsų supergalingiems nuolatinėssrovės generatoriams šaldyti naudojamas vandenilis.

VANDENILIO CHEMINĖS SAVYBĖS

Kol vandenilio atomai sudaro molekulę, vandenilis – beveik tokios pat cheminės inertiškos dujos, kaip azoto. Šaltyje ir tamsoje vandenilis jungiasi tik su labiausiai elektroneigiamu elementu – fluoru. Bet kaitinamas vandenilis jungiasi tiek su daugeliu nemetalų, tiek ir su labiau elektroteigiamais metalais. Vandenilio atomas gali pakisti dvejopai: arba jis, prisijungęs vieną elektroną, virsta vieno neigiamo krūvio jonu H-, arba, netekęs elektrono,- protonu H+.

Žemės sąlygomis vandenilis, kaip elektronų akceptorius, gali pasireikšti, tik reguodamas su labiausiai elektroteigiamais metalais. Kaitinant litį vandenilio srovėje, susidaro silpnai sprogdamos miltelių pavidalo junginys, kurio sudėtis LiH.

Su mažiau elektroteigiamais metalais vandenilis vietoj cheminių junginių sudaro dažniausiai kietuosius tirpalus. Vandenilio tirpumas kai kuriuose metaluose didelis ir ypač jis gerai tirpsta paladyje. Tačiau ir paprastuose metaluose, pavyzdžiui geležyje,taip pat gali ištirpti tam tikras kiekis vandenilio. Jeigu dvi geležines plokšteles suvirinsime ir įmesime į rūgštį, plokštelių paviršiuje išsiskiriąs vandenilis iš dalies ištirpsta geležyje ir difuzijos būdu prasiskverbia į tarpą tarp plokštelių. Vandenilis lengvai p

. . .

VANDENILIO NAUDOJIMAS

Vandenilis vaidina ypatingą vaidmenį Visatoje, kadangi jis yra kosminis atominis kuras, saulei ir žvaigždėms teikiamas energijos ša

altinis.

Vandenilio ir deguonies liepsna naudojama platinai, kvarco stiklui lydyti ir iš aliuminio oksido gauti dirbtinius rubinus bei safyrus.

Join the Conversation

×
×