Obtinerea hidrogenului

Deși este cel mai abundent element din univers, hidrogenul este aproape inexistent liber în atmosfera terestră însă el se găsește în marea majoritate a compușilor de pe Pământ, acizi, baze, hidrocarburi, alcooli dar mai ales în apă. Hidrogenul în stare pură necesar în procese tehnologice se obține industrial prin câteva metode: reformarea catalitică  cu aburi din hidrocarburi, electroliza apei, termoliza, reacțiile dintre acizi și metale.

Nivelele energetice ale atomului de hidrogen

Nivelele energetice ale atomului de hidrogen

Reformarea catalitică cu aburi 

Reformarea cu aburi constă în combinarea la temperaturi înalte (700–1100 °C) a hidrocarburilor cum ar fi metanul (CH4 )  cu vapori de apă  în prezența nichelului pe post de catalizator, rezultând reacția endotermică (cu primire de căldură) : CH4 + H2O → CO + 3 H2

 În al doilea stadiu al reacției, monoxidul de carbon rezultat este încă o dată supus tratamentului cu vapori de apă, dar de data aceasta la o temperatură mult mai joasă, de aproximativ 360°C , reacția fiind exotermică (cu cedare de caldură) : CO + H2O → CO2 + H2

Se pot reforma în acest mod și hidrocarburi mai complexe însă atunci pe lângă temperatura ridicată, reacția are nevoie de presiuni destul de mari ca să se producă.

 Oxidarea parțială

 Un alt procedeu este oxidarea parțială a petrolului și a cărbunelui prin următoarele reacții:

       C12H24 + 6 O2 → 12 CO + 12 H2

hidroliza

hidroliza

       C24H12 + 12 O2 → 24 CO + 6 H2

Termoliza 

Disocierea termică reprezintă descompunerea moleculelor sub acțiunea căldurii în elementele componente. Deasupra temperaturii de 1700°C se produce disocierea directă a aburului în hidrogen și oxigen. O scădere a temperaturii de disociere termică a apei sub 900 °C este posibilă cu ajutorul unei reacții chimice asociate.  Randamentul, respectiv potențialul de îmbunătățire cel mai mare, la nivelul de cunoștințe actual, prezintă procedeul acid sulfuric-iod: la 120 °C reacționează iodul și bioxidul de sulf cu apa și rezultă hidrură de iod și acid sulfuric.

     I2 + SO2 + 2 H2O → 2 HI + H2SO4 (120°C)

    După separare celor două componente rezultate, la 850 °C, acidul sulfuric se descompune în bioxid de sulf și oxigen

      2 H2SO4 → 2 SO2 + 2 H2O + O2 (830°C)

Din hidrura de iod, la 300 °C rezultă hidrogen și elementul inițial iod.

      2 HI → I2 + H2 (320°C)

Electroliza

Electroliza apei este procedeul fizico-chimic prin care se aplică o diferență de potențial, între două plăcuțe de metal inert cum ar fi platina , iridiu sau oțel inoxidabil, introduse în apă. Una dintre ele va fi încarcată pozitiv reprezentând anodul și unde se vor colecta atomii de oxigen iar cealaltă va fi încarcată negativ reprezentând catodul, unde se vor colecta atomii de hidrogen. Deoarece apa pură are o conductivitate electrică foarte scazută eficiența acestui procedeu este sporită prin adăugarea unui electrolit cum ar fi sarea de bucătărie NaCl.

Generarea enzimatică

Hidrogenul se obține folosind oxidarea glucozei cu apă prin reactia:      C6H10O5 + 7 H2O → 12 H2 + 6 CO2

Leave a comment

Your email address will not be published.


*