В
лаборатории водород получают в малых количествах, необходимых для проведения
опытов.
1. Действие разбавленных кислот на металлы. Для
проведения такой реакции чаще всего используют цинк и разбавленную соляную или
серную кислоту:
Zn
+ H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
2.
Взаимодействие щелочных и щелочноземельных металлов с водой:
Ca
+ 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑
3.
Взаимодействие амфотерных металлов (цинк или алюминий) с водными растворами щелочей:
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4]
+ 3H2↑
Zn + 2KOH + 2H2O → K2[Zn(OH)4]
+ H2↑
4.
Взаимодействие гидридов с водой (гидролиз):
NaH
+ H2O → NaOH + H2↑
5.
С помощью электролиза воды:
2H2O
→ 2H2↑ + O2↑
В
промышленности водород получают в больших количествах и с использованием
максимально дешевого сырья.
1.
Электролиз водных растворов солей:
2NaCl
+ 2H2O → H2↑ + 2NaOH + Cl2↑
2.
Пропускание паров воды над раскалённым коксом при температуре около 1000 °C:
H2O↑
+ C ⇄ H2↑ + CO↑
3.
Конверсия метана с водяным паром при температуре 1000 °C:
CH4
+ H2O ⇄ CO + 3H2↑
4.
Каталитическое окисление метана кислородом:
2CH4
+ O2 ⇄ 2CO + 4H2↑
5.
Термическое разложение метана:
CH4
→C + 2H2↑
6.
Взаимодействие метана с двуокисью углерода или со смесью двуокиси углерода и
водяного пара:
CH4 + CO2 ⇄ 2CO + 2H2↑
3CH4 + H2O + CO2
⇄ 4CO + 8H2↑
7.
Восстановление водяного пара над раскаленными металлами (в настоящее время
метод не используется):
3Fe + 4H2O ⇄ Fe3O4 + 4H2↑
8.
В настоящее время в промышленности чаще всего используют реакцию, протекающую
при смешивании метана с водяным паром и кислородом, и нагреванием этой смеси до
температуры 800-900°С:
2CH4 + 2H2O + O2 ⇄ 2 CO2 + 6H2↑
|