Производство на водород од алуминиум. Пронајдена е нова технологија за производство на водород од вода со користење на алуминиум Производство на водород од алуминиум и бакар сулфат

Додека целиот свет развива горивни ќелии и зборува за водородната енергија на иднината, скептиците никогаш не се заморуваат да повторуваат дека човештвото сè уште нема евтин начин за производство на водород. Современиот метод на производство е електролиза на вода, но за да се имплементира на глобално ниво ќе треба многу електрична енергија.

Човештвото ги полага своите главни надежи на проектот за термонуклеарна фузија, кој треба да отвори неисцрпен извор на енергија за луѓето, но никој сè уште не се обврзал да го предвиди датумот на пуштање во употреба на првиот токамак. Покрај тоа, научниците се обидуваат да ги приспособат бактериите да произведуваат водород од храна и индустриски отпад, а исто така се обидуваат го имитираат процесот на фотосинтеза, кој ја дели водата на водород и кислород во растенијата. Сите овие методи се уште се многу далеку од индустриска имплементација.

Се чини дека американските научници научиле да произведуваат водород во големи количини со реакција на алуминиум со вода.

Програмерите од Универзитетот Пердју создадоа нова метална легура збогатена со алуминиум која може да биде многу ефикасна во процесот на производство на водород. Употребата на оваа легура, меѓу другото, е економски оправдана, а овој метод наскоро може да се натпреварува со современите видови на гориво што се користат во транспортната и енергетската индустрија.

Како зборуваЏери Вудал, универзитетски професор и иницијатор на работата, неговата иновација можеше да најде примена во сите области - од мобилни уреди за генерирање енергија до големи индустриски инсталации.

Новата легура се состои од 95% алуминиум, а останатите 5% од сложена легура на галиум, индиум и калај. Иако галиумот е многу редок и скап елемент, неговите количини во легурата се толку мали што цената на легурата, а особено цената на нејзината работа, може да биде комерцијално профитабилна.
Кога оваа легура се додава во водата, алуминиумот се подложува на реакција на оксидација, како резултат на што се ослободува водород и топлинска енергија, а алуминиумот се претвора во форма на оксид.
2Al + 3H 2 O --> 3H 2 + Al 2 O 3 + Q

Од училишен курсВо хемијата, секој треба да знае дека алуминиумот е исклучително активен метал и лесно реагира со вода, ослободувајќи водород при сопствената оксидација. Сепак, употребата на алуминиум во секојдневниот живот, а особено како прибор за готвење, е апсолутно безбедна, бидејќи на површината на алуминиумот секогаш има тенок, но многу издржлив и инертен оксиден филм Al 2 O 3, што предизвикува алуминиум да реагира со вода не е така лесно.

Легурата индиум-галиум-калај е критична компонента за технологијата на Вудал: го спречува формирањето на овој филм од оксид и му овозможува на алуминиумот квантитативно да реагира со вода.

Покрај водородот, вреден производ на реакцијата е и топлинската енергија, која исто така може да се користи. Алуминиумскиот оксид и поинертната легура на галиум, индиум и калај последователно може да се намалат во познат индустриски процес, така што затворениот циклус може да ги намали трошоците за производство на енергија, во домашна смисла, на помалку од 2 рубли за киловат-час.

Заслугата на хемичарите-технолозите е што тие не само што можеа да направат титанска работа со избирање на хемискиот состав на легура на алуминиум, туку научија да ја контролираат нејзината микроструктура, што е клучот за функционализација на материјалот.

Факт е дека мешавината на метали, кога се зацврстува, не формира хомоген цврст раствор поради разликите во структурата на кристалните решетки на металите, покрај тоа, добиената легура има прилично ниска точка на топење. Како резултат на тоа, конечната легура се формира при ладење од топењето во форма на мешавина од две независни фази - алуминиум и легура на галиум, индиум и калај, вградени во дебелината на материјалот во форма на микроскопски кристалити.

Токму овој двофазен состав ја одредува способноста на алуминиумот во дадена легура да реагира со вода во нормални услови, и затоа е критичен за целата технологија.

Покрај тоа, како што се испостави, овој материјалможе да се добие во две различни форми во зависност од начинот на ладење на стопената смеса од метали. Очигледно, за време на брзото ладење (калење), кристалната структура на растворот нема време да се преуреди, како резултат на што примерокот на излезот се покажува речиси еднофазен. Легурата на Woodall во оваа форма не реагира со вода додека не се навлажни со стопена мешавина од галиум, индиум и калај.

Меѓутоа, откако ја открија способноста на таков навлажнет материјал да реагира со вода во нормални услови, научниците беа прилично инспирирани и по некое време ја открија способноста на топењето збогатено со алуминиум да кристализира при бавно ладење во двофазна форма. Таквиот материјал е способен да реагира со вода без учество на течна легура на галиум, индиум и калај. Научниците веруваат дека одлучувачки фактор за спречување на формирање на оксидна фолија на површината на материјалот е микроструктурата на материјалите на интерфејсот помеѓу двете фази кои го формираат материјалот.

Во моментов, научниците се занимаваат со технолошката задача за брикетирање на нивната легура за да се подобри леснотијата на користење. Така, блок од алуминиумска легура може да се стави во реактор, чии димензии се одредуваат според потребната количина на водород и да произведе точно онолку водород колку што е потребно на местото и времето кога е потребно. Таквата технологија, кога ќе се доведе до нејзиниот логичен заклучок, ќе реши уште два горливи проблеми на водородната енергија (покрај вистинското производство на водород од вода), имено, складирањето на водородот и неговиот транспорт.
Легурата на индиум, галиум и калај е инертна компонента и не учествува во реакцијата, па по завршувањето на реакцијата може повторно да се употреби практично без никакви загуби.

Алуминиум оксидот е исто така многу погодна супстанција за спроведување на неговото електрохемиско редукција во согласност со процесот Хол-Херулт, кој во моментов е широко користен во алуминиумската индустрија:
2Al 2 O 3 + 3C = 4Al + 3CO 2
Според научниците, обновувањето на алуминиум од оксидот добиен за време на производството на водород е уште поевтино од неговото стандардно производство од боксит, иако целосниот циклус од алуминиум до алуминиум е, се разбира, скап - научниците немаа намера да создадат вечен машина за движење.

Во принцип, за да се имплементира технологијата на Woodall, која сè уште не е опишана во научни публикации, не се потребни нови иновации - потребно е само да се воспостави инфраструктура за испорака на легурата до крајниот корисник и да се организира процесот на нејзино обновување користејќи добро разви индустриски методи за производство на алуминиумски метал.

Алуминиумот е најзастапениот метал на Земјата. Покрај тоа, нуспроизвод од развојот на руди на боксит, минерали кои содржат алуминиум, е галиумот, највредната компонента на легурата на Вудол.

Самиот научник, кој беше награден со највисоката награда во областа на технологијата во Соединетите држави во минатото, забележува, заедно со проблемите од чисто економска природа, потребата да се спроведат дополнителни експерименти за влијанието на составот и, особено , микроструктурата на интерфејсот на фазите во нов материјал за неговите својства. Таквата работа може да овозможи во иднина да се префрли на употреба на поевтини и попристапни метали од галиумот.

Растот на цените на енергијата ја стимулира потрагата по поефикасни, вклучително и на ниво на домаќинства. Најмногу од сè, занаетчиите и ентузијастите ги привлекува водородот, чија калориска вредност е три пати поголема од онаа на метанот (38,8 kW наспроти 13,8 на 1 kg супстанција). Се чини дека е познат методот на екстракција дома - разделување на водата со електролиза. Во реалноста проблемот е многу покомплексен. Нашата статија има 2 цели:

  • анализирајте го прашањето како да се направи генератор на водород со минимални трошоци;
  • Размислете за можноста за користење на генератор на водород за загревање приватен дом, полнење гориво во автомобил и како машина за заварување.

Краток теоретски дел

Водородот, познат и како водород, првиот елемент на периодниот систем, е најлесната гасовита супстанција со висока хемиска активност. За време на оксидацијата (т.е. согорувањето), тој ослободува огромна количина на топлина, формирајќи обична вода. Дозволете ни да ги карактеризираме својствата на елементот, форматирајќи ги во форма на тези:

За повикување. Научниците кои први ја одвоиле молекулата на водата на водород и кислород ја нарекле смесата експлозивен гас поради нејзината тенденција да експлодира. Последователно, го доби името Браун гас (по името на пронаоѓачот) и почна да се означува со хипотетичката формула NHO.


Претходно, цилиндрите на воздушните бродови беа исполнети со водород, кој често експлодираше

Од горенаведеното, се сугерира следниот заклучок: 2 атоми на водород лесно се комбинираат со 1 атом на кислород, но тие се разделуваат многу неволно. Хемиска реакцијаоксидацијата продолжува со директно ослободување на топлинска енергија во согласност со формулата:

2H 2 + O 2 → 2H 2 O + Q (енергија)

Тука лежи важна точка, што ќе ни биде корисно во понатамошното дебрифирање: водородот спонтано реагира од согорувањето, а топлината се ослободува директно. За да се подели молекулата на водата, ќе треба да се потроши енергија:

2H 2 O → 2H 2 + O 2 - Q

Ова е формулата за електролитичка реакција која го карактеризира процесот на разделување на водата преку снабдување со електрична енергија. Како да го спроведете ова во пракса и да направите генератор на водород со свои раце, ќе разгледаме понатаму.

Создавање на прототип

За да разберете со што се занимавате, прво предлагаме да составите едноставен генератор за производство на водород со минимални трошоци. Дизајнот на домашна инсталација е прикажан на дијаграмот.

Од што се состои примитивниот електролизатор:

  • реактор - стаклен или пластичен сад со дебели ѕидови;
  • метални електроди потопени во реактор со вода и поврзани со извор на енергија;
  • вториот резервоар ја игра улогата на заптивка за вода;
  • цевки за отстранување на гасот HHO.

Важна точка. Постројката за електролитски водород работи само на еднонасочна струја. Затоа, користете AC адаптер, полнач за автомобил или батерија како извор на енергија. Генераторот за наизменична струја нема да работи.

Принципот на работа на електролизаторот е како што следува:

За да го направите дизајнот на генераторот прикажан на дијаграмот со свои раце, ќе ви требаат 2 стаклени шишиња со широк врат и капа, медицинска капалка и 2 дузина завртки за самопреслушување. Целосниот сет на материјали е прикажан на фотографијата.

За специјални алатки ќе биде потребен пиштол за лепак за да се запечатат пластичните капаци. Постапката за производство е едноставна:


За да го вклучите водородниот генератор, истурете солена вода во реакторот и вклучете го изворот на енергија. Почетокот на реакцијата ќе биде означен со појава на меурчиња од гас во двата контејнери. Прилагодете го напонот до оптималната вредност и запалете го кафеавиот гас што излегува од иглата за капалка.

Втора важна точка. Невозможно е да се примени премногу висок напон - електролитот, загреан до 65 ° C или повеќе, ќе почне интензивно да испарува. Поради големото количество на водена пареа нема да може да се запали пламеникот. За детали за склопување и лансирање на импровизиран генератор на водород, погледнете го видеото:

За водородната клетка Мајер

Ако сте го направиле и тестирале дизајнот опишан погоре, тогаш веројатно сте забележале од палењето на пламенот на крајот од иглата дека перформансите на инсталацијата се екстремно ниски. За да добиете повеќе детонирачки гас, треба да направите посериозен уред, наречен ќелија Стенли Мајер во чест на пронаоѓачот.

Принципот на работа на ќелијата исто така се заснова на електролиза, само анодата и катодата се направени во форма на цевки вметнати една во друга. Напонот се напојува од генераторот на импулси преку две резонантни намотки, што ја намалува потрошувачката на струја и ја зголемува продуктивноста на водородниот генератор. Електронското коло на уредот е прикажано на сликата:

Забелешка. Работата на колото е детално опишана на ресурсот http://www.meanders.ru/meiers8.shtml.

За да направите клетка Мејер, ќе ви требаат:

  • цилиндрично тело направено од пластика или плексиглас, занаетчиите често користат филтер за вода со капак и цевки;
  • цевки од нерѓосувачки челик со дијаметар од 15 и 20 mm, должина од 97 mm;
  • жици, изолатори.

Цевките од нерѓосувачки челик се прикачени на диелектрична основа, а жиците поврзани со генераторот се залемени на нив. Ќелијата се состои од 9 или 11 цевки сместени во пластична или плексиглас кутија, како што е прикажано на фотографијата.


Готово пластично куќиште од конвенционален филтер за вода може да се прилагоди за ќелијата Мејер

Елементите се поврзани според шемата добро позната на Интернет, која вклучува електронска единица, ќелија Мајер и заптивка за вода (техничко име - баблер). Од безбедносни причини, системот е опремен со сензори за критичниот притисок и нивото на водата. Според прегледите на домашните мајстори, таквата водородна инсталација троши струја од околу 1 ампер на напон од 12 V и има доволно перформанси, иако точните бројки не се достапни.


Шематски дијаграмвклучување на електролизаторот

Плочен реактор

Генератор на водород со високи перформанси, способен да обезбеди работа на гас режач е направен од нерѓосувачки челични плочи со димензии 15 x 10 cm, количина - од 30 до 70 парчиња. Во нив се дупчат дупки за затегнувачките иглички, а во аголот е отсечен терминал за поврзување на жицата.

Во прилог на лим од не'рѓосувачки челик одделение 316, ќе треба да купите:

  • гума со дебелина од 4 мм, отпорна на алкали;
  • крајни плочи направени од плексиглас или ПХБ;
  • прачки за врзување M10-14;
  • обратен вентил за машина за гасно заварување;
  • филтер за вода за заптивка за вода;
  • поврзувачки цевки изработени од брановиден нерѓосувачки челик;
  • калиум хидроксид во форма на прав.

Плочите мора да се соберат во еден блок, изолирани едни од други со гумени дихтунзи со пресечена средина, како што е прикажано на цртежот. Добиениот реактор цврсто врзете го со иглички и поврзете го со цевките со електролитот. Вториот доаѓа од посебен контејнер опремен со капак и вентили за затворање.

Забелешка. Ви кажуваме како да направите електролизатор од типот проточен (сув). Полесно е да се произведе реактор со потопни плочи - нема потреба да се инсталираат гумени дихтунзи, а склопената единица се спушта во запечатен сад со електролит.


Шема на постројка за водород влажен тип

Последователното склопување на генераторот што произведува водород се изведува според истата шема, но со разлики:

  1. На телото на уредот е прикачен резервоар за подготовка на електролит. Вториот е 7-15% раствор на калиум хидроксид во вода.
  2. Наместо вода, таканаречениот деоксидирачки агенс се истура во „меурот“ - ацетон или неоргански растворувач.
  3. Мора да се инсталира обратен вентил пред горилникот, инаку кога водородниот горилник ќе се исклучи непречено, повратниот удар ќе ги пукне цревата и меурот.

За напојување на реакторот, најлесниот начин е да се користи инвертер за заварување, нема потреба да се собираат електронски кола. Како работи домашниот генератор на кафеав гас, објаснува еден домашен занаетчија во своето видео:

Дали е профитабилно да се произведува водород дома?

Одговори на ова прашањезависи од обемот на примена на мешавината кислород-водород. Сите цртежи и дијаграми објавени од различни интернет ресурси се дизајнирани за ослободување на гас HHO за следните цели:

  • користете водород како гориво за автомобили;
  • согорување без чад на водород во грејни котли и печки;
  • се користи за гасно заварување.

Главниот проблем што ги негира сите предности на водородното гориво: трошоците за производство на електрична енергија чиста супстанцијаја надминува количината на енергија добиена од неговото согорување. Што и да тврдат приврзаниците на утописките теории, максималната ефикасност на електролизаторот достигнува 50%. Тоа значи дека за 1 kW добиена топлина се трошат 2 kW електрична енергија. Придобивката е нула, дури и негативна.

Да се ​​потсетиме што напишавме во првиот дел. Водородот е многу активен елемент и сам реагира со кислородот, ослободувајќи многу топлина. Кога се обидуваме да разделиме стабилна молекула на вода, не можеме да примениме енергија директно на атомите. Разделувањето се врши со помош на електрична енергија, од која половина се троши за загревање на електродите, водата, намотките на трансформаторот итн.

важно информации за позадината. Специфичната топлина на согорување на водородот е три пати поголема од онаа на метанот, но по маса. Ако ги споредиме по волумен, тогаш при согорување на 1 m³ водород, ќе се ослободи само 3,6 kW топлинска енергија наспроти 11 kW за метан. На крајот на краиштата, водородот е најлесниот хемиски елемент.

Сега да го разгледаме детонирачкиот гас добиен со електролиза во домашен генератор на водород како гориво за горенаведените потреби:


За повикување. За да согорите водород во котел за греење, ќе треба темелно да го редизајнирате дизајнот, бидејќи водородниот горилник може да го стопи секој челик.

Заклучок

Водородот содржан во гасот NHO, добиен од домашен генератор на водород, е корисен за две цели: експерименти и гасно заварување. Дури и ако ја игнорираме малата ефикасност на електролизаторот и трошоците за неговото склопување заедно со потрошената електрична енергија, едноставно нема доволно продуктивност за загревање на зградата. Ова важи и за бензинскиот мотор на патнички автомобил.

Електролизата на водата е најстариот метод за производство на водород. Со поминување на директна струја низ вода, водородот се акумулира на катодата, а кислородот на анодата. Производството на водород со електролиза е многу енергетски интензивно производство, затоа се користи исклучиво во оние области каде што овој гас е доста вреден и неопходен.

Производството на водород дома е прилично лесен процес и има неколку начини да го направите тоа:

1. Ќе ни треба алкален раствор, немојте да ве вознемируваат овие имиња бидејќи ... сето ова е бесплатно достапно.

На пример, чистачот на цевки „крт“ е совршен во составот. Истурете малку алкали во колбата и додадете 100 ml вода;


Темелно измешајте за целосно да се растворат кристалите;

Додадете неколку мали парчиња алуминиум;

Чекаме околу 3-5 минути додека реакцијата не се случи што е можно побрзо;

Додадете дополнителни неколку парчиња алуминиум и 10-20 грама алкали;

Го затвораме резервоарот со специјална колба со цевка што води во резервоарот за собирање гас и чекаме неколку минути додека воздухот не излезе од садот под притисок на водород.

2. Ослободување на водород од алуминиум, кујнска сол и бакар сулфат.

Истурете бакар сулфат и малку повеќе сол во колбата;

Разредете сè со вода и добро измешајте;

Ја ставаме колбата во резервоар со вода, бидејќи реакцијата ќе ослободи многу топлина;

Во спротивно, сè треба да се направи исто како и во првиот метод.

3. Производство на водород од вода со поминување на струја од 12V низ раствор од сол во вода. Ова е најлесниот метод и најсоодветен за домашна употреба. Единствениот недостаток на овој метод е што се ослободува релативно малку водород.

Значи. Сега знаете како да добиете водород од вода и многу повеќе. Има толку многу експерименти што можете да ги направите. Не заборавајте да ги следите безбедносните правила за да избегнете повреда.

Производство на водород дома

Метод 1.

Употребениот алкален раствор е каустична калиум или каустична сода. Ослободениот водород е почист отколку кога киселините реагираат со активни метали.

Ја запечатуваме колбата, користејќи епрувета со епрувета што го води садот за собирање гас. Чекаме околу 3-5 минути. додека водородот не го измести воздухот од садот.


2Al + 2NaOH + 6h3O → 2Na + 3h3

Метод 2.

Истурете малку бакар сулфат и сол во колбата. Додадете вода и мешајте додека целосно не се раствори. Растворот треба да стане зелен ако тоа не се случи, додадете мала количина сол.

Метод 3.

Zn + 2HCl → ZnCl2 + h3

Метод 4.

Поминуваме електрична струја низ раствор од вода и зовриена сол. За време на реакцијата, водородот и кислородот ќе се ослободат.

Производство на водород со електролиза на вода.

Веќе долго време сакам да направам нешто вакво. Но, тоа не отиде подалеку од експериментите со батерија и пар електроди. Сакав да направам полноправна направа за производство на водород, во количини за надувување балон. Пред да направам полноправен уред за електролиза на вода дома, решив да тестирам сè на моделот.

Овој модел не е погоден за целосна секојдневна употреба. Но, успеавме да ја тестираме идејата. Така, за електродите решив да користам графит. Одличен извор на графит за електроди е струјниот колектор на тролејбус. Има многу од нив кои лежат наоколу на последните постојки. Мора да се запомни дека една од електродите ќе биде уништена.

Го видовме и го финализиравме со датотека. Интензитетот на електролизата зависи од јачината на струјата и површината на електродите. Жиците се прикачени на електродите. Жиците мора внимателно да се изолираат. Пластичните шишиња се сосема погодни за телото на моделот на електролизер. Во капакот се прават дупки за цевки и жици. Сè е темелно обложено со заптивната смеса.


За поврзување на два контејнери, соодветни се отсечените вратови на шишињата. Треба да се спојат и да се стопи шевот. Јаткастите плодови се направени од капачиња од шишиња. На дното на две шишиња се прават дупки. Сè е поврзано и внимателно наполнето со заптивната смеса.

Како извор на напон ќе користиме мрежа за домаќинство од 220 V. Сакам да ве предупредам дека ова е прилично опасна играчка. Значи, ако немате доволно вештини или се сомневате, тогаш подобро е да не го повторувате. Во мрежата за домаќинство имаме наизменична струја за електролиза мора да се исправи. Диодниот мост е совршен за ова. Испадна дека тој на фотографијата не е доволно моќен и брзо изгоре. Најдобрата опција беше кинескиот диоден мост MB156 во алуминиумско куќиште.

Диодниот мост станува многу жежок. Ќе биде потребно активно ладење. Кулер за компјутерски процесор е совршен. За куќиштето можете да користите разводна кутија со соодветна големина. Се продава во електрична стока.

Под диодниот мост мора да се постават неколку слоеви картон. Потребните дупки се направени во капакот на разводна кутија. Вака изгледа склопената инсталација. Електролизаторот се напојува од електричната мрежа, вентилаторот од универзален извор на енергија. Како електролит се користи раствор од сода бикарбона. Тука треба да запомните дека колку е поголема концентрацијата на растворот, толку е поголема брзината на реакција. Но, во исто време греењето е поголемо. Покрај тоа, реакцијата на распаѓање на натриумот на катодата ќе придонесе за загревање. Оваа реакција е егзотермна. Како резултат на тоа, ќе се формираат водород и натриум хидроксид.


Уредот на горната фотографија стана многу жежок. Морав периодично да го исклучувам и да чекам додека не се олади. Проблемот со греењето беше делумно решен со ладење на електролитот. За ова користев пумпа за фонтана на маса. Долга цевка поминува од едно шише до друго преку пумпа и кофа со ладна вода.

Добро е да се обезбеди местото каде што цевката е поврзана со топката со чешма. Се продава во продавници за миленичиња во делот за аквариум.

Основни познавања од класичната електролиза.

Принципот на ефикасност на електролизатор за производство на гас h3 и O2.

Сигурно сите знаат дека ако потопите два клинци во раствор од сода бикарбона и нанесете плус на едниот нокт и минус на другиот, тогаш водородот ќе се ослободи во минус, а кислородот во плус.

Сега наша задача е да најдеме пристап за да добиеме што е можно повеќе од овој гас и да потрошиме минимална количинаелектрична енергија.

Лекција 1. Напнатост

Распаѓањето на водата започнува кога на електродите се нанесува малку повеќе од 1,8 волти. Ако нанесете 1 волт, тогаш практично не тече струја и не се ослободува гас, но кога напонот се приближува до 1,8 волти, струјата почнува нагло да расте. Ова се нарекува минимален електроден потенцијал на кој започнува електролизата. Затоа, ако на овие 2 клинци испорачаме 12 волти, тогаш таков електролизатор ќе троши многу електрична енергија, но ќе има малку гас.
Енергијата ќе оди во загревање на електролитот.

За тоа. За да може нашиот електролизатор да биде економичен, треба да снабдуваме не повеќе од 2 волти по ќелија. Затоа, ако имаме 12 волти, ги делиме на 6 ќелии и добиваме по 2 волти на секоја.

Сега да го поедноставиме - само поделете го капацитетот на 6 дела со плочи - резултатот ќе биде 6 ќелии поврзани во серија ќе има 2 волти секоја внатрешна плоча од едната страна, а од друга - минус; . Значи - научена лекција број 1 = примени низок напон.

Сега втора лекција по економија: Растојание меѓу чиниите

Колку е поголемо растојанието, толку е поголем отпорот, толку повеќе струја ќе потрошиме за да произведеме литар гас. Колку е пократко растојанието, толку помалку ќе трошиме вати на час на литар гас. Понатаму, ќе го користам токму овој термин - индикатор за ефикасноста на електролизаторот / Од графиконот е јасно дека колку поблиску се плочите една до друга, толку помалку напон е потребен за да се помине истата струја. И како што знаете, приносот на гас е директно пропорционален на количината на струја што минува низ електролитот.


Помножувајќи помал напон со струја, добиваме помалку вати за иста количина на гас.

Сега третата лекција. Областа на чинија

Ако земеме 2 клинци и, користејќи ги првите две правила, ги ставиме блиску и нанесеме 2 волти на нив, тогаш ќе добиеме многу малку гас, бидејќи тие ќе поминуваат многу малку струја. Ајде да се обидеме да земеме две чинии под исти услови. Сега количината на струја и гас ќе се зголеми правопропорционално со површината на овие плочи.

Сега 4-та лекција: Концентрација на електролити

Користејќи ги првите 3 правила, да земеме големи железни плочи на мало растојание едни од други и да нанесеме 2 волти на нив. И ставете ги во малку вода, додавајќи една прстофат сода. Електролизата ќе продолжи, но многу бавно, водата ќе се загрее. Во растворот ќе има многу јони, отпорот ќе биде мал, греењето ќе се намали и количината на гас ќе се зголеми

Извори: 505sovetov.ru, all-he.ru, zabatsay.ru, xn—-dtbbgbt6ann0jm3a.xn--p1ai, domashnih-usloviyah.ru


Сњатин - од минатото до сегашноста

Излегува дека Сњатин доаѓа од името Константин. Историчарите сериозно веруваат дека нашите предци имале усни, поради што...

Волшебна птица

Сликата на огнената птица ни е позната уште од детството. народни приказни. Легендите велат дека оваа магична птица летала од триесеттите...

Џуџиња и самовили: приказна за еден дечко кој им служел на самовилите. Дел 1

Во Бретања постојат легенди за посебни џуџиња и самовили наречени les Margots la fee Ова име е вообичаено, ...


Магичен остров на вечната младост

Далеку подалеку од хоризонтот, во туѓа земја, се наоѓа магичниот остров на вечната младост. Велат дека на него расте чудна работа...

Принцезата Алвилда

Слушајќи приказни за пирати, секој од нас пред сè ја замислува сликата на мрачен брадест маж...

Руничка азбука на античките Словени

Првите аргументи во полза на постоењето на словенското рунско писмо беа изнесени на почетокот на минатиот век; некои од дадените...

Борбата за италијанска независност - почеток

Првиот дел од деветнаесеттиот век беше проследен со пораст на желбата за обединување во националната држава („Risorgimento“). Наполеонската окупација буквално служеше...

  • Што е дизајн на пејзаж

  • Objective-news.ru

    Секој знае од училиште дека водородот го зазема првото место во периодниот систем и е означен со симболот H. Но, и покрај ова знаење, малкумина слушнале дека добивањето водород од вода може да се направи без никакви проблеми дома. Покрај тоа, вреди да се напомене фактот дека денес овој хемиски елемент активно се користи како гориво за автомобили, бидејќи не влегува во атмосферата за време на согорувањето. животната средина. Патем, водородот се произведува индустриски користејќи реакција на водена пареа со загреан јаглерод (кокс), електролиза на раствор на натриум хлорид итн. Накратко, постојат огромен број начини на кои супстанцијата може да се добие во лабораториски услови. Но, користејќи ги методите опишани подолу, можете да спроведете експеримент за производство на водород дома. Но, во овој случај, не заборавајте за претпазливост при работа со запаливи материи.

    Првично, треба да бидете сигурни дека имате сè што ви треба при рака хемиски експеримент. Прво, треба да бидете сигурни дека цевката за собирање водород е целосно недопрена (дури и најмалата пукнатина може да го уништи целиот процес). Дополнително, пред да се спроведе експеримент со тлее цепнатинка, се препорачува да се завитка епрувета со густа ткаенина како мерка на претпазливост. По подготвителниот процес, можете безбедно да продолжите на вежбање и, земајќи ја колбата во ваши раце, наполнете ја малку со вода. Следно, парче калциум се става во водата, а садот веднаш се затвора цврсто со затворач. „Лактот“ на цевката, кој е закривен и минува низ затворачот, треба да биде во контејнер со вода („хидраулично заптивка“), а краевите на цевката треба малку да излегуваат од водата. Испакнатиот крај мора многу брзо да биде покриен со епрувета свртена наопаку. Како резултат на тоа, оваа епрувета ќе треба да се наполни со водород (работ на епрувета се чува во вода).

    Штом реакцијата во колбата е целосно завршена, епрувета мора веднаш да се затвори со многу цврст затворач, кој се држи наопаку, што ќе помогне да се спречи испарувањето на полесниот водород. Патем, најдобро е да го направите ова додека продолжувате да го држите нејзиниот раб под вода. Но, за да го проверите присуството на водород, треба да го извлечете затворачот, а потоа да доведете тлее расцеп до работ на епрувета. Како резултат на тоа, треба да се слушне специфичен тресок. Би било корисно да ве потсетиме дека калциумот, во споредба со алкалните метали, иако е помалку активен, е исто така опасен, па сепак треба внимателно да работите со него. Се препорачува да се чува во стаклен сад под филм со течен парафин или керозин. Елементот треба да се отстрани непосредно пред самиот експеримент со помош на долги пинцети. Исто така, ако е можно, најдобро е да набавите гумени ракавици!

    Водородот можете да го добиете и од вода дома на следниов многу едноставен начин: комплексен метод. Првично, водата се полни во пластично шише од 1,5 литри. Потоа во оваа вода се раствора каустичниот калиум (околу 15 грама) или каустична сол. Следно, шишето треба да се стави во тава, во која прво се наполнува вода. Сега треба да земете алуминиумска жица од 40 сантиметри и да ја исечете на парчиња, чија должина треба да биде 5 сантиметри. Исечената жица се фрла во шишето, а на вратот му се става однапред подготвена гумена топка. Водородот што се ослободува за време на реакцијата помеѓу алуминиум и алкали ќе се собере во гумената топка. Бидејќи оваа реакција се изведува со активно ослободување на топлина, дефинитивно мора да ги следите безбедносните правила и да дејствувате внимателно!

    И, конечно, водородот се добива од вода користејќи обична кујнска сол. За да го направите ова, истурете сол во количина од пет големи лажици во стаклен сад со тесен врат и добро промешајте. После тоа, се зема бакарна жица и се вметнува во шприцот од страната на клипот. Оваа област мора да биде добро запечатена со лепак. Следно, шприцот се спушта во контејнер со солен раствор и постепено се полни. Бакарната жица мора да биде поврзана со негативниот приклучок на батеријата од 12 волти. Како резултат на реакцијата на електролиза, водородот ќе почне да се ослободува во близина на жиците, кој се поместува од шприцот со солениот раствор. Штом бакарната жица престане да контактира со солената вода, реакцијата е завршена. Ова е како можете да користите доста едноставни методисамостојно добиваат водород од вода. Патем, кога користите некој од методите, мора да запомните дека водородот станува експлозивен кога се меша со кислород!

    uznay-kak.ru

    Како да се добие водород: методи

    • Реформирање на пареа на метан и природен гас: водена пареа на висока температура (700 – 1000 степени Целзиусови) се меша со метан под притисок, во присуство на катализатор.
    • Гасификација на јаглен: еден од најстарите методи за производство на водород. Без воздушен пристап, на температура од 800 - 1300 Целзиусови степени, јагленот се загрева заедно со водената пареа, додека јагленот го исфрла кислородот од водата. Излезот е јаглерод диоксиди водород.
    • Електролиза на вода: многу едноставен начин за производство на водород. Во контејнерот се истура раствор од сода, во кој се ставаат 2 електрични елементи, едниот одговара на минусот - катодата, другиот на плус - анодата. Со овој раствор се снабдува електрична енергија, која ја разбива водата во нејзините компоненти - водородот се ослободува на катодата, а кислородот на анодата.
    • Пиролиза: распаѓање на водата на водород и кислород без пристап на воздух и на висока температура.
    • Делумна оксидација: легура на метали од алуминиум и галиум се формира во специјални брикети, кои се ставаат во сад со вода како резултат на хемиска реакција, се формираат водород и алуминиум оксид; Галиумот се користи во легурата за да се спречи оксидацијата на алуминиумот.
    • Биотехнологија: уште во 20 век, беше откриено дека ако алгите Chlamydomonas немаат доволно кислород и сулфур во текот на нивниот живот, тие брзо ќе почнат да ослободуваат водород.
    • Длабок гас на планетата: во длабочините на земјата, водородот може да се најде во чиста гасовита форма, но неговото производство од таму не е препорачливо.

    Како да се добие водород од вода

    Повеќето на едноставен начинпроизводството на водород од вода е електролиза. Електролизата е хемиски процес во кој растворот на електролит, под влијание на електрична струја, се дели на неговите составни делови, односно, во нашиот случај, водата се дели на водород и кислород. За да го направите ова, се користи раствор на сода во вода и два елементи - катода и анода, на кои ќе се испуштаат гасови. На елементите се применува напон, на анодата се ослободува кислород, а на катодата се ослободува водород.

    Како да направите водород дома

    Реагенсите што се користат се прилично едноставни - витриол (бакар), кујнска сол, алуминиум и вода. Алуминиумот може да се земе од лименки пиво, но прво мора да се изгори за да се ослободи од пластичната фолија што ја попречува реакцијата.

    Потоа одделно се подготвува раствор од витриол, а со солениот раствор се меша солен раствор, син раствор на витриол, што резултира со зелен раствор. Потоа фрламе парче алуминиумска фолија во овој зелен раствор, околу него се појавуваат меурчиња - ова е водород. Забележуваме и дека фолијата е покриена со црвена обвивка, ова е алуминиум што го поместува бакарот од растворот. За да го соберете водородот за лични цели, користете шише со затворач, во кое однапред е вметната тесна цевка низ која ќе излезе гасот.

    Сега, обрнете внимание! Мерки на претпазливост. Бидејќи водородот е експлозивен гас, експериментите со него мора да се вршат на отворено, и второ, реакцијата за производство на водород се одвива со големо ослободување на топлина, растворот може да прска и едноставно да ве изгори.

    Како да направите водород пероксид

    • Во лабораторија, водород пероксид се произведува со помош на реакцијата: BaO 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + H 2 O 2.
    • На индустриско ниво, тој се произведува со електролиза на сулфурна киселина, при што се формира персулфурна киселина, која на крајот се распаѓа на сулфурна киселина и водород пероксид.
    • Како поинаку да се добие водород во лабораторија: Водородот често се добива во лабораторија со интеракција на цинк и хлороводородна киселина: Zn + 2HCl = H 2 + ZnCl 2.

    Се надевам дека ги избегнавте информациите што ви беа потребни од оваа статија и уште еднаш ве предупредувам - бидете внимателни со какви било експерименти и експерименти со водород!

    elhow.ru

    Оваа статија ги опишува најпопуларните начини за производство на евтин водород дома.

    Метод 1.Водород од алуминиум и алкали.

    Употребениот алкален раствор е каустична поташа (калиум хидроксид) или каустична сода (натриум хидроксид, што се продава во продавниците како средство за чистење цевки „Мол“). Ослободениот водород е почист отколку кога киселините реагираат со активни метали.

    Во колбата истурете мала количина каустични калиум или сода и додадете 50-100 ml вода, промешајте го растворот додека кристалите целосно не се растворат. Потоа додаваме неколку парчиња алуминиум. Реакцијата веднаш ќе започне со ослободување на водород и топлина, на почетокот слаби, но постојано интензивирани.
    Откако ќе почекате додека реакцијата не се појави поактивно, внимателно додадете уште 10 гр. алкали и неколку парчиња алуминиум. Ова во голема мера ќе го подобри процесот.
    Ја запечатуваме колбата, користејќи епрувета со епрувета што го води садот за собирање гас. Чекаме околу 3-5 минути додека водородот не го измести воздухот од садот.

    Како се формира водородот? Оксидниот филм што ја покрива површината на алуминиум се уништува при контакт со алкали. Бидејќи алуминиумот е активен метал, тој почнува да реагира со вода, се раствора во неа и се ослободува водород.

    2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na + 3H2

    Метод 2.Водород од алуминиум, бакар сулфат и кујнска сол.

    Истурете малку бакар сулфат (бакар сулфат, што се продава во која било продавница за градина) и сол (малку повеќе сол) во колбата. Додадете вода и мешајте додека целосно не се раствори. Растворот треба да стане зелен ако тоа не се случи, додадете мала количина сол.
    Колбата мора да се стави во чаша исполнета со ладна вода, бидејќи За време на реакцијата ќе се ослободи големо количество топлина.
    Додадете неколку парчиња алуминиум во растворот. Реакцијата ќе започне.

    Како настанува ослободување на водород? Во тој процес, се формира бакар хлорид, кој го измива оксидниот филм од металот. Истовремено со намалувањето на бакарот се јавува формирање на гас.

    Метод 3.Водород од цинк и хлороводородна киселина.

    Ставете парчиња цинк во епрувета и наполнете ги со хлороводородна киселина.
    Како активен метал, цинкот е во интеракција со киселината и го поместува водородот од неа.

    Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

    Метод 4.Производство на водород со електролиза.

    Поминуваме електрична струја (12V) низ раствор од вода и зовриена сол. За време на реакцијата, водородот (на анодата) и кислородот (на катодата) ќе се ослободат.

    Кога произведувате водород и последователните експерименти, следете ги безбедносните мерки на претпазливост.

    all-he.ru

    Краток теоретски дел

    Водородот, познат и како водород, првиот елемент на периодниот систем, е најлесната гасовита супстанција со висока хемиска активност. За време на оксидацијата (т.е. согорувањето), тој ослободува огромна количина на топлина, формирајќи обична вода. Дозволете ни да ги карактеризираме својствата на елементот, форматирајќи ги во форма на тези:


    За повикување. Научниците кои први ја одвоиле молекулата на водата на водород и кислород ја нарекле смесата експлозивен гас поради нејзината тенденција да експлодира. Последователно, го доби името Браун гас (по името на пронаоѓачот) и почна да се означува со хипотетичката формула NHO.


    Претходно, цилиндрите на воздушните бродови беа исполнети со водород, кој често експлодираше

    Од горенаведеното, се сугерира следниот заклучок: 2 атоми на водород лесно се комбинираат со 1 атом на кислород, но тие се разделуваат многу неволно. Хемиската реакција на оксидација продолжува со директно ослободување на топлинска енергија во согласност со формулата:

    2H 2 + O 2 → 2H 2 O + Q (енергија)

    Овде лежи важен момент што ќе ни биде корисен во понатамошното дебрифирање: водородот спонтано реагира од согорувањето, а топлината се ослободува директно. За да се подели молекулата на водата, ќе треба да се потроши енергија:

    2H 2 O → 2H 2 + O 2 - Q

    Ова е формулата за електролитичка реакција која го карактеризира процесот на разделување на водата преку снабдување со електрична енергија. Како да го спроведете ова во пракса и да направите генератор на водород со свои раце, ќе разгледаме понатаму.

    Создавање на прототип

    За да разберете со што се занимавате, прво предлагаме да составите едноставен генератор за производство на водород со минимални трошоци. Дизајнот на домашна инсталација е прикажан на дијаграмот.

    Од што се состои примитивниот електролизатор:

    • реактор - стаклен или пластичен сад со дебели ѕидови;
    • метални електроди потопени во реактор со вода и поврзани со извор на енергија;
    • вториот резервоар ја игра улогата на заптивка за вода;
    • цевки за отстранување на гасот HHO.

    Важна точка. Постројката за електролитски водород работи само на еднонасочна струја. Затоа, користете AC адаптер, полнач за автомобил или батерија како извор на енергија. Генераторот за наизменична струја нема да работи.

    Принципот на работа на електролизаторот е како што следува:

    За да го направите дизајнот на генераторот прикажан на дијаграмот со свои раце, ќе ви требаат 2 стаклени шишиња со широк врат и капа, медицинска капалка и 2 дузина завртки за самопреслушување. Целосниот сет на материјали е прикажан на фотографијата.

    За специјални алатки ќе биде потребен пиштол за лепак за да се запечатат пластичните капаци. Постапката за производство е едноставна:


    За да го вклучите водородниот генератор, истурете солена вода во реакторот и вклучете го изворот на енергија. Почетокот на реакцијата ќе биде означен со појава на меурчиња од гас во двата контејнери. Прилагодете го напонот до оптималната вредност и запалете го кафеавиот гас што излегува од иглата за капалка.

    Втора важна точка. Невозможно е да се примени премногу висок напон - електролитот, загреан до 65 ° C или повеќе, ќе почне интензивно да испарува. Поради големото количество на водена пареа нема да може да се запали пламеникот. За детали за склопување и лансирање на импровизиран генератор на водород, погледнете го видеото:

    За водородната клетка Мајер

    Ако сте го направиле и тестирале дизајнот опишан погоре, тогаш веројатно сте забележале од палењето на пламенот на крајот од иглата дека перформансите на инсталацијата се екстремно ниски. За да добиете повеќе детонирачки гас, треба да направите посериозен уред, наречен ќелија Стенли Мајер во чест на пронаоѓачот.

    Принципот на работа на ќелијата исто така се заснова на електролиза, само анодата и катодата се направени во форма на цевки вметнати една во друга. Напонот се напојува од генераторот на импулси преку две резонантни намотки, што ја намалува потрошувачката на струја и ја зголемува продуктивноста на водородниот генератор. Електронското коло на уредот е прикажано на сликата:

    Забелешка. Работата на колото е детално опишана на ресурсот http://www.meanders.ru/meiers8.shtml.

    За да направите клетка Мејер, ќе ви требаат:

    • цилиндрично тело направено од пластика или плексиглас, занаетчиите често користат филтер за вода со капак и цевки;
    • цевки од нерѓосувачки челик со дијаметар од 15 и 20 mm, должина од 97 mm;
    • жици, изолатори.

    Цевките од нерѓосувачки челик се прикачени на диелектрична основа, а жиците поврзани со генераторот се залемени на нив. Ќелијата се состои од 9 или 11 цевки сместени во пластична или плексиглас кутија, како што е прикажано на фотографијата.

    Елементите се поврзани според шемата добро позната на Интернет, која вклучува електронска единица, ќелија Мајер и заптивка за вода (техничко име - баблер). Од безбедносни причини, системот е опремен со сензори за критичниот притисок и нивото на водата. Според прегледите на домашните мајстори, таквата водородна инсталација троши струја од околу 1 ампер на напон од 12 V и има доволно перформанси, иако точните бројки не се достапни.


    Шематски дијаграм на вклучување на електролизаторот

    Плочен реактор

    Генератор на водород со високи перформанси, способен да обезбеди работа на гас режач е направен од нерѓосувачки челични плочи со димензии 15 x 10 cm, количина - од 30 до 70 парчиња. Во нив се дупчат дупки за затегнувачките иглички, а во аголот е отсечен терминал за поврзување на жицата.

    Во прилог на лим од не'рѓосувачки челик одделение 316, ќе треба да купите:

    • гума со дебелина од 4 мм, отпорна на алкали;
    • крајни плочи направени од плексиглас или ПХБ;
    • прачки за врзување M10-14;
    • обратен вентил за машина за гасно заварување;
    • филтер за вода за заптивка за вода;
    • поврзувачки цевки изработени од брановиден нерѓосувачки челик;
    • калиум хидроксид во форма на прав.

    Плочите мора да се соберат во еден блок, изолирани едни од други со гумени дихтунзи со пресечена средина, како што е прикажано на цртежот. Добиениот реактор цврсто врзете го со иглички и поврзете го со цевките со електролитот. Вториот доаѓа од посебен контејнер опремен со капак и вентили за затворање.

    Забелешка. Ви кажуваме како да направите електролизатор од типот проточен (сув). Полесно е да се произведе реактор со потопни плочи - нема потреба да се инсталираат гумени дихтунзи, а склопената единица се спушта во запечатен сад со електролит.


    Коло на генератор од влажен тип

    Последователното склопување на генераторот што произведува водород се изведува според истата шема, но со разлики:

    1. На телото на уредот е прикачен резервоар за подготовка на електролит. Вториот е 7-15% раствор на калиум хидроксид во вода.
    2. Наместо вода, таканаречениот деоксидирачки агенс се истура во „меурот“ - ацетон или неоргански растворувач.
    3. Мора да се инсталира обратен вентил пред горилникот, инаку кога водородниот горилник ќе се исклучи непречено, повратниот удар ќе ги пукне цревата и меурот.

    За напојување на реакторот, најлесниот начин е да се користи инвертер за заварување, нема потреба да се собираат електронски кола. Како работи домашниот генератор на кафеав гас, објаснува еден домашен занаетчија во своето видео:

    Дали е профитабилно да се произведува водород дома?

    Одговорот на ова прашање зависи од опсегот на примена на мешавината кислород-водород. Сите цртежи и дијаграми објавени од различни интернет ресурси се дизајнирани за ослободување на гас HHO за следните цели:

    • користете водород како гориво за автомобили;
    • согорување без чад на водород во грејни котли и печки;
    • се користи за гасно заварување.

    Главниот проблем што ги негира сите предности на водородното гориво: цената на електричната енергија за ослободување на чистата супстанција ја надминува количината на енергија добиена од неговото согорување. Што и да тврдат приврзаниците на утописките теории, максималната ефикасност на електролизаторот достигнува 50%. Тоа значи дека за 1 kW добиена топлина се трошат 2 kW електрична енергија. Придобивката е нула, дури и негативна.

    Да се ​​потсетиме што напишавме во првиот дел. Водородот е многу активен елемент и сам реагира со кислородот, ослободувајќи многу топлина. Кога се обидуваме да разделиме стабилна молекула на вода, не можеме да примениме енергија директно на атомите. Разделувањето се врши со помош на електрична енергија, од која половина се троши за загревање на електродите, водата, намотките на трансформаторот итн.

    Важни информации за позадината. Специфичната топлина на согорување на водородот е три пати поголема од онаа на метанот, но по маса. Ако ги споредиме по волумен, тогаш при согорување на 1 m³ водород, ќе се ослободи само 3,6 kW топлинска енергија наспроти 11 kW за метан. Впрочем, водородот е најлесниот хемиски елемент.

    Сега да го разгледаме детонирачкиот гас добиен со електролиза во домашен генератор на водород како гориво за горенаведените потреби:


    За повикување. За да согорите водород во котел за греење, ќе треба темелно да го редизајнирате дизајнот, бидејќи водородниот горилник може да го стопи секој челик.

    Заклучок

    Водородот содржан во гасот NHO, добиен од домашен генератор, е корисен за две намени: експерименти и гасно заварување. Дури и ако ја игнорираме малата ефикасност на електролизаторот и трошоците за неговото склопување заедно со потрошената електрична енергија, едноставно нема доволно продуктивност за загревање на зградата. Ова важи и за бензинскиот мотор на патнички автомобил.

    Методот е прилично едноставен и може доста брзо да ви даде водород.
    Земаме ингот од алуминиум, ставаме топка жива, истата онаа што се користи во обичните термометри. Земаме остар предмет, на пример нож, и со него го гребеме алуминиумот веднаш под топката од жива, односно го вметнуваме врвот на ножот во живата и го гребеме алуминиумскиот ингот под него, по оваа операција добиваме амалгам под топката од жива, односно легура на жива со алуминиум кога ќе изгребеме алуминиум, потоа од него го откинуваме заштитниот слој на алуминиум оксид.

    Во нормални услови, на отворено, алуминиумот веднаш се покрива со тенок, но многу издржлив оксиден филм, овој филм спречува понатамошна оксидација на алуминиумот. Но, кога го прекривме алуминиумот со жива и го изгребавме алуминиумот одоздола, го излупивме филмот и дозволивме живата да создаде легура со алуминиум, односно живата веднаш продира во кристална решеткаалуминиум Сега најважното нешто. Оксидната фолија спречува оксидација, но на местото каде што го направивме амалгамот, таму алуминиумот ќе биде доста активно оксидиран од атмосферскиот кислород со формирање на бел прав, тоа ќе продолжи додека не се оксидира целиот алуминиумски ингот. Ако ставите таков ингот во вода, тој многу активно ќе оксидира и таму, поместувајќи го водородот од водата. реакцијата во водата се одвива толку бурно што се случува експлозија.

    За да избегнете експлозија и да можете да го контролирате излезот на количината на водород, не можете да го ставите инготот во вода, туку да издувате водена пареа покрај таков ингот, што ќе оксидира во водород, односно алуминиумот ќе го однесе кислородот. од пареата, а водородот ќе биде нуспроизвод кој лесно можете да го користите како гориво за автомобили.
    Алуминиум може да се ископува насекаде, на депонии, на ѓубришта, може да се отвори дури и нелегален пункт за прием, во секој случај, со сите трошоци, овој метод повеќе од ќе ви се исплати, најевтино и најлесно ќе се набави гориво.

    Замислете дека имате некаков запечатен резервоар на вашиот автомобил, кој можете да го отворите и фрлите во алуминиумска вилушка, лажица или тавче или куп алуминиумски жици на горенаведениот начин. За погодност, можете да стопите алуминиумско ѓубре и да фрлите компактни празни места од него, потоа да создадете барем мала точка од амалгам на инготот, а потоа да го покриете ова место со кит или лента, или едноставно да го ставите во пластична кеса и цврсто да го врзете така што нема реакција на оксидација. Потоа можете да ги фрлите овие празни места во херметички затворен резервоар, а потоа да снабдувате пареа таму и да добиете чист водород на излезот, кој ќе го напојува вашиот автомобил. методот е безбеден за експлозија, бидејќи количината на водород што се ослободува зависи од количината на испорачана пареа. Таков „реактор“ може да се наоѓа директно пред комората каде што ќе се инјектира водородот, така што ослободениот водород веднаш се користи без да се формираат големи експлозивни акумулации.
    Овој метод е сосема можен.
    Кој не верува нека прочита училишен учебникхемијата.

    Активен метал. Стабилен е во воздухот, а при нормални температури брзо се оксидира, покривајќи се со густа фолија од оксид, која го штити металот од понатамошно уништување.

    Интеракција на алуминиум со други супстанции

    Во нормални услови, тој не комуницира со водата дури ни при вриење. Кога ќе се отстрани заштитната оксидна фолија, алуминиумот влегува во енергична интеракција со воздушната водена пареа, претворајќи се во лабава маса на алуминиум хидроксид со ослободување на водород и топлина. Равенка на реакција:

    2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2


    Алуминиум хидроксид

    Ако ја отстраните заштитната оксидна фолија од алуминиум, металот влегува активна интеракцијаСо . Во овој случај, алуминиумскиот прав гори, формирајќи оксид. Равенка на реакција:

    4Al + 3O2 = 2Al2O3

    Овој метал исто така активно комуницира со многу киселини. При реакција со хлороводородна киселина, се забележува еволуција на водород:

    2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

    Во нормални услови, концентриран азотна киселинане комуницира со алуминиум, бидејќи како силен оксидирачки агенс, го прави оксидниот филм уште посилен. Поради оваа причина, азотна киселина се складира и транспортира во алуминиумски контејнери.


    Транспорт на киселини

    Алуминиумот се пасивира на обични температури со разредена азотна и концентрирана сулфурна киселина. Металот се раствора во топла сулфурна киселина:

    2Al + 4H2SO4 = Al2(SO4)3 + S + 4H2O

    Интеракција со неметали

    Алуминиумот реагира со халогени, сулфур, азот и сите неметали. За да дојде до реакцијата потребно е загревање, по што интеракцијата настанува со ослободување на големо количество топлина.

    Интеракција на алуминиум со водород

    Алуминиумот не реагира директно со водородот, иако е познато цврсто полимерно соединение Алан, во кој има таканаречени трицентрични врски. На температури над 100 Целзиусови степени, аланот неповратно се распаѓа во едноставни материи. Алуминиум хидрид бурно реагира со вода.

    Алуминиумот не реагира директно со водородот: металот формира соединенија со губење на електрони, кои се прифатени од други елементи. Атомите на водородот не ги прифаќаат електроните што металите ги донираат за да формираат соединенија. Само многу реактивни метали (калиум, натриум, магнезиум, калциум) можат да ги „присилат“ атомите на водород да прифатат електрони за да формираат цврсти јонски соединенија (хидриди). Директната синтеза на алуминиум хидрид од водород и алуминиум бара огромен притисок (околу 2 милијарди атмосфери) и температури над 800 К. можете да дознаете за хемиски својствадруги метали.

    Треба да се напомене дека ова е единствениот гас што забележливо се раствора во алуминиум и неговите легури. Растворливоста на водородот варира пропорционално на температурата и квадратен коренод притисок. Растворливоста на водородот во течен алуминиум е значително повисока отколку во цврстиот алуминиум. Ова својство малку варира во зависност од хемискиот состав на легурите.

    Алуминиум и неговата водородна порозност


    Алуминиумска пена

    Формирањето на водородни меурчиња во алуминиумот директно зависи од брзината на ладење и зацврстување, како и од присуството на центри за нуклеација за ослободување на водород - оксиди заробени во топењето. За формирање на порозност на алуминиум, неопходен е значителен вишок на содржина на растворен водород во споредба со растворливоста на водородот во цврст алуминиум. Во отсуство на центри за нуклеација, еволуцијата на водород бара релативно висока концентрација на супстанцијата.

    Локацијата на водородот во зацврстениот алуминиум зависи од нивото на неговата содржина во течен алуминиум и условите под кои се случило зацврстувањето. Бидејќи порозноста на водородот е резултат на механизмите за нуклеација и раст контролирани со дифузија, процесите како што се намалувањето на концентрацијата на водородот и зголемувањето на стапката на зацврстување ја потиснуваат нуклеацијата и растот на порите. Поради ова, одлеаноците со раздвоени матрици се поподложни на дефекти поврзани со водород отколку одлеаноците со вбризгување.

    Има различни извори на водород што влегува во алуминиум.

    Материјали за полнење(отпад, инготи, враќање на леарницата, оксиди, песок и лубриканти кои се користат во обработката). Овие загадувачи се потенцијални извори на водород произведен при хемиско распаѓање на водената пареа или намалување на органската материја.

    Алатки за топење. Скреперите, врвовите и лопатите се извор на водород. Оксидите и остатоците од флуксот на алатот ја апсорбираат влагата од околниот воздух. Огноотпорни материјали за печки, дистрибутивни канали, корпи за земање примероци, варовни корита и цементни малтери се потенцијални извори на водород.

    Печка атмосфера. Ако печката за топење работи на мазут или природен гас, нецелосното согорување на горивото може да резултира со формирање на слободен водород.

    Флукси(хигроскопски соли, спремни веднаш да апсорбираат вода). Поради оваа причина, влажниот флукс неизбежно внесува водород во топењето, формирано за време на хемиското распаѓање на водата.

    Калапи за лиење. За време на полнењето на калапот, течниот алуминиум тече турбулентно и го внесува воздухот во внатрешниот волумен. Ако воздухот нема време да ја напушти калапот пред да почне да се зацврстува алуминиумот, водната линија ќе навлезе во металот.

Споделете со пријателите или заштедете за себе:

Се вчитува...