Водород в природе. Получение водорода

Домашняя подготовка. Распространение водорода в природе. Получение водорода в лабораторных и промышленных условиях. Изотопы водорода. Физические и химические свойства водорода. Важнейшие химические соединения водорода. Применение. [c.176]

Водород в природе. Получение водорода. Водород в свободном состоянии встречается на Земле лишь в незначительных количествах. Иногда он выделяется вместе с другими газами при вулканических извержениях, а также из буровых скважин при добывании нефти. Но в виде соединений водород весьма распространен. Это видно уже из того, что он составляет девятую часть массы воды. Водород входит в состав всех растительных и животных организмов, нефти, каменного и бурого углей, природных газов и ряда минералов. На долю водорода из всей массы земной коры, считая воду и воздух, приходится около 1%. Однако при пересчете на проценты от общего числа атомов содержание водорода в земной коре равно 17% [c.342]

Каталитические процессы широко распространены в природе и эффективно используются в различных отраслях промышленности, иауки и техники. Так, в химической промышленности посредством гетерогенных каталитических процессов получают десятки миллионов тонн аммиака из азота воздуха и водорода, азотной кислоты путем окисления аммиака, триоксида серы окислением 50г воздухом и др. В нефтехимической промышленности более половины добываемой нефти посредством каталитических процессов крекинга, рифор-минга и т. п. перерабатывается в более ценные продукты — высококачественное моторное топливо, различного вида мономеры для получения полимерных волокон и пластмасс. К многотоннажным каталитическим процессам относятся процессы получения водорода путем конверсии диоксида углерода и метана, синтез спиртов, формальдегида и многие другие. Можно утверждать, что для любой реакции может быть создан катализатор. Теория катализа должна раскрывать закономерности элементарного каталитического акта, зависимость каталитической активности от строения и свойств катализатора и реагирующих молекул и тем самым создать необходимые предпосылки для предсказания строения и свойств катализатора для конкретной реакции, указать пути его получения. К описанию скорости каталитического процесса можно подходить, используя основные положения формальной кинетики и метод переходного состояния. При этом целесообразно сперва выделить общие закономерности катализа, присущие всем видам каталитических процессов, а затем рассмотреть некоторые специфические особенности отдельных групп каталитических процессов. [c.617]

Вода является наиболее распространенным в природе соединением водорода и широко используется для его получения. Промышленные методы получения водорода рассматриваются в гл. И, 1. [c.45]

Наличие большого количества непредельных углеводородов в бензине и необходимость относительно глубокого насыщения их водородом для получения остаточного содержания серы 0,1% заметно отражается на расходе водорода. Расход водорода в процессе избирательной гидроочистки зависит от природы бензина и составляет 0,45—0,60% при выходе очищенного бензина 98,4—98,7%. [c.76]

Хотя баланс содержания водорода в сырье и продуктах нефтеперерабатывающего завода является основополагающим для конечной номенклатуры продуктов, которая может быть получена, НПЗ все еще не окончательно оставлены на произвол сил природы, которые диктуют их номенклатуру продуктов. Содержание водорода в продуктах больше не является результатом выполнения простых операций разделения для получения требуемых продуктов. На сегодняшнем НПЗ требуемое содержание водорода достигается почти исключительно методами реакций. Поскольку для этих реакций имеющийся водород должен находиться в более или менее чистом виде, использование ресурсов водорода становится инструментом для перераспределения водорода. Современный нефтеперерабатывающий завод включает несколько операций переработки, которые либо создают, либо потребляют молекулярный кислород. Таким образом, в практическом смысле использование ресурсов водорода означает сбор водорода от производителей и распределение его потребителям. [c.470]

Воздух и вода. Не только литосфера является сырьевой базой химической промыщленности. Принимают (условно), что земная кора включает атмосферу до высоты 15 км, гидросферу и литосферу. Воздух атмосферы и вода гидросферы также являются сырьем химической промыщленности. Азот воздуха (его содержание около 79%) используют для производства аммиака, кислород (около 21%) - во многих окислительных процессах. Вода служит источником получения водорода и кислорода, реагентом во многих химических процессах, при получении кислот и щелочей. Ее применяют как вспомогательный материал для приготовления растворов твердых, жидких и газообразных веществ, в качестве абсорбента при очистке газов. Вода в природе в чистом виде практически не существует, в ней всегда растворены различные соли. Иод и бром получают из высококонцентрированных соляных растворов (рапы) морских заливов (лагун). [c.243]

Известны многочисленные методы получения гидридов металлов. Основным методом является синтез из металла и газообразного водорода. Поскольку в реакции участвует газообразный компонент, то процесс подчиняется всем правилам гетерогенного равновесия. Кроме основных факторов, таких как давление, температура, время, на процесс синтеза влияет множество других, чувствительность к которым и составляет особенность реакционной способности водорода как элемента. В работах [1—4, 7—10] подробно изложены теоретические аспекты поглощения водорода металлами на основании последних достижений физической химии, объяснена природа взаимодействия водород — металл, теория абсорбции, рекомбинации, устойчивости химической связи, предсказаны физические и химические свойства гидридов. При разработке технологии получения гидридов необходимо учитывать специфические факторы, оказывающие существенное влияние на свойства получаемых гидридов. [c.9]

В настоящее время общепризнано, что в результате взаимодействия с реакционной средой большей частью изменяются состав и свойства катализатора [1]. Однако даже для одного из наиболее распространенных катализаторов окисления — пятиокиси ванадия — процесс ее изменения под воздействием реакционной среды изучен недостаточно. В процессе окисления одних соединений, даже при большом избытке кислорода, происходит восстановление УгОз [2, 3], при окислении других — этого не наблюдается [4, 5]. Степень восстановления УгОз в ходе катализа является функцией концентрации восстановителя (окисляющегося вещества) [6], но вопрос о том, какова оптимальная величина этой степени восстановления данным веществом для получения максимальных выходов продуктов его мягкого окисления, для большинства случаев является дискуссионным. В работе В. А. Ройтера и В. А. Юзы [4] выдвинута электронно-химическая схема действия УгОв, которая рассматривает каталитическую реакцию окисления (водорода, углеводородов и пр.) и топохимическую реакцию восстановления контакта как звенья одного процесса, раскрывая природу каждого звена в отдельности и их взаимосвязь. [c.155]

Запасы сырья для получения водорода в природе практически неисчерпаемы. Только в морях и океанах нашей планеты, по ряду оценок, содержится (1—2)-10 т водорода и 2-10 т дейтерия. При сжигании водород вновь в виде воды возвращается в кругооборот природы. [c.42]

Рассмотрение физических и термодинамических свойств ограничено в основном экспериментально измеренными величинами. Молекулярная структура и физическая природа перекиси водорода в различных фазах и в растворе обсуждаются в гл. 6, где представлены также дополнительные сведения, выведенные из результатов измерений физических свойств и первичных экспериментальных данных, полученных с основной целью выяснить структуру. [c.165]

Во многих случаях строительства для снижения общего веса здания или повышения теплоизоляционных свойств желательно применять строительные блоки или другие стройматериалы низкого удельного веса. В США в бетонную смесь для этой цели часто вводят вспученный перлит или другой легкий заполнитель. В Германии как до второй мировой войны, так и во время нее проводилась значительная экспериментальная работа по применению перекиси. водорода для получения пористых изделий из цементных смесей [146]. Техника производства была различной в зависимости от природы заполнителя и желательных свойств конечного продукта. Типичная смесь имеет нижеследующий состав (причем отдельные ингредиенты вводятся в порядке перечисления) [c.509]

ИСТОЧНИКИ и СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА 1. Распространение в природе. Источники водорода [c.39]

Следует отметить, что перенапряжение, которое позволяет увеличить э. д. с. гальванических элементов почти вдвое по сравнению с теоретическим значением, в других случаях оказывается невыгодным. Например, при электролитическом получении водорода, кислорода, хлора, щелочей или алю.миния для производства определенного количества продукта внешние источники тока вследствие перенапряжения должны отдавать гораздо больше энергии, чем было бы необходимо в его отсутствие. Вообще нельзя говорить о явлениях природы как о хороших или плохих — они могут быть благоприятными или неблагоприятными для нас в зависимости от каких-то конкретных условий. [c.204]

Природа полученных продуктов позволяет предположить следующую схему реакции разложения ацетального цикла соединения 46. Разрыв связи С-С в ацетале 46 приводит к образованию двух интермедиатов - 51 и 52. Затем разрыв С-0 связи в интермедиатах 49 и 50 приводит к образованию продуктов 51 и 47 соответственно. Таким образом, соединение 47 является промежуточным продуктом разложения 1,3-диоксолана 46. Разрыв С-С и С-0 связи, миграция водорода, а также потеря оксида углерода интермедиатом 51 приводят к образованию циклогексанона (48) и ацетона (45), которые и являются конечными продуктами. Миграция водорода и разрыв С-0 связи в интермедиате 47 приводит к образованию циклогексанона (48) и ацетальдегида (41). [c.20]

Из фотокаталитических реакций наибольшее внимание привлекают процессы получения водорода и других энергоносителей из воды и газов атмосферы, т. е. процессы, аналог ичные тем, которые уже реализованы в живой природе путем фотосинтеза и последующего метаболизма его продуктов. Особый интерес вызывает здесь (Ьотокаталнтическое разложение воды на водород и кислород. [c.261]

Переходные формы углерода, в том числе сажи и углеродные волокна, в отличие от основных кристаллических форм (алмаза и фафита) имеют более сложное строение, что связано с различной природой поверхностных атомов углерода сажецых частиц, находящихся в разных гибридных состояниях. Краевые атомы в кристаллитах сажи, как и в кристалле фафита, имеют менее фех соседей, т.е. их валентности насыщены не полностью. Они насыщаются водородом или углеводородными радикалами, образовавшимися в процессе получения сажи. Сажа содержит помимо углерода также водород, серу, кислород и минеральные вещества. Водород и кислород входят в состав различных химических фупп поверхностного слоя, определяющих его химические свойства. Физико-химическими методами анализа установлено существование на поверхности саж как кислотных,так и основных фупп. [c.14]

Этот метод, имеющий как промышленное, так и лабораторное значение, пригоден для получения хлор-, бром- и иодалканов. Скорость реакции зависит от строения спирта и природы галогеноводорода. Реакционная способность спиртов падает в ряду третичные спирты> вторичные спирты > первичные спирты, а также в ряду иодистый водород > бромистый водород > хлористый водород. Если иодистый водород и бромистый водород реагируют быстро, то хлористый водород с первичными и вторичными спиртами в отсутствие катализаторов реагирует медленно. Здесь часто необходимы добавки серной кислоты или кислот Льюиса, например хлорида цинка. [c.286]

На модельной системе [530] был исследован процесс получения водорода из воды с использованием природных и синтетических катализаторов и солнечной радиации в качестве источника энергии. Солнечный свет поглощается мембраной из хлоропласта в качестве катализатора процесс переноса электронов использовали ферредоксин, флаводоксин, цитохром, красители на основе виологена, синтетические кластеры, содержащие Ре — Мо — 5-центры, а в качестве активатора протонов — гидрогеиазу или РЮг. Основная модельная система состояла из мембраны — буферной суспензии изолированного хлоропласта, энзима гидрогеназы и носителя электронов. При освещении такой системы выделяется водород. Скорость и продолжительность выделения водорода зависит от природы хлоропласта и гидрогеназы, содержания кислорода в системе, природы переносчика электронов [530]. [c.345]

По-видимому, химический состав и величины поверхностей компонентов полифункциопального катализатора должны быть подобраны таким образом, чтобы отдельные стадии протекали с заданными скоростями, обеспечивающими максимальную избирательность процесса. Поэтому метод приготовления полифункциональных катализаторов должен обеспечить образование активных компонентов с заданной поверхностью и активностью. Во многих случаях выполнение этой задачи связано с большими трудностями вследствие различия в закономерностях управляющих образованием различных компонентов. Так, при приготовлении никельалюмоси-ликатного катализатора пропиткой раствором азотнокислой соли никеля катионообменный водород алюмосиликата замещается на ион никеля, вследствие чего алюмосиликат дезактивируется в отношении реакций кислотной природы. Полученный таким образом препарат каталитической активностью не обладает. Чтобы обойти это затруднение, Чиапетта [23] предложил предварительно заменять катионообменный водород алюмосиликата ионом аммония, а нанесение никеля производить из раствора аммиачной соли комплексного соединения, в котором никель находится в анионе. [c.79]

Имея в виду принятое позже утверждение, что перекись водорода является неустойчивым веществом, нужно считать весьма замечательным факт получения Тенаром практически безводной чистой перекиси водорода. По-видимому, ни один химик в течегте долгих лет после этого не брал на себя труд получить перекись водорода, которая по чистоте и устойчивости была бы близка к полученной Тенаром. Стабильность перекиси Тенара при хранении, вероятно, нельзя было сравнить с современными стандартами (сам Тенар предлагал хранить перекись в стеклянном сосуде, помещенном в лед в холодном подвале), но признание Тенаром необходимости исключения примесей тяжелых металлов и стабилизирующего действия кислоты, безусловно, явилось самой существенной подготовкой для изучения природы перекиси водорода. [c.12]

Химики, познакомившиеся после Тенара с перекисью водорода, старались объяснить ее строегше и найти ей место в рамках химического сродства. Это был период становления химии как науки, и проблема выяснения природы перекиси водорода привлекала к себе значительное внимание. Еще при жизни Тенара (до 1857 г.) появилось около тридцати-сорока сообщений по перекиси водорода, ее реакциям, получению и строению, и упоминание о перекиси водорода нашло отражение в тогдашних курсах химии. В то время возникла анто-зоновая теория Шенбейна. Это было самое энергичное (хотя и не полезное) обсуждение вопросов, связанных с перекисью водорода, со времени начальных работ Тенара, и исследования Гиенбейпа представляют основное ядро литературы но перекиси водорода вплоть до 1870—1880 гг. В эти годы теория 1Йенбейна была опровергнута, и материалы, касающиеся природы перекиси водорода, вошли в химию, содержавшую основы современных воззрений. Семидесятые годы, таким образом, являются промежуточным периодом между литературой, имеющей только исторический интерес, и началом накопления знаний по перекиси водорода, представляющих значительный шаг вперед по сравнению с фактами, известными Тенару. [c.14]

Щелочные металлы—наиболее типичные представители металлов. Металлические свойства выражены у них наиболее резко. Атомы их слабо удерживают свой единственный валентный электрон. Поэтому они легко окисляются, будучи в то же время энергичными восстановителями. Они расположены в начале электрохимического ряда встречаются в природе только в виде химических соединений как правило, не могут быть восстановлены из этих соединений ни углем, ни окисью углерода, ни водородом. Для получения щелочных металлов в чистом виде прибегают к наиболее мощному восстановителю—действию электрического тока на катоде, т. е. к электролизу рас-Еглавленных солей или щелочей. [c.344]

Первый анализ воды. Химия располагает двумя дополняющими друг друга способами доказапрельства своих истин синтезом и анализом. Получив сначала доказательство сложной природы воды через ее синтез, Лавуазье вслед за тем осуществил и анализ воды. Непосредственным поводом к этому опыту явилась поставленная переде ним чисто практическая задача — изыскание дешевого способа получения водорода для нужд воздухоплавания. [c.188]

Обычно ограничиваются тем, что указывают лишь основной способ получения энергии и природу донора водорода. Зеленые растения, цианобактерии и пурпурные серобактерии относят, таким образом, к фото-литотрофам, нитрифицирующие бактерии-к хемолитотрофам, животных и основную массу микроорганизмов-к хемоорганотрофам. В особых случаях при выборе термина можно учитывать и происхождение клеточного углерода. [c.185]