Применение водорода. Атомарный водород

Один из наиболее употребительных методов получения атомов Н — это метод электроразряда. Как было показано Вудом 11690], в тлеющем разряде в водороде при давлении 0,1—1 мм. рт. ст. получается высокий процент атомарного водорода. Метод Вуда в настоящее время широко применяется для получения атомных газов. Для изучения химических свойств атомов водорода этот метод впервые был применен Бонгеффером [525]. Электроразрядный метод получения атомарного водорода обычно применяется таким образом струя водорода, пропускаемая через разрядную трубку, где происходит образование атомов Н, направляется затем в реакционный сосуд и смешивается в нем с тем или иным реагентом. Рекомбинация атомов Н на стенках либо в результате тройных соударений идет достаточно медленно и поэтому концентрация атомарного водорода на входе в реакционный сосуд достаточно велика. [c.72]

При горении водорода развивается очень высокая температура, и поэтому водородное пламя находит множество применений. Смешением в определенных соотношениях водорода с кислородом можно получить пламя с температурой выше 2000°. Прибор, дающий такое пламя, называется кислородно-водородной горелкой. Недавно была изобретена горелка, дающая пламя с температурой, вдвое превышающей температуру кислородно-водородного пламени. Этот прибор называется горелкой с атомарным водородом действие прибора основано на пропускании тока водорода через электрическую дугу (рис. 80). Проходя через дугу, молекулы водорода поглощают энергию, поскольку происходит процесс расщепления молекул на атомы. По выходе из дуги атомы водорода мгновенно снова объединяются в молекулы, выделяя при этом большое количество тепла. Создаются температуры, достаточные для плавления [c.98]

Успешное применение формулы Бальмера привело к дальнейшим исследованиям, и в спектре атомарного водорода были открыты и другие серии линий, которые могут быть представлены уравнением [c.369]

Г). ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ВОДОРОДА. АТОМАРНЫЙ ВОДОРОД [c.86]

Водород характеризуется наименьшими силами межмолекулярного взаимодействия по сравнению со всеми другими веществами, кроме гелия. Согласно данным, приведенным в табл. 5.5, водород обладает очень низкими температурами плавления и кипения, а его свойства очень близки к идеальным (табл. 6.1). Исследования теплоемкости и реагирующих объемов, применение метода Канниццаро, а также всевозможные другие факты позволяют сделать вывод, что в лабораторных условиях водород состоит из двухатомных молекул (т. е. имеет формулу Нг). При высоких температурах образуется атомарный водород Н, а при очень высоких температурах в водороде происходит образование протонов и электронов. Водород и его соединения более чем другие вещества способны проявлять молекулярные квантовые эффекты, вследствие того что малая масса водорода обусловливает большие интервалы между квантовыми уровнями, как это показано в гл. 8. [c.344]

ПРИМЕНЕНИЕ ВОДОРОДА. АТОМАРНЫЙ ВОДОРОД [c.103]

Еще задолго до разработки теории атома было замечено, чтб в распределении линий в спектре водорода существует определенная закономерность. Это распределение представлено на рис. 18, из которого видно, что расстояния между линиями изменяются закономерно, уменьшаясь от длинных волн к коротким. К этой же закономерности приводит и количественная теория атома водорода, построенная на рассмотренных выше постулатах с применением квантовой теории положение линий в спектре атомарного водорода, теоретически рассчитанное из модели атома, совпало с наблюдаемым на опыте. [c.74]

В отличие от этого наши представления об атомарном строении вещества и строении молекул основаны на применении довольно сложных приборов. Использование таких приборов позволяет сделать довольно убедительные выводы, но по существу эти выводы нельзя проверить, опираясь на какое-либо из наших чувств. Очевидно, если твердо убеждены в существовании энергетических уровней атома водорода, у вас не должно возникнуть сомнений и в основных положениях, рассматриваемых в данной главе. В ней будет развит подход, применяемый для учета энергетических превращений, которыми сопровождаются физические и химические процессы. Этим вопросам посвящен раздел науки, называемый термодинамикой. [c.302]

Для инициирования реакции окисления метана применяются также гомологи метана [84, 85], озон [86], атомарный водород [87], нитрометан [88], хлористый нитрозил и хлористый нитрил [89]. электроразряд [90], фотохимические средства воздействия [91] и т. д. Все перечисленные способы инициирования дороги и сложны, а эффективность средств воздействия незначительна (выход до 2% СНоО на пропущенный метан). Так, при использовании углеводородов наблюдается разветвленность процесса с образованием большого числа различных продуктов, что требует сложных и дорогостоящих процессов разделения полученной смеси. Окислы азота оказывают коррозионное воздействие на аппаратуру, а малейшие следы окислов в конечном продукте — СНаО — являются нежелательными примесями, от которых освобождаются тщательной и дорогостоящей очисткой с применением ионообменных смол. [c.166]

Для описания нестационарных процессов, протекающих внутри области самовоспламенения, Н. Н. Семеновым [26] был разработан и применен метод полустационарных концентраций, основанный на предположении, что во взрывных реакциях концентрация одного типа активных частиц обычно бывает значительно выше концентрации частиц другого типа. Этот метод позволял пренебрегать изменениями со временем всех активных частиц, за исключением лишь тех, концентрация которых менялась со временем очень сильно. Применив метод полустационарных концентраций к анализу реакции горения водорода, Н. Н. Семенов [27] показал, что в ходе горения водорода при давлениях, близких давлению нижнего предела, должны возникать очень большие количества атомарного водорода. [c.179]

Укажите все известные лабораторные и промышленные спо- собы получения водорода. 2. Почему пламя водорода невидимо 3. Какой объем водорода при нормальных условиях можно получить из 1 г воды ф 4. Сколько килограммов алюминия необходимо для того, чтобы при взаимодействии с гидроксидом натрия получить 0,0418 м водорода при 27°С и 99 400 Па. ф5. Укажите, какие степени окисления может принимать водород в своих соединениях 6. Чем отличаются свойства молекулярного водорода от атомарного Приведите примеры. 7. Применение водорода. [c.164]

Удачное применение метода, принятого Бонгеффером в 1924 г. для исследования атомарного водорода (ст р. 95), показало, что при этом получается активный продукт с химическими свойствами, очень похожими на свойства атомарного водорода [c.14]

Нетрадиционный способ ожижения угля без применения высоких температур, давления, катализатора и растворителя предложен японскими исследователями [62]. Он заключается в прямом контакте угля с атомарным водородом. Последний получают при ультразвуковом облучении молекулярного водорода или его смеси с инертным газом, проходящей через кварцевую трубку перед входом в реактор. При этом используют измельченный до 1—100 меш уголь, который загружают в реактор со стационарным, нсевдоожиженным или плавающим слоем твердой фазы. [c.260]

Реакции с углеводородами. Реакции между атомарным водородом и углеводородами изучались очень обстоятельно. Особенно ценные данные по выяснению механизма ряда реакций были получены при применении дейтерия. [c.103]

Несоблюдение этого условия позволяет получить атомарный водород на выходе из пламени вольтовой дуги, в котором проходит разложение молекул водорода на атомы, процесс обратного превращения атомов в молекулы сильно за медлен из-за малой вероятности тройных соударений в газе. Но если на пути такого атомного пучка поместить металл, то на его поверхности будет легко происходить рекомбинация атомов водорода, так как металл играет тут роль третьего тела выделяющаяся энергия сильно нагревает поверхность. На этом основано применение атомарного водорода в горелках для бескислородной сварки и плавления металлов. Таким образом, скорость реакции между изолированными атомами, хотя и не требующей энергии активации, также ограничена. [c.11]

Из других областей применения водорода в промышленности можно указать на сварку атомарным водородом, охлаждение водородом генераторов электрического тока и использование в качестве моторного топлива. [c.22]

Тот факт, что атомарный водород не реагирует с металлическим свинцом, используется для того, чтобы отличить атомарный водород от таких свободных алкильных радикалов, как метил и этил, которые легко реагируют со свинцовыми зеркалами (см. стр. 16 136). Лангмюр нашел ценное промышленное применение большого количества тепла, выделяющегося при каталитической рекомбинации атомов водорода. Он предложил горелку с атомарным водородом для высокотемпературной сварки. Ток газообразного водорода продувается через электрическую дугу между вольфрамовыми электродами и затем направляется на свариваемые металлические поверхности. Атомы водорода, образующиеся при термической диссоциации в электрической дуге, рекомбинируют на металлической поверхности, вызывая местный перегрев, в то же время сам водород препятствует окислению. С помощью этого метода можно плавить и обрабатывать такие тугоплавкие металлы, как вольфрам, и добиться удовлетворительной сварки в случае специаль- [c.97]

Если стадия десорбции атомарного водорода протекает без торможения, то степень заполнения поверхности атомарным водородом, а вместе с тем и давление адсорбированного водорода, будут такие же, как и при равновесном потенциале. В этом случае для разряда водорода справедливы общие уравнения замедленного разряда, примененные ранее (стр. 97). Эти закономерности хорошо оправдываются при выделении водорода на ряде металлов. [c.115]

Водород в атомарном состоянии значительно более активен, чем молекулярный. Это его свойство имеет большое практическое значение. Так, атомарный водород является сильным восстановителем. Он взаимодействует с многими металлоидами и металлами, образуя соответствующие гидриды. Есть основания предполагать, что и в некоторых других процессах реагирует не молекулярный, а атомарный водород. К таким процессам можно отнести, например, каталитическое гидрирование ненасыщенных углеводородов и ряд других каталитических процессов с применением водорода ). [c.20]

Если сам электродный процесс протекает обратимо (достаточно быстро) и сдвиг потенциала вызывается только замедленностью молизации атомарного водорода, приводящей к повышению концентрации атомарного водорода на поверхности металла, то справедливо применение уравнения равновесного потенциала (3.69), из которого вытекает, что [c.114]

В гл. IV—VI описано, как в результате обширных технологических исследований удалось создать на принципе двухскелетного электрода-катализатора водородный диффузионный электрод. При обычной температуре и низком давлении он работает анодом с высокими плотностями тока при небольшой поляризации. Наиболее активным и наименее чувствительным к отравлению катализатором для водорода является никель Ренея. Этот катализатор в виде экономичных электродов пригоден и для каталитического дегидрирования в щелочной среде такого жидкого топлива, как метанол, этиленгликоль, и для электрохимического использования адсорбированного при дегидрировании атомарного водорода. Получены первые положительные результаты в предварительных опытах по низкотемпературному окислению СО на ДСК-электродах с применением катализаторов из молибдена и вольфрама Ренея. [c.320]

Изучалось применение прямого процесса для синтеза разнообразных моносиланов — как алифатических, так и ароматических. Прямой процесс особенно целесообразен для получения ме тил- или этилхлорси-ланов с применением хлорметила или хлорэтила. Более высокомолекулярные и сложные по строению хлоралкилы менее стабильны в условиях реакции. Поэтому наряду с диссоциацией хлоралкила с разрывом связи углерод—хлор протекает также разложение с образованием хлористого водорода, атомарного водорода и ненасЕ щенных соединений, что значительно усложняет общее протекание реакции. [c.452]

III группа) и кадмий (из II группы). К биметаллическим катализаторам относят платино-рениевые и платино-иридиевые, содержащие 0,3-0,4 % мае. платины и примерно столько же Ке и 1г. Рений или иридий образуют с платиной биметаллический сплав, точнее кластер, типа Р1-Ке-Яе-Р1-, который препятствует рекристаллизации — укрупнению кристаллов платины при длительной эксплуатации процесса. Биметаллические кластерные катализаторы (получаемые обычно нанесением металлов, обладающих каталитической активностью, особенно благородных, на носитель с высокоразвитой поверхностью) характеризуются, кроме высокой термостойкости, еще одним важным достоинством — повышенной активностью по отношению к диссоциации молекулярного водорода и миграции атомарного водорода (спилловеру). В результате отложение кокса происходит на более удаленных от металлических иентров катализатора, что способствует сохранению активности при высокой его закоксованности (до 20 % мае. кокса на катализаторе). Из биметаллических катализаторов платипо-иридиевый превосходит по стабильности и активности в реакциях дегидроциклизации парафинов не только монометаллический, но и платино-рениевый катализатор. Применение биметаллических катализаторов позволило снизить давление риформинга (от 3,5 до 2-1,5 МПа) и увеличить выход бензина с октановым числом по исследовательскому методу до 95 пунктов примерно на 6 %. [c.282]

Лет уверенности также в том, что примененные методы определения радикалов дают правильные значения С(Р). Хенглейн, Лангоф и Шмидт [47] предложили для определения радикалов в спиртах и воде применять тетранитрометан в концентрации 10 моль-л . Метод заключается в восстановлении тетранитрометана атомарным водородом. Этим методом был определен выход радикалов в воде 0(К) = 5,85, что согласуется с результатами, полученны.ми другими методами. Приводим величины выходов радикалов при радиолизе спиртов [47 [c.231]

При жидкофазной гидрогенизации углей в температурном интервале 300—500 °С происходит разрушение сложной матрицы угля, сопровождающееся разрывом химических связей и образованием активных свободных радикалов. Последние, стабилизируясь водородом, образуют молекулы меньшего размера, чем исходные макромолекулы. Рекомбинация свободных радикалов приводит также к образованию высокомолекулярных соединений [74]. Водород, необходимый для стабилизации радикалов, частично обеспечивается за счет применения растворителей — доноров водорода. Это — соединения, которые, взаимодействуя с углем, при высоких температурах дегидрируются, выделяющийся при этом атомарный водород присоединяется к продуктам деструкции угля. Растворитель-донор водорода является также пастообразователем. Чтобы находиться в условиях гидрогенизационного процесса в жидкой фазе, он должен иметь температуру кипения выше 260°С. Хорошими водо-родно-донорными свойствами обладают конденсированные ароматические соединения, прежде всего тетралин. Более высо-кокипящие соединения этой группы (нафталин и крезол) менее активны, но при их смешении с тетралином возникает эффект синергизма смесь равных частей тетралина и крезола обладает более высокой донорной способностью, чем каждый в отдельности [70]. [c.72]

В большинстве своем эти методы сводятся к тем или иным химическим реакциям промежуточных веществ (включая реакции изотопного обмена). Один из них, метод пара-орто-превращения водорода (см. Стеси [1533, стр. 59—61]), заключается в следующем. В реагирующий газ примешивают лд оа-водород и измеряют степень его превращения (конверсии) в ортоводород за определенный промежуток времени. Наибольшей точно-ностью этот метод обладает при применении его для измерения концепт-, рации атомарного водорода в отсутствие других радикалов или атомов, так как в этом случае пара-орто-п ещащеш я обусловлены только двумя процессами, [c.61]

Метод измерения диффузионно-подвижного водорода. Часть образующегося при коррозии атомарного водорода молизуется на корродирующей поверхности, а часть ассимилируется метаплом и диффундирует через него. Наводороживание сталей приводит к потере механических свойств и связанному с ним сероводородному растрескиванию и расслоению металла. Поток водорода, прошедший через металл, можно измерить специальным электрохимическим датчиком, закрепляемым на наружной поверхности трубопровода или аппарата. Преимущество метода заключается в том, чтсЗ нет необходимости проникать внутрь оборудования. Метод нашел применение в сероводородных средах, где проблемой является водородное охрупчивание и сульфидное коррозионное растрескивание сталей. [c.459]

Зарождение цепей на стенке. Инициирующее действие поверхностей играет в кинетике цепных реакций очень большую роль. Возможность рождешш радикалов на поверхности с последующим вылетом их в объем впервые весьма наглядно была продемопстр1тровапа опытами М. В. Полякова [217], который показал, что активированный палладием водород обладает всеми свойствами атомарного водорода и, в частности, способен инициировать цепную реакцию окисления. Точно так же М. Б. Нейман и Е. И. Попов [208] при помощи кинетического метода применения меченых атомов показали, что активные центры, образующиеся в результате гетерогенной реакции, идущей на серебряном катализаторе, способны вызывать в объеме газа цепную гомогенную реакцию при температуре, более низкой, чем температура катализатора. [c.493]

Значительно более отдаленной перспективой является возможность применения свободных радикалов в качестве источника энергии для ракетных двигателей. Свободные радикалы (нестабильные химические атомы), вступая в реакцию, выделяют огромное количество энергии, превышающее в несколько раз энергию существующих химических топлив. Это позволяет их рассматривать как перспективное горючее с удельным импульсом до 15 ООО н1кг-сек. Примером свободных радикалов являются атомарный водород, азот, кислород. Из-за высокой активности свободные радикалы могут существовать при обычных температурах очень короткое время. Только в замороженном состоянии при температуре жидкого гелия удается получать концентрацию свободных радикалов до 10% (N3 и Оз). Разработка методов накопления высоких концентраций свободных радикалов позволит преодолеть эти трудности. Таким образом, перспективные типы ракетных двигателей также предусматривают широкое использование криогенной техники. [c.264]

Разрядный сосуд можно изготовить из обычного стекла в этом случае электроды можно легко впаять при помощи платиновой проволоки и соединить разрядный сосуд с другими частями аппаратуры без шлифов или переходов. Если приходится считаться с сильным местным выделением тепла на каталитически действующих стенках (например, при получении атомарного водорода), предпочитакЛ более устойчивые к перепаду температур сосуды из иенского стекла в этом случае впаивание электродов в стекло производят, используя молибденовую проволоку. Применение кварцевых тру-б о к рекомендуют при работе с органическими веществами, так как образующиеся после разряда налеты на стенках можно легко удалить сжиганием. [c.539]

В последние годы в основном в связи с разработкой топливного элемшта значительное внимание уделялось проблеме адсорбции на твердых электродах, таких, как платина и другие благородные металлы. Вопросы, возникающие при рассмотрении твердых электродов, значительно отличаются от аналогичных вопросов в случае ртути. Например, для твердых электродов нельзя пользоваться классическим термодинамическим методом вычисления поверхностного избытка вещества, поскольку здесь трудно измерить поверхностное натяжение и потенциал нулевого заряда В этих системах адсорбцию изучают методами, упоминавшимися в разд. III, Г,2, с применением разнообразной кулонометрической техники. Адсорбция атомарного водорода вблизи обратимого водородного потенциала, а также образование окиси платины (или адсорбция кислорода) при более положительных потенциалах еще более осложняет работу на платиновом электроде. Обратимость реакции выделения водорода на платине ограничивает область идеальной поляризуемости в кислых растворах приблизительно в пределах от 0,3 до 0,8 В (относительно обратимого водородного электрода). Потенциал нулевого заряда ртути относительно стандартного водородного электрода в водных растворах в отсутствие спеди-фической адсорбции составляет около -0,2 В. Поэтому адсорбцию на платине изучают в области потенциалов, не совпадайщей с рабочей областью на ртути (с анодной стороны). Далее, адсорбция на платине [c.135]

Несмотря на то что фотохимические реакции [1] имеют большое значение в природе (ассимиляция), в технике [5] (фотография) и в научном исследовании (строение атомов и молекул), в препаративной неорганической химии их применяют ограниченно. Это связано главным образом с тем, что большинство неорганических соединений в противоположность многим органическим веществам слабо абсорбирует видимый или даже ультрафиолетовый свет. Выход при фотохимических реакциях обычно очень незначителен часто возникают свободные радикалы или атомы, из которых вновь образуются исходные вещества. Все же известно значительное число реакций, в которых квантовый выход ф [6] достигает значения, равного 1, или, как, например, при цепных реакциях, существенно больше 1. Однако, вообще говоря, только повышение температуры является простым и эффективным средством для доведения до конца тех же реакций. Применение света имеет преимущество только тогда, когда необходимо активировать при возможно более низкой температуре один компонент реакционной смеси без заметного влияния на другие. Поскольку возбужденная молекула сама не абсорбирует света, могут быть применены другие молекулы или атомы, например пары ртути световая энергия, поглощенная ими, переносится часто на другие молекулы. Например, Нг в присутствии паров ртути при облучении светом 2537 А дает все реакции, характерные для атомарного водорода [7]. [c.546]