Водород – широко распространенный элемент. Благодаря своей уникальности он может выступать в качестве окислителя и в качестве восстановителя. Существует несколько методов получения водорода.
Промышленный метод получения водорода .
1. Электролиз водных растворов солей (поваренная соль NaCl).
2. Пропускание паров поды над раскаленным коксом (Т = 1000 °С):
H2O + C = H2 ↑+ CO,
Реакция обратима!
Смесь (Н2, СО и Н2О) называется водяным газом.
А на 2-ой стадии водяной газ пропускают над оксидом железа (III) при температуре около 450°С:
СО + Н2О = СО2 + Н2↑,
Часто эту реакцию называют реакцией сдвига.
3. Получение из природного газа. Основа – конверсия метана (основной компонент природного газа, СН4) с водяным паром. В итоге получается обратимая смесь, которая называется синтез-газом. Условия протекания процесса: никелевый катализатор и 1000°С:
СН4 + Н2О = СО2 + 3Н2↑,
Эту реакцию часто используют для получения водорода для реакции Габера (синтез аммиака).
4. Крекинг нефтяных продуктов.
Лабораторный метод получения водорода.
1. Под воздействием разбавленных кислот на металлы, которые стоят в ряду напряжения левее водорода.
Zn + HCl = ZnCl2 + H2↑,
2. Электролиз растворов кислот, щелочей на катоде выделяется водород.
3. Действие щелочей на цинк или алюминий:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
4. Гидролиз гидридов:
NaH + H2O = NaOH + H2↑,
5. Реакция кальция с водой:
Ca + 2H2O = Ca(ОН)2 + H2↑.