Въведение
Общ формат: Метал + разредена киселина → сол на метал и киселина + водород
със солна киселина: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Със сярна киселина: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Накрая водородният газ може да бъде събран чрез изтласкване на водата надолу.
Метод за получаване на водород с помощта на апарата на Кип
Газообразен водород, използван в лабораторната практика като редуциращ агент. Някои редукционни реакции в производството на лекарства, при които се използва процедура на водородно свързване, като например редукция на P2NP до амфетамин, синтез на дезоцин (Dalgan), леворфанол и рацеморфан. В някои реакции газовият водород може да замести труднодостъпни редукционни реагенти като NaBH4, NaBH4, LiAlH4 и др. Обърнете внимание на мерките за безопасност по време на работа с водороден газ, тъй като този газ е изключително запалим и взривоопасен.
Има кратък видеоклип на хидрогениране в малък мащаб с Pd/C катализатор, показан като пример за подземния химик.
Има кратък видеоклип на хидрогениране в малък мащаб с Pd/C катализатор, показан като пример за подземния химик.
Характеристики и приложения на водородния газ
Газовият водород е безцветен газ, който няма ясно изразена миризма. Този газ е слабо разтворим във вода. Разтворимостта на този газ във вода не се влияе твърде много от промени в температурата. Някои от приложенията на водородния газ са изброени по-долу.
Процедура
Лабораторното приготвяне на водороден газ обикновено включва действието на разредена сярна киселина или разредена солна киселина върху цинкови гранули. Гранулираният цинк е идеален за приготвяне на водороден газ в химическите лаборатории, тъй като обикновено съдържа малко количество мед, която има способността да действа като катализатор на свързаната химическа реакция и следователно да увеличава скоростта на химическата реакция, без да участва в нея. По-долу е представена експериментална процедура за лабораторно получаване на водороден газ.Процедура за лабораторно приготвяне на водороден газ
Стъпка 1: Вземете няколко грама цинкови гранули и ги поставете в колба от 500 ml.
Стъпка 2: С помощта на фуния с бодил добавете разредена солна киселина към цинковите гранули. Ако нямате на разположение солна киселина, като алтернатива може да се използва разредена сярна киселина.
Стъпка 3: Водородният газ ще се събира автоматично с помощта на тръбата за подаване чрез изтласкване на водата надолу. Това може да се обясни с факта, че водородният газ е по-лек от водата.
Настройката за лабораторно приготвяне на водороден газ е показана по-долу.
Химичните реакции, които протичат по време на приготвянето на водороден газ по този метод, са изброени по-долу.Общ формат: Метал + разредена киселина → сол на метал и киселина + водород
със солна киселина: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Със сярна киселина: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Накрая водородният газ може да бъде събран чрез изтласкване на водата надолу.
Предпазни мерки, които трябва да се вземат при приготвянето на водороден газ в лабораторията
Преди да се събере водородният газ с помощта на апарата, трябва да се вземат предпазни мерки, за да се гарантира, че целият въздух в апарата е изместен. Това е така, защото водородният газ реагира експлозивно с въздуха.Метод за получаване на водород с помощта на апарата на Кип
Апаратът на Кип е сложна лабораторна стъкленица, която доскоро се използваше за приготвяне и съхранение на малки количества определени газове, по-специално водород. Наречен е на името на своя изобретател, холандския фармацевт Петрус Йоханес Кип (1808-1864 г.). Апаратът на Кип, известен също като генератор на Кип, вече е заменен за производство на водород с използването на киселина и метал, които се превръщат в газообразен водород.
Във всяка химическа лаборатория, където се извършва редукция на водород, трябва да има запас от газообразен водород, който може да се включва и изключва по желание. Обикновено, когато газът се произвежда в лабораторията, апаратът трябва да се настройва всеки път, когато газът е необходим. Освен това не съществува начин за включване и изключване на захранването. За водорода и някои газове апаратът на Кип преодолява този проблем. Същият апарат може да се използва и за подаване на въглероден диоксид или сероводород на крана.
Въпреки че може да е необходимо редовно подаване и на други газове, това са единствените три често срещани газа, за които може да се използва апаратът на Кип. Това е така, защото за производството на други газове е необходимо нагряване. Това е изключено в апарата на Кип, защото той би се разрушил при нагряване. Газовият поток се контролира, като се получава газ само когато студена течност е в контакт с бучки твърдо вещество. По този начин се получават водород, въглероден диоксид и сероводород. Когато течността се оттече от твърдото тяло, подаването на газ се прекратява. Не е необходимо нагряване за производството им. Те се получават от действието на студени киселини върху твърди частици. За производството на сероводород се използват счупени пръчки от железен сулфид, за въглероден диоксид - мраморни стърготини, а за водород - цинкови гранули.
Апаратът на Кип е направен от дебело стъкло и обикновено е висок около 1 фут и 6 инча (около 0,5 м). Изработват се и други размери. В основата си той се състои от три стъклени крушки, свързани една над друга. Твърдото вещество, необходимо за получаване на газ, се поставя в централната колба, като се повдига горната колба и прикрепената към нея стъклена тръба. Заземен стъклен фитинг свързва горната част с долната. Стъклената арматура не позволява на твърдото вещество да падне в долната колба. Изходната тръба за газа излиза от централната колба. На нея има кран за регулиране на подаването на газ. Кранът за газ се отваря и през фунията в горната част се влива киселина. Най-горната част служи като фуния за захранване на долната част. Няма пряк път от горната до средната колба. Налива се достатъчно киселина, за да се напълни долната секция и да се залее твърдото вещество в средната колба. Газовият кран се затваря. Образува се газ и налягането в колбата се повишава, като изтласква киселината надолу в долната колба и нагоре в горната. Когато течността бъде изтласкана от централната колба, образуването на газ спира. Апаратът е готов за употреба.
Във всяка химическа лаборатория, където се извършва редукция на водород, трябва да има запас от газообразен водород, който може да се включва и изключва по желание. Обикновено, когато газът се произвежда в лабораторията, апаратът трябва да се настройва всеки път, когато газът е необходим. Освен това не съществува начин за включване и изключване на захранването. За водорода и някои газове апаратът на Кип преодолява този проблем. Същият апарат може да се използва и за подаване на въглероден диоксид или сероводород на крана.
Въпреки че може да е необходимо редовно подаване и на други газове, това са единствените три често срещани газа, за които може да се използва апаратът на Кип. Това е така, защото за производството на други газове е необходимо нагряване. Това е изключено в апарата на Кип, защото той би се разрушил при нагряване. Газовият поток се контролира, като се получава газ само когато студена течност е в контакт с бучки твърдо вещество. По този начин се получават водород, въглероден диоксид и сероводород. Когато течността се оттече от твърдото тяло, подаването на газ се прекратява. Не е необходимо нагряване за производството им. Те се получават от действието на студени киселини върху твърди частици. За производството на сероводород се използват счупени пръчки от железен сулфид, за въглероден диоксид - мраморни стърготини, а за водород - цинкови гранули.
Апаратът на Кип е направен от дебело стъкло и обикновено е висок около 1 фут и 6 инча (около 0,5 м). Изработват се и други размери. В основата си той се състои от три стъклени крушки, свързани една над друга. Твърдото вещество, необходимо за получаване на газ, се поставя в централната колба, като се повдига горната колба и прикрепената към нея стъклена тръба. Заземен стъклен фитинг свързва горната част с долната. Стъклената арматура не позволява на твърдото вещество да падне в долната колба. Изходната тръба за газа излиза от централната колба. На нея има кран за регулиране на подаването на газ. Кранът за газ се отваря и през фунията в горната част се влива киселина. Най-горната част служи като фуния за захранване на долната част. Няма пряк път от горната до средната колба. Налива се достатъчно киселина, за да се напълни долната секция и да се залее твърдото вещество в средната колба. Газовият кран се затваря. Образува се газ и налягането в колбата се повишава, като изтласква киселината надолу в долната колба и нагоре в горната. Когато течността бъде изтласкана от централната колба, образуването на газ спира. Апаратът е готов за употреба.
Когато е необходим газ, кранът се завърта. Налягането на газа в централната колба се освобождава. Няма допълнително налягане, което да задържа киселината в горната колба, така че тя пада надолу, за да запълни напълно долната колба и отново да залее твърдото тяло. Когато кранът за газ се изключи, тъй като газът вече не може да излиза, налягането отново се повишава, изтласквайки течността обратно в горната колба или резервоара. Нарастването на налягането се прекратява, когато всички капки киселина, останали по твърдото тяло, са изразходвани.
С течение на времето киселината отслабва и твърдото тяло се изразходва. Химикалите се нуждаят от подновяване. Киселината се източва, като се извади буталото от долната колба, след което може да се извади останалото твърдо вещество. Това трябва да се направи в димоотводен шкаф, за да се предотврати вдишването на отровни изпарения. Поради отровните си качества и неприятната миризма на развалени яйца е препоръчително в димоотводния шкаф винаги да се държи сероводороден апарат на Кип.
С течение на времето киселината отслабва и твърдото тяло се изразходва. Химикалите се нуждаят от подновяване. Киселината се източва, като се извади буталото от долната колба, след което може да се извади останалото твърдо вещество. Това трябва да се направи в димоотводен шкаф, за да се предотврати вдишването на отровни изпарения. Поради отровните си качества и неприятната миризма на развалени яйца е препоръчително в димоотводния шкаф винаги да се държи сероводороден апарат на Кип.
Last edited:
