Sissejuhatus
Üldine vorming: Metall + lahjendatud hape → metalli ja happe sool + vesinik
Soolhappega: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Väävelhappega: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Lõpuks saab vesinikgaasi koguda vee allapoole nihutamise teel.
Meetod vesiniku tootmiseks Kippi aparaadi abil
Gaasiline vesinik, mida kasutatakse laboratoorses praktikas redutseerijana. Mõned redutseerimisreaktsioonid ravimite tootmisel, kasutades hüdrogeenimismenetlust, näiteks P2NP redutseerimine amfetamiiniks, detsotsiin (Dalgan), levorfanooli ja rahemorfaani sünteesi. Vesinikgaas võib asendada raskesti kättesaadavaid redutseerivaid reagente, nagu NaBH4, NaBH4, LiAlH4 jne, mõnes reaktsioonis. Vesinikuga töötamisel tuleb pöörata tähelepanu ohutusmeetmetele, sest see gaas on äärmiselt tuleohtlik ja plahvatusohtlik.
Näitena on näidatud lühivideo hüdrogeenimisest väikeses mahus Pd/C-katalüsaatoriga, mis on mõeldud maa-aluste keemikute jaoks.
Näitena on näidatud lühivideo hüdrogeenimisest väikeses mahus Pd/C-katalüsaatoriga, mis on mõeldud maa-aluste keemikute jaoks.
Vesinikgaasi omadused ja kasutusalad
Vesinikgaas on värvitu gaas, millel puudub selge lõhn. See gaas on vees raskesti lahustuv. Temperatuurimuutused ei mõjuta selle gaasi lahustuvust vees liiga palju. Allpool on loetletud mõned vesinikgaasi kasutusalad.
Menetlus
Vesinikgaasi laboratoorseks valmistamiseks kasutatakse tavaliselt lahjendatud väävelhapet või lahjendatud soolhapet tsinkgraanulite suhtes. Granuleeritud tsink sobib ideaalselt vesinikgaasi valmistamiseks keemialaboratooriumides, sest see sisaldab tavaliselt väikest kogust vaske, millel on võime toimida seotud keemilise reaktsiooni katalüsaatorina ja seega suurendada keemilise reaktsiooni kiirust ilma selles tegelikult osalemata. Allpool on esitatud katsemenetlus vesinikgaasi laboratoorseks valmistamiseks.Vesinikgaasi laboratoorse valmistamise menetlus
Samm 1: Võtke paar grammi tsingikillustikku ja asetage see 500 ml kolbi.
2. samm: Lisage tsingigraanulitele okastraatori abil lahjendatud soolhapet. Kuisoolhape ei ole kättesaadav, võib alternatiivina kasutada lahjendatud väävelhapet.
3. samm: Vesinikgaas koguneb automaatselt tarnetoru abil vee allapoole nihkumise teel. Seda saab seletada sellega, et vesinikgaas on veest kergem.
Allpool on näidatud vesinikgaasi laboratoorse valmistamise seadeldis.
Allpool on loetletud keemilised reaktsioonid, mis toimuvad vesinikgaasi valmistamisel selle meetodi abil.Üldine vorming: Metall + lahjendatud hape → metalli ja happe sool + vesinik
Soolhappega: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Väävelhappega: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Lõpuks saab vesinikgaasi koguda vee allapoole nihutamise teel.
Ettevaatusabinõud vesinikgaasi valmistamisel laboris
Enne vesinikgaasi kogumist aparaadi abil tuleb rakendada ettevaatusabinõusid, et tagada kogu aparaadi sees oleva õhu väljatõrjumine. Seda seetõttu, et vesinikgaas reageerib õhuga plahvatuslikult.Meetod vesiniku tootmiseks Kippi aparaadi abil
.
Kippi aparaat on keerukas laboratooriumi klaasist seade, mida kasutati kuni viimase ajani teatavate gaaside, eelkõige vesiniku, väikeste koguste valmistamiseks ja säilitamiseks. See on nime saanud oma leiutaja, hollandi farmatseudi Petrus Johannes Kippi (1808-1864) järgi. Kippi aparaat, mida tuntakse ka Kippi generaatorina, on nüüdseks asendunud vesiniku tootmiseks hapete ja metallide abil, mis muunduvad vesinikugaasiks.
Igas keemialaboris, kus toimub vesiniku redutseerimine, peab olema vesinikugaasi varu, mida saab soovi korral sisse ja välja lülitada. Tavaliselt, kui laboris tehakse gaasi, tuleb aparaat iga kord, kui gaasi vajatakse, seadistada. Lisaks sellele ei ole võimalik gaasivarustust sisse ja välja lülitada. Vesiniku ja mõnede gaaside puhul sai Kippi aparatuur selle probleemi lahendatud. Sama aparaati saab kasutada ka süsinikdioksiidi või vesiniksulfiidi tarnimiseks kraanist.
Kuigi ka teiste gaaside regulaarne tarnimine võib olla vajalik, on need kolm tavalist gaasi, mille jaoks Kippi aparaati saab kasutada. See tuleneb sellest, et teiste gaaside tootmiseks on vaja kuumutamist. See ei tule Kippi aparaadi puhul kõne alla, sest see puruneks kuumutamisel. Gaasivoolu reguleeritakse gaasi tekitamisega ainult siis, kui külm vedelik puutub kokku tahke aine tükiga. Vesinik, süsinikdioksiid ja vesiniksulfiid tekivad kõik sel viisil. Kui vedelik on tahkest ainest ära voolanud, lõpeb gaasivarustus. Nende valmistamiseks ei ole vaja kuumutamist. Need tekivad külmade hapete toimel tahkete tükikeste peal. Vesiniksulfiidi valmistamiseks kasutatakse purustatud raudsulfiidipulki, süsinikdioksiidi valmistamiseks marmoripuru ja vesiniku valmistamiseks tsingikillustikku.
Kippi aparaat on valmistatud paksust klaasist ja on tavaliselt umbes 0,5 m kõrgune. Valmistatakse ka muid suurusi. Põhimõtteliselt koosneb see kolmest üksteise kohal ühendatud klaaskolbist. Gaasi valmistamiseks vajalik tahke aine pannakse keskmisesse kolbi, tõstes ära ülemise kolbi ja sellele paigaldatud klaastoru. Lihvitud klaasist liitmik ühendab selle ülemise osa alumise osaga. Klaasist liitmik takistab tahke aine langemist alumisse kolbi. Gaasi väljumistoru väljub keskkolbist. Sellel on kraan gaasivarustuse reguleerimiseks. Gaasikraan avatakse ja hape valatakse sisse ülal asuva truubi kaudu. Kõige ülemine osa toimib lehvikuna, mis toidab alumist osa. Otse ülemisest osast ei ole otseteed keskmisesse kolbi. Hapet valatakse piisavalt, et täita alumine osa ja ujutada keskmises kolvis olev tahke aine. Gaasikraan on suletud. Tekib gaas ja rõhk tõuseb kolvi sees, surudes happe alla alumisse kolbi ja üles ülemisse kolbi. Kui vedelik on keskmisest kolvist välja surutud, gaasitootmine peatub. Seade on nüüd seadistatud ja kasutusvalmis.
Igas keemialaboris, kus toimub vesiniku redutseerimine, peab olema vesinikugaasi varu, mida saab soovi korral sisse ja välja lülitada. Tavaliselt, kui laboris tehakse gaasi, tuleb aparaat iga kord, kui gaasi vajatakse, seadistada. Lisaks sellele ei ole võimalik gaasivarustust sisse ja välja lülitada. Vesiniku ja mõnede gaaside puhul sai Kippi aparatuur selle probleemi lahendatud. Sama aparaati saab kasutada ka süsinikdioksiidi või vesiniksulfiidi tarnimiseks kraanist.
Kuigi ka teiste gaaside regulaarne tarnimine võib olla vajalik, on need kolm tavalist gaasi, mille jaoks Kippi aparaati saab kasutada. See tuleneb sellest, et teiste gaaside tootmiseks on vaja kuumutamist. See ei tule Kippi aparaadi puhul kõne alla, sest see puruneks kuumutamisel. Gaasivoolu reguleeritakse gaasi tekitamisega ainult siis, kui külm vedelik puutub kokku tahke aine tükiga. Vesinik, süsinikdioksiid ja vesiniksulfiid tekivad kõik sel viisil. Kui vedelik on tahkest ainest ära voolanud, lõpeb gaasivarustus. Nende valmistamiseks ei ole vaja kuumutamist. Need tekivad külmade hapete toimel tahkete tükikeste peal. Vesiniksulfiidi valmistamiseks kasutatakse purustatud raudsulfiidipulki, süsinikdioksiidi valmistamiseks marmoripuru ja vesiniku valmistamiseks tsingikillustikku.
Kippi aparaat on valmistatud paksust klaasist ja on tavaliselt umbes 0,5 m kõrgune. Valmistatakse ka muid suurusi. Põhimõtteliselt koosneb see kolmest üksteise kohal ühendatud klaaskolbist. Gaasi valmistamiseks vajalik tahke aine pannakse keskmisesse kolbi, tõstes ära ülemise kolbi ja sellele paigaldatud klaastoru. Lihvitud klaasist liitmik ühendab selle ülemise osa alumise osaga. Klaasist liitmik takistab tahke aine langemist alumisse kolbi. Gaasi väljumistoru väljub keskkolbist. Sellel on kraan gaasivarustuse reguleerimiseks. Gaasikraan avatakse ja hape valatakse sisse ülal asuva truubi kaudu. Kõige ülemine osa toimib lehvikuna, mis toidab alumist osa. Otse ülemisest osast ei ole otseteed keskmisesse kolbi. Hapet valatakse piisavalt, et täita alumine osa ja ujutada keskmises kolvis olev tahke aine. Gaasikraan on suletud. Tekib gaas ja rõhk tõuseb kolvi sees, surudes happe alla alumisse kolbi ja üles ülemisse kolbi. Kui vedelik on keskmisest kolvist välja surutud, gaasitootmine peatub. Seade on nüüd seadistatud ja kasutusvalmis.
Kui gaasi on vaja, keeratakse kraan kinni. Gaasisurve keskmises kolvis vabaneb. Ülemises kolvis ei ole lisarõhku, mis hoiaks hapet kinni, seega langeb see alla, et täita täielikult alumine kolb ja taas kord üle ujutada tahke aine. Kui gaasikraan keeratakse kinni, sest gaas ei saa enam väljuda, suureneb rõhk uuesti, surudes vedeliku tagasi ülemisse kolbi või reservuaari. Rõhu suurenemine lõpeb, kui kõik tahke aine külge jäänud happetilgad on ära kasutatud.
Aja jooksul muutub hape nõrgemaks ja tahke aine kulub ära. Kemikaalid vajavad uuendamist. Hape tühjendatakse, eemaldades alumisest kolvist muhvi, mille järel saab järelejäänud tahke aine välja võtta. Seda tuleks teha suitsukapis, et vältida mürgiste aurude sissehingamist. Selle mürgiste omaduste ja ebameeldiva halva muna lõhna tõttu on soovitav alati hoida vesiniksulfiidi Kippi aparaati suitsutuskapis.
Aja jooksul muutub hape nõrgemaks ja tahke aine kulub ära. Kemikaalid vajavad uuendamist. Hape tühjendatakse, eemaldades alumisest kolvist muhvi, mille järel saab järelejäänud tahke aine välja võtta. Seda tuleks teha suitsukapis, et vältida mürgiste aurude sissehingamist. Selle mürgiste omaduste ja ebameeldiva halva muna lõhna tõttu on soovitav alati hoida vesiniksulfiidi Kippi aparaati suitsutuskapis.
Last edited:
