Johdanto
Yleinen muoto: Metalli + laimea happo → metallin ja hapon suola + vety
suolahapolla:
Rikkihapolla: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 Rikkihapolla: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Lopuksi vetykaasu voidaan kerätä veden alaspäin syrjäyttämällä.
Menetelmä vedyn tuottamiseksi Kippin laitteistolla
Kaasumainen vety, jota käytetään laboratoriokäytössä pelkistävänä aineena. Joitakin pelkistysreaktioita lääkkeiden valmistuksessa käytetään vetymenetelmää käyttäen, kuten P2NP:n pelkistäminen amfetamiiniksi, desosiini (Dalgan), levorfanoli- ja rasemorfaanisynteesit. Vetykaasu voi korvata vaikeasti saatavilla olevat pelkistysreagenssit, kuten NaBH4, NaBH4, LiAlH4 jne. joissakin reaktioissa. Huomioi turvallisuustoimenpiteet työskennellessäsi vetykaasun kanssa, koska tämä kaasu on erittäin syttyvää ja räjähdysaltista.
Esimerkkinä maanalaiselle kemistille on lyhyt video pienessä mittakaavassa tapahtuvasta vetykäsittelystä Pd/C-katalysaattorilla.
Esimerkkinä maanalaiselle kemistille on lyhyt video pienessä mittakaavassa tapahtuvasta vetykäsittelystä Pd/C-katalysaattorilla.
Vetykaasun ominaisuudet ja käyttö
Vetykaasu on väritön kaasu, jolla ei ole selvää hajua. Tämä kaasu liukenee niukasti veteen. Vetykaasun liukoisuuteen veteen eivät vaikuta kovinkaan paljon lämpötilan muutokset. Seuraavassa luetellaan joitakin vetykaasun käyttötarkoituksia.
Menettely
Vetykaasua valmistetaan laboratoriossa yleensä vaikuttamalla laimeaa rikkihappoa tai laimeaa suolahappoa sinkkirakeisiin. Sinkkirakeet soveltuvat erinomaisesti vetykaasun valmistukseen kemian laboratorioissa, koska ne sisältävät yleensä pienen määrän kuparia, jolla on kyky toimia katalysaattorina siihen liittyvässä kemiallisessa reaktiossa ja siten lisätä kemiallisen reaktion nopeutta osallistumatta itse siihen. Seuraavassa esitetään kokeellinen menettely vetykaasun valmistamiseksi laboratoriossa.Menettely vetykaasun laboratoriossa tapahtuvaa valmistusta varten
Vaihe 1: Ota muutama gramma sinkkirakeita ja aseta ne 500 ml:n pulloon.
Vaihe 2: Lisää sinkkirakeisiin laimeaa suolahappoa ohdakesuppilon avulla. Jossuolahappoa ei ole saatavilla, vaihtoehtona voidaan käyttää laimeaa rikkihappoa.
Vaihe 3: Vetykaasu kerätään automaattisesti syöttöputken avulla veden alaspäin siirtymisen avulla. Tämä selittyy sillä, että vetykaasu on vettä kevyempää.
Vetykaasun laboratoriovalmistusjärjestelyt on esitetty alla.
.
Seuraavassa luetellaan kemialliset reaktiot, jotka tapahtuvat vetykaasun valmistuksessa tällä menetelmällä.Yleinen muoto: Metalli + laimea happo → metallin ja hapon suola + vety
suolahapolla:
Rikkihapolla: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 Rikkihapolla: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Lopuksi vetykaasu voidaan kerätä veden alaspäin syrjäyttämällä.
Vetykaasua laboratoriossa valmistettaessa noudatettavat varotoimenpiteet
Ennen vetykaasun keräämistä laitteen avulla on toteutettava varotoimenpiteitä, jotta varmistetaan, että kaikki laitteen sisällä oleva ilma on syrjäytynyt. Tämä johtuu siitä, että vetykaasu reagoi räjähdysmäisesti ilman kanssa.Menetelmä vedyn tuottamiseksi Kippin laitteistolla
Kippin laite on monimutkainen laboratorion lasiesineistö, jota käytettiin aivan viime aikoihin asti tiettyjen kaasujen, erityisesti vedyn, valmistamiseen ja varastointiin pieninä määrinä. Se on nimetty keksijänsä, hollantilaisen farmaseutti Petrus Johannes Kippin (1808-1864) mukaan. Kippin laite, joka tunnetaan myös nimellä Kippin generaattori, on nykyään korvattu vedyn valmistuksessa käyttämällä happoa ja metallia, jotka muuttuvat vetykaasuksi.
Kaikissa kemian laboratorioissa, joissa tehdään vedyn pelkistämistä, tarvitaan vetykaasua, joka voidaan kytkeä päälle ja pois päältä milloin tahansa. Yleensä, kun kaasua valmistetaan laboratoriossa, laitteisto on asetettava valmiiksi joka kerta, kun kaasua tarvitaan. Lisäksi kaasun syöttöä ei voida kytkeä päälle ja pois. Vedyn ja joidenkin kaasujen osalta Kippin laite ratkaisi tämän ongelman. Samaa laitetta voidaan käyttää myös hiilidioksidin tai rikkivedyn syöttämiseen hanasta.
Vaikka myös muita kaasuja saatetaan tarvita säännöllisesti, nämä ovat ainoat kolme yleistä kaasua, joita varten Kippin laitetta voidaan käyttää. Tämä johtuu siitä, että muiden kaasujen tuottaminen edellyttää lämmitystä. Tämä ei tule kysymykseen Kippin laitteessa, koska se pirstoutuisi kuumentuessaan. Kaasuvirtausta hallitaan siten, että kaasua syntyy vain silloin, kun kylmä neste on kosketuksissa kiinteän aineen kanssa. Vetyä, hiilidioksidia ja rikkivetyä valmistetaan tällä tavoin. Kun neste valuu pois kiinteästä aineesta, kaasun syöttö loppuu. Niiden valmistamiseen ei tarvita lämmitystä. Ne syntyvät kylmien happojen vaikutuksesta kiinteisiin kappaleisiin. Rikkinäisiä rautasulfiditikkuja käytetään rikkinäisen rikkivedyn valmistukseen, marmorilastuja hiilidioksidin valmistukseen ja sinkkirakeita vedyn valmistukseen.
Kippin laite on valmistettu paksusta lasista, ja se on tavallisesti noin 1 ft 6 in (noin 0,5 m) korkea. Myös muita kokoja valmistetaan. Periaatteessa se koostuu kolmesta päällekkäin kytketystä lasiputkesta. Kaasun tuottamiseen tarvittava kiinteä aine sijoitetaan keskimmäiseen lamppuun nostamalla ylin lamppu ja siihen asennettu lasiputki pois. Yläosa ja alaosa on yhdistetty hiotulla lasiliitoksella. Lasisovite estää kiinteää ainetta putoamasta alas alempaan lamppuun. Kaasun ulostuloputki lähtee keskikolvista. Siinä on hana kaasun syötön säätöä varten. Kaasuhana avataan ja happo kaadetaan sisään yläosassa olevan suppilon kautta. Ylin osa toimii suppilona, joka syöttää alempaa osaa. Yläosasta ei ole suoraa reittiä keskimmäiseen lamppuun. Happoa kaadetaan niin paljon, että alempi osa täyttyy ja keskimmäisen polttimon kiinteä aine tulvii. Kaasuhana suljetaan. Kaasua syntyy, ja paine nousee polttimon sisällä pakottaen hapon alas alempaan polttimoon ja ylös ylempään polttimoon. Kun neste pakotetaan ulos keskimmäisestä polttimosta, kaasun muodostuminen loppuu. Laite on nyt valmis käytettäväksi.
Kaikissa kemian laboratorioissa, joissa tehdään vedyn pelkistämistä, tarvitaan vetykaasua, joka voidaan kytkeä päälle ja pois päältä milloin tahansa. Yleensä, kun kaasua valmistetaan laboratoriossa, laitteisto on asetettava valmiiksi joka kerta, kun kaasua tarvitaan. Lisäksi kaasun syöttöä ei voida kytkeä päälle ja pois. Vedyn ja joidenkin kaasujen osalta Kippin laite ratkaisi tämän ongelman. Samaa laitetta voidaan käyttää myös hiilidioksidin tai rikkivedyn syöttämiseen hanasta.
Vaikka myös muita kaasuja saatetaan tarvita säännöllisesti, nämä ovat ainoat kolme yleistä kaasua, joita varten Kippin laitetta voidaan käyttää. Tämä johtuu siitä, että muiden kaasujen tuottaminen edellyttää lämmitystä. Tämä ei tule kysymykseen Kippin laitteessa, koska se pirstoutuisi kuumentuessaan. Kaasuvirtausta hallitaan siten, että kaasua syntyy vain silloin, kun kylmä neste on kosketuksissa kiinteän aineen kanssa. Vetyä, hiilidioksidia ja rikkivetyä valmistetaan tällä tavoin. Kun neste valuu pois kiinteästä aineesta, kaasun syöttö loppuu. Niiden valmistamiseen ei tarvita lämmitystä. Ne syntyvät kylmien happojen vaikutuksesta kiinteisiin kappaleisiin. Rikkinäisiä rautasulfiditikkuja käytetään rikkinäisen rikkivedyn valmistukseen, marmorilastuja hiilidioksidin valmistukseen ja sinkkirakeita vedyn valmistukseen.
Kippin laite on valmistettu paksusta lasista, ja se on tavallisesti noin 1 ft 6 in (noin 0,5 m) korkea. Myös muita kokoja valmistetaan. Periaatteessa se koostuu kolmesta päällekkäin kytketystä lasiputkesta. Kaasun tuottamiseen tarvittava kiinteä aine sijoitetaan keskimmäiseen lamppuun nostamalla ylin lamppu ja siihen asennettu lasiputki pois. Yläosa ja alaosa on yhdistetty hiotulla lasiliitoksella. Lasisovite estää kiinteää ainetta putoamasta alas alempaan lamppuun. Kaasun ulostuloputki lähtee keskikolvista. Siinä on hana kaasun syötön säätöä varten. Kaasuhana avataan ja happo kaadetaan sisään yläosassa olevan suppilon kautta. Ylin osa toimii suppilona, joka syöttää alempaa osaa. Yläosasta ei ole suoraa reittiä keskimmäiseen lamppuun. Happoa kaadetaan niin paljon, että alempi osa täyttyy ja keskimmäisen polttimon kiinteä aine tulvii. Kaasuhana suljetaan. Kaasua syntyy, ja paine nousee polttimon sisällä pakottaen hapon alas alempaan polttimoon ja ylös ylempään polttimoon. Kun neste pakotetaan ulos keskimmäisestä polttimosta, kaasun muodostuminen loppuu. Laite on nyt valmis käytettäväksi.
Kun kaasua tarvitaan, hana suljetaan. Kaasun paine keskimmäisessä polttimossa vapautuu. Happoa ei ole enää ylimääräistä painetta, joka pitäisi hapon ylimmässä polttimossa, joten se putoaa alas täyttämään kokonaan alimman polttimon ja täyttämään jälleen kerran kiinteän aineen. Kun kaasuhana suljetaan, koska kaasu ei enää pääse poistumaan, paine nousee jälleen ja pakottaa nesteen takaisin ylimpään lamppuun tai säiliöön. Paineen nousu loppuu, kun kaikki kiinteään aineeseen kiinni jääneet happopisarat on käytetty loppuun.
Ajan myötä happo heikkenee ja kiinteä aine kuluu loppuun. Kemikaalit on uusittava. Happo tyhjennetään poistamalla alemman polttimon tulppa, minkä jälkeen jäljellä oleva kiinteä aine voidaan poistaa. Tämä on tehtävä savukaapissa myrkyllisten höyryjen hengittämisen estämiseksi. Myrkyllisyytensä ja epämiellyttävän pilaantuneen munan hajunsa vuoksi on suositeltavaa pitää aina rikkivetyä sisältävää Kippin laitetta savukaapissa.
Ajan myötä happo heikkenee ja kiinteä aine kuluu loppuun. Kemikaalit on uusittava. Happo tyhjennetään poistamalla alemman polttimon tulppa, minkä jälkeen jäljellä oleva kiinteä aine voidaan poistaa. Tämä on tehtävä savukaapissa myrkyllisten höyryjen hengittämisen estämiseksi. Myrkyllisyytensä ja epämiellyttävän pilaantuneen munan hajunsa vuoksi on suositeltavaa pitää aina rikkivetyä sisältävää Kippin laitetta savukaapissa.
Last edited:
