Ievads
Vispārīgais formāts: Metāls + atšķaidīta skābe → metāla un skābes sāls + ūdeņradis
ar sālsskābi: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Ar sērskābi: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Visbeidzot, ūdeņraža gāzi var savākt, izspiežot ūdeni lejup.
Ūdeņraža iegūšanas metode, izmantojot Kipa aparātu
Gāzveida ūdeņradis, ko laboratorijas praksē izmanto kā reducējošo vielu. Dažas reducēšanas reakcijas zāļu ražošanā, izmantojot hidrogenēšanas procedūru, piemēram, P2NP reducēšana līdz amfetamīna, dezocīna (Dalgan), levorfanola un racemorfāna sintēzei. Dažās reakcijās ūdeņraža gāze var aizstāt grūti pieejamus reducēšanas reaģentus, piemēram, NaBH4, NaBH4, LiAlH4 u. c. Pievērsiet uzmanību drošības pasākumiem, strādājot ar ūdeņraža gāzi, jo šī gāze ir ļoti viegli uzliesmojoša un sprādzienbīstama.
Kā piemērs zemūdens ķīmiķiem ir īss video par hidrogenēšanu nelielā mērogā ar Pd/C katalizatoru.
Kā piemērs zemūdens ķīmiķiem ir īss video par hidrogenēšanu nelielā mērogā ar Pd/C katalizatoru.
Ūdeņraža gāzes raksturojums un izmantošana
Ūdeņraža gāze ir bezkrāsaina gāze bez izteiktas smaržas. Šī gāze ūdenī šķīst ļoti vāji. Šīs gāzes šķīdību ūdenī pārāk neietekmē temperatūras izmaiņas. Turpmāk uzskaitīti daži ūdeņraža gāzes izmantošanas veidi.
Procedūra
Ūdeņraža gāzi laboratorijā parasti iegūst, atšķaidītu sērskābi vai atšķaidītu sālsskābi iedarbojoties uz cinka granulām. Granulētais cinks ir ideāli piemērots ūdeņraža gāzes pagatavošanai ķīmijas laboratorijās, jo tas parasti satur nelielu daudzumu vara, kas spēj darboties kā saistītās ķīmiskās reakcijas katalizators un tādējādi palielina ķīmiskās reakcijas ātrumu, faktiski tajā nepiedaloties. Turpmāk ir sniegta ūdeņraža gāzes laboratorijas sagatavošanas eksperimentālā procedūra.Ūdeņraža gāzes laboratorijas sagatavošanas procedūra
Solis 1. Ņem dažus gramus cinka granulu un ievieto tās 500 ml kolbā.
solis: ar dadža piltuves palīdzību pievieno cinka granulām atšķaidītu sālsskābi. Ja sālsskābe nav pieejama, kā alternatīvu var izmantot atšķaidītu sērskābi.
posms: ūdeņraža gāze tiks automātiski savākta ar padeves caurulītes palīdzību, pārvietojot ūdeni lejup. To var izskaidrot ar to, ka ūdeņraža gāze ir vieglāka par ūdeni.
Ūdeņraža gāzes laboratorijas sagatavošanas iekārta ir parādīta turpmāk.
.
Turpmāk uzskaitītas ķīmiskās reakcijas, kas notiek, gatavojot ūdeņraža gāzi ar šo metodi.Vispārīgais formāts: Metāls + atšķaidīta skābe → metāla un skābes sāls + ūdeņradis
ar sālsskābi: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Ar sērskābi: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Visbeidzot, ūdeņraža gāzi var savākt, izspiežot ūdeni lejup.
Piesardzības pasākumi, kas jāievēro, gatavojot ūdeņraža gāzi laboratorijā
Pirms ūdeņraža gāzes savākšanas ar aparāta palīdzību jāveic piesardzības pasākumi, lai pārliecinātos, ka viss aparātā esošais gaiss ir izspiests. Tas ir tāpēc, ka ūdeņraža gāze ar gaisu reaģē eksplozīvi.Ūdeņraža iegūšanas metode, izmantojot Kipa aparātu
.
Kippa aparāts ir sarežģīts laboratorijas stikla izstrādājums, ko vēl pavisam nesen izmantoja dažu gāzu, īpaši ūdeņraža, sagatavošanai un uzglabāšanai nelielos tilpumos. Tas nosaukts tā izgudrotāja, holandiešu farmaceita Petrusa Johannesa Kippa (1808-1864), vārdā. Kippa aparāts, ko dēvē arī par Kippa ģeneratoru, tagad ūdeņraža iegūšanai ir aizstāts ar skābi un metālu, kas pārvēršas ūdeņraža gāzē.
Jebkurā ķīmiskajā laboratorijā, kur tiek veikta ūdeņraža reducēšana, ir nepieciešama ūdeņraža gāzes padeve, ko var ieslēgt un izslēgt pēc vēlēšanās. Parasti, ja gāzi ražo laboratorijā, aparāts ir jāiestata katru reizi, kad gāze ir nepieciešama. Turklāt nav iespējams ieslēgt un izslēgt padevi. Kippa aparāts šo problēmu atrisināja ūdeņraža un dažu gāzu gadījumā. To pašu aparātu var izmantot arī ogļskābās gāzes vai sērūdeņraža padevei no krāna.
Lai gan var būt nepieciešama arī citu gāzu regulāra padeve, šīs ir vienīgās trīs parastās gāzes, kurām var izmantot Kippa aparātu. Tas ir tāpēc, ka, lai iegūtu citas gāzes, ir nepieciešama sildīšana. Kippa aparātā tas nav iespējams, jo, karsējot, tas sadrūstu. Gāzu plūsmu kontrolē, gāzi radot tikai tad, kad auksts šķidrums saskaras ar cietas vielas gabaliņiem. Šādā veidā iegūst ūdeņradi, oglekļa dioksīdu un sērūdeņradi. Kad šķidrums tiek novadīts prom no cietās vielas, padeve pārtraucas. Lai tās ražotu, nav nepieciešama sildīšana. Tie rodas, aukstām skābēm iedarbojoties uz cietas vielas gabaliem. Sērūdeņraža iegūšanai izmanto salauztus dzelzs sulfīda kociņus, oglekļa dioksīda iegūšanai - marmora šķembas, bet ūdeņraža iegūšanai - cinka granulas.
Kippa aparāts ir izgatavots no bieza stikla, un parasti tas ir aptuveni 1 ft 6 collas (aptuveni 0,5 m) augsts. Tiek izgatavoti arī citu izmēru aparāti. Būtībā tas sastāv no trim stikla spuldzēm, kas savienotas viena virs otras. Gāzes ražošanai nepieciešamo cieto vielu ievieto centrālajā spuldzē, atdalot augšējo spuldzi un tai piestiprināto stikla caurulīti. Augšējo daļu ar apakšējo daļu savieno iezemēta stikla savienojums. Stikla veidgabals neļauj cietai vielai nokrist uz leju apakšējā spuldzē. Gāzes izejas caurule iziet no centrālās spuldzes. Uz tās ir krāns gāzes padeves regulēšanai. Gāzes krānu atver un caur piltuvi augšpusē ielej skābi. Augšējā sekcija darbojas kā piltuve, ar ko baro apakšējo sekciju. No augšējās daļas uz vidējo spuldzi nav tieša ceļa. Skābes ielej pietiekami daudz, lai piepildītu apakšējo sekciju un applūdinātu cietvielu centrālajā spuldzē. Gāzes krāns ir aizvērts. Izdalās gāze, un spuldzes iekšpusē palielinās spiediens, spiežot skābi uz leju apakšējā spuldzē un uz augšu augšējā spuldzē. Kad šķidrums tiek izspiests no centrālās spuldzes, gāzes veidošanās apstājas. Tagad aparāts ir uzstādīts un gatavs lietošanai.
Jebkurā ķīmiskajā laboratorijā, kur tiek veikta ūdeņraža reducēšana, ir nepieciešama ūdeņraža gāzes padeve, ko var ieslēgt un izslēgt pēc vēlēšanās. Parasti, ja gāzi ražo laboratorijā, aparāts ir jāiestata katru reizi, kad gāze ir nepieciešama. Turklāt nav iespējams ieslēgt un izslēgt padevi. Kippa aparāts šo problēmu atrisināja ūdeņraža un dažu gāzu gadījumā. To pašu aparātu var izmantot arī ogļskābās gāzes vai sērūdeņraža padevei no krāna.
Lai gan var būt nepieciešama arī citu gāzu regulāra padeve, šīs ir vienīgās trīs parastās gāzes, kurām var izmantot Kippa aparātu. Tas ir tāpēc, ka, lai iegūtu citas gāzes, ir nepieciešama sildīšana. Kippa aparātā tas nav iespējams, jo, karsējot, tas sadrūstu. Gāzu plūsmu kontrolē, gāzi radot tikai tad, kad auksts šķidrums saskaras ar cietas vielas gabaliņiem. Šādā veidā iegūst ūdeņradi, oglekļa dioksīdu un sērūdeņradi. Kad šķidrums tiek novadīts prom no cietās vielas, padeve pārtraucas. Lai tās ražotu, nav nepieciešama sildīšana. Tie rodas, aukstām skābēm iedarbojoties uz cietas vielas gabaliem. Sērūdeņraža iegūšanai izmanto salauztus dzelzs sulfīda kociņus, oglekļa dioksīda iegūšanai - marmora šķembas, bet ūdeņraža iegūšanai - cinka granulas.
Kippa aparāts ir izgatavots no bieza stikla, un parasti tas ir aptuveni 1 ft 6 collas (aptuveni 0,5 m) augsts. Tiek izgatavoti arī citu izmēru aparāti. Būtībā tas sastāv no trim stikla spuldzēm, kas savienotas viena virs otras. Gāzes ražošanai nepieciešamo cieto vielu ievieto centrālajā spuldzē, atdalot augšējo spuldzi un tai piestiprināto stikla caurulīti. Augšējo daļu ar apakšējo daļu savieno iezemēta stikla savienojums. Stikla veidgabals neļauj cietai vielai nokrist uz leju apakšējā spuldzē. Gāzes izejas caurule iziet no centrālās spuldzes. Uz tās ir krāns gāzes padeves regulēšanai. Gāzes krānu atver un caur piltuvi augšpusē ielej skābi. Augšējā sekcija darbojas kā piltuve, ar ko baro apakšējo sekciju. No augšējās daļas uz vidējo spuldzi nav tieša ceļa. Skābes ielej pietiekami daudz, lai piepildītu apakšējo sekciju un applūdinātu cietvielu centrālajā spuldzē. Gāzes krāns ir aizvērts. Izdalās gāze, un spuldzes iekšpusē palielinās spiediens, spiežot skābi uz leju apakšējā spuldzē un uz augšu augšējā spuldzē. Kad šķidrums tiek izspiests no centrālās spuldzes, gāzes veidošanās apstājas. Tagad aparāts ir uzstādīts un gatavs lietošanai.
Kad gāze ir vajadzīga, pagriež krānu. Gāzes spiediens centrālajā spuldzē tiek atbrīvots. Nav papildu spiediena, kas noturētu skābi augšējā spuldzē, tāpēc tā krīt lejup, lai pilnībā piepildītu apakšējo spuldzi un atkal pārplūdinātu cieto vielu. Kad gāzes krāns ir izslēgts, jo gāze vairs nevar izplūst, spiediens atkal pieaug, piespiežot šķidrumu atgriezties augšējā spuldzē vai rezervuārā. Spiediena palielināšanās beidzas, kad visi uz cietās vielas palikušie skābes pilieni ir iztērēti.
Ar laiku skābe kļūst vājāka, un cietā viela tiek izlietota. Ķīmiskās vielas ir jāatjauno. Skābi iztukšo, noņemot aizbāzni no apakšējās spuldzes, pēc tam var izņemt atlikušo cieto daļu. Tas jādara dūmu skapī, lai novērstu indīgu izgarojumu ieelpošanu. Sērūdeņražaindīgo īpašību un nepatīkamās sliktas olu smakas dēļ sērūdeņraža Ķipa aparātu ieteicams vienmēr turēt dūmu skapī.
Ar laiku skābe kļūst vājāka, un cietā viela tiek izlietota. Ķīmiskās vielas ir jāatjauno. Skābi iztukšo, noņemot aizbāzni no apakšējās spuldzes, pēc tam var izņemt atlikušo cieto daļu. Tas jādara dūmu skapī, lai novērstu indīgu izgarojumu ieelpošanu. Sērūdeņražaindīgo īpašību un nepatīkamās sliktas olu smakas dēļ sērūdeņraža Ķipa aparātu ieteicams vienmēr turēt dūmu skapī.
Last edited:
