Wprowadzenie
Schemat ogólny: Metal + Rozcieńczony Kwas → Sól Metalu i Kwasu + Wodór
Z Kwasem Solnym: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Z kwasem siarkowym: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Wreszcie, wodór gazowy może być zbierany przez wypieranie wody w dół.
Metoda produkcji wodoru przy użyciu aparatu Kippa
Gazowy wodór stosowany w praktyce laboratoryjnej jako czynnik redukujący. Niektóre reakcje redukcji w produkcji leków wykorzystują procedurę uwodornienia, taką jak redukcja P2NP do amfetaminy, synteza dezoksyny (Dalgan), leworfanolu i racemorfanu. W niektórych reakcjach wodór może zastąpić trudno dostępne odczynniki redukujące, takie jak NaBH4, NaBH4, LiAlH4 itp. Należyzwrócić uwagę na środki bezpieczeństwa podczas pracy z wodorem, ponieważ gaz ten jest niezwykle łatwopalny i wybuchowy.
Istnieje krótki film uwodornienia w małej skali z katalizatorem Pd / C pokazany jako przykład dla podziemnego chemika.
Istnieje krótki film uwodornienia w małej skali z katalizatorem Pd / C pokazany jako przykład dla podziemnego chemika.
Charakterystyka i zastosowania wodoru gazowego
Wodór jest bezbarwnym gazem, który nie ma wyraźnego zapachu. Gaz ten jest słabo rozpuszczalny w wodzie. Zmiany temperatury nie mają zbyt dużego wpływu na rozpuszczalność tego gazu w wodzie. Poniżej wymieniono niektóre zastosowania wodoru.
Procedura
Laboratoryjne przygotowanie wodoru gazowego zwykle obejmuje działanie rozcieńczonego kwasu siarkowego lub rozcieńczonego kwasu solnego na granulki cynku. Granulowany cynk jest idealny do przygotowywania wodoru w laboratoriach chemicznych, ponieważ zwykle zawiera niewielką ilość miedzi, która ma zdolność działania jako katalizator powiązanej reakcji chemicznej, a zatem zwiększa szybkość reakcji chemicznej bez faktycznego udziału w niej. Poniżej przedstawiono eksperymentalną procedurę laboratoryjnego przygotowania wodoru gazowego.Procedura laboratoryjnego przygotowania wodoru gazowego
Krok1: Weźkilka gramów granulek cynku i umieść je w kolbie o pojemności 500 ml.
Krok 2: Za pomocą lejka z ostem dodaj rozcieńczony kwas solny do granulek cynku. Jeśli kwas solny nie jest dostępny, alternatywnie można użyć rozcieńczonego kwasu siarkowego.
Krok 3: Wodór będzie automatycznie zbierany za pomocą rurki doprowadzającej poprzez wypieranie wody w dół. Można to wytłumaczyć faktem, że wodór jest lżejszy od wody.
Konfigurację do laboratoryjnego przygotowania wodoru zilustrowano poniżej.
Poniżej wymieniono reakcje chemiczne zachodzące podczas przygotowywania wodoru gazowego tą metodą.Schemat ogólny: Metal + Rozcieńczony Kwas → Sól Metalu i Kwasu + Wodór
Z Kwasem Solnym: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Z kwasem siarkowym: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Wreszcie, wodór gazowy może być zbierany przez wypieranie wody w dół.
Środki ostrożności, które należy podjąć podczas przygotowywania wodoru w laboratorium
Przed zebraniem wodoru za pomocą aparatu należy podjąć środki ostrożności, aby upewnić się, że całe powietrze wewnątrz aparatu zostało wyparte. Wynika to z faktu, że wodór reaguje wybuchowo z powietrzem.Metoda produkcji wodoru przy użyciu aparatu Kippa
Aparat Kippa to skomplikowany szklany element laboratoryjny używany do niedawna do przygotowywania i przechowywania niewielkich ilości niektórych gazów, w szczególności wodoru. Nazwa urządzenia pochodzi od jego wynalazcy, holenderskiego farmaceuty Petrusa Johannesa Kippa (1808-1864). Aparat Kippa, znany również jako generator Kippa, został obecnie zastąpiony do produkcji wodoru przez zastosowanie kwasu i metalu, które przekształcają się w wodór gazowy.
W każdym laboratorium chemicznym, w którym przeprowadzana jest redukcja wodoru, musi istnieć zapas wodoru gazowego, który można dowolnie włączać i wyłączać. Zwykle, gdy gaz jest wytwarzany w laboratorium, aparatura musi być ustawiana za każdym razem, gdy jest potrzebny gaz. Co więcej, nie ma możliwości włączania i wyłączania zasilania. W przypadku wodoru i niektórych gazów aparat Kippa rozwiązał ten problem. Ta sama aparatura może być również używana do dostarczania dwutlenku węgla lub siarkowodoru z kranu.
Chociaż regularne dostawy innych gazów mogą być również potrzebne, są to jedyne trzy popularne gazy, dla których można stosować aparaturę Kippa. Wynika to z faktu, że do produkcji innych gazów wymagane jest ogrzewanie. Jest to wykluczone w aparacie Kippa, ponieważ rozpadłby się on podczas ogrzewania. Przepływ gazu jest kontrolowany przez wytwarzanie gazu tylko wtedy, gdy zimna ciecz styka się z grudkami ciała stałego. W ten sposób wytwarzane są wodór, dwutlenek węgla i siarkowodór. Gdy ciecz zostanie odprowadzona z ciała stałego, dopływ gazu zostaje zatrzymany. Do ich wytworzenia nie jest potrzebne ogrzewanie. Powstają one w wyniku działania zimnych kwasów na kawałki ciała stałego. Do wytwarzania siarkowodoru używa się połamanych pałeczek siarczku żelaza, do dwutlenku węgla - wiórów marmurowych, a do wodoru - granulek cynku.
Aparat Kippa jest wykonany z grubego szkła i zwykle ma wysokość około 0,5 m (1 ft 6 in). Dostępne są również inne rozmiary. Zasadniczo składa się z trzech szklanych baniek połączonych jedna nad drugą. Ciało stałe potrzebne do wytworzenia gazu umieszcza się w środkowej bańce, podnosząc górną bańkę i przymocowaną do niej szklaną rurkę. Szklany łącznik łączy górną część z dolną. Szklany łącznik zapobiega spadaniu ciała stałego do dolnej bańki. Rurka wylotowa gazu wychodzi z centralnej bańki. Znajduje się na niej kran do regulacji dopływu gazu. Zawór gazu jest otwarty, a kwas jest wlewany przez lejek na górze. Najwyższa sekcja działa jak lejek zasilający dolną sekcję. Nie ma bezpośredniej drogi od góry do środkowej bańki. Wlewana jest wystarczająca ilość kwasu, aby wypełnić dolną sekcję i zalać ciało stałe w środkowej bańce. Zawór gazu zostaje zamknięty. Wytwarzany jest gaz, a ciśnienie rośnie wewnątrz bańki, wypychając kwas w dół do dolnej bańki i w górę do górnej. Gdy ciecz zostanie wypchnięta ze środkowej bańki, wytwarzanie gazu ustaje. Urządzenie jest teraz skonfigurowane i gotowe do użycia.
W każdym laboratorium chemicznym, w którym przeprowadzana jest redukcja wodoru, musi istnieć zapas wodoru gazowego, który można dowolnie włączać i wyłączać. Zwykle, gdy gaz jest wytwarzany w laboratorium, aparatura musi być ustawiana za każdym razem, gdy jest potrzebny gaz. Co więcej, nie ma możliwości włączania i wyłączania zasilania. W przypadku wodoru i niektórych gazów aparat Kippa rozwiązał ten problem. Ta sama aparatura może być również używana do dostarczania dwutlenku węgla lub siarkowodoru z kranu.
Chociaż regularne dostawy innych gazów mogą być również potrzebne, są to jedyne trzy popularne gazy, dla których można stosować aparaturę Kippa. Wynika to z faktu, że do produkcji innych gazów wymagane jest ogrzewanie. Jest to wykluczone w aparacie Kippa, ponieważ rozpadłby się on podczas ogrzewania. Przepływ gazu jest kontrolowany przez wytwarzanie gazu tylko wtedy, gdy zimna ciecz styka się z grudkami ciała stałego. W ten sposób wytwarzane są wodór, dwutlenek węgla i siarkowodór. Gdy ciecz zostanie odprowadzona z ciała stałego, dopływ gazu zostaje zatrzymany. Do ich wytworzenia nie jest potrzebne ogrzewanie. Powstają one w wyniku działania zimnych kwasów na kawałki ciała stałego. Do wytwarzania siarkowodoru używa się połamanych pałeczek siarczku żelaza, do dwutlenku węgla - wiórów marmurowych, a do wodoru - granulek cynku.
Aparat Kippa jest wykonany z grubego szkła i zwykle ma wysokość około 0,5 m (1 ft 6 in). Dostępne są również inne rozmiary. Zasadniczo składa się z trzech szklanych baniek połączonych jedna nad drugą. Ciało stałe potrzebne do wytworzenia gazu umieszcza się w środkowej bańce, podnosząc górną bańkę i przymocowaną do niej szklaną rurkę. Szklany łącznik łączy górną część z dolną. Szklany łącznik zapobiega spadaniu ciała stałego do dolnej bańki. Rurka wylotowa gazu wychodzi z centralnej bańki. Znajduje się na niej kran do regulacji dopływu gazu. Zawór gazu jest otwarty, a kwas jest wlewany przez lejek na górze. Najwyższa sekcja działa jak lejek zasilający dolną sekcję. Nie ma bezpośredniej drogi od góry do środkowej bańki. Wlewana jest wystarczająca ilość kwasu, aby wypełnić dolną sekcję i zalać ciało stałe w środkowej bańce. Zawór gazu zostaje zamknięty. Wytwarzany jest gaz, a ciśnienie rośnie wewnątrz bańki, wypychając kwas w dół do dolnej bańki i w górę do górnej. Gdy ciecz zostanie wypchnięta ze środkowej bańki, wytwarzanie gazu ustaje. Urządzenie jest teraz skonfigurowane i gotowe do użycia.
Gdy potrzebny jest gaz, kran jest odkręcany. Ciśnienie gazu w środkowej bańce zostaje uwolnione. Nie ma dodatkowego ciśnienia, aby utrzymać kwas w górnej bańce, więc opada on w dół, aby całkowicie wypełnić dolną bańkę i ponownie zalać ciało stałe. Gdy zawór gazu zostanie zakręcony, ponieważ gaz nie może się już wydostać, ciśnienie ponownie wzrasta, zmuszając ciecz z powrotem do górnej bańki lub zbiornika. Wzrost ciśnienia ustaje, gdy wszystkie krople kwasu przylegające do ciała stałego zostaną zużyte.
Z czasem kwas słabnie, a ciało stałe zostaje zużyte. Chemikalia wymagają odnowienia. Kwas jest spuszczany poprzez usunięcie korka z dolnej bańki, po czym można wyjąć pozostałą substancję stałą. Należy to zrobić w dygestorium, aby zapobiec wdychaniu trujących oparów. Ze względu najego trujące właściwości i nieprzyjemny zapach nieświeżych jaj, zaleca się, aby w dygestorium zawsze znajdował się aparat Kippa na siarkowodór.
Z czasem kwas słabnie, a ciało stałe zostaje zużyte. Chemikalia wymagają odnowienia. Kwas jest spuszczany poprzez usunięcie korka z dolnej bańki, po czym można wyjąć pozostałą substancję stałą. Należy to zrobić w dygestorium, aby zapobiec wdychaniu trujących oparów. Ze względu najego trujące właściwości i nieprzyjemny zapach nieświeżych jaj, zaleca się, aby w dygestorium zawsze znajdował się aparat Kippa na siarkowodór.
Last edited:
