Úvod
Všeobecný formát: Kov + zriedená kyselina → soľ kovu a kyseliny + vodík
s kyselinou chlorovodíkovou: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
S kyselinou sírovou: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Nakoniec sa môže plynný vodík zhromažďovať vytláčaním vody smerom nadol.
Spôsob výroby vodíka pomocou Kippovho prístroja
Plynný vodík používaný v laboratórnej praxi ako redukčné činidlo. Niektoré redukčné reakcie pri výrobe liekov s použitím hydrogenačného postupu, ako je redukcia P2NP na amfetamín, syntézy dezocínu (dalgánu), levorfanolu a racemorfánu. Plynný vodík môže v niektorých reakciách nahradiť ťažko dostupné redukčné činidlá, ako sú NaBH4, NaBH4, LiAlH4 atď. Pripráci s plynným vodíkom dbajte na bezpečnostné opatrenia, pretože tento plyn je mimoriadne horľavý a výbušný.
Ako príklad pre podzemných chemikov je uvedené krátke video hydrogenácie v malom meradle s katalyzátorom Pd/C.
Ako príklad pre podzemných chemikov je uvedené krátke video hydrogenácie v malom meradle s katalyzátorom Pd/C.
Charakteristika a použitie plynného vodíka
Plynný vodík je bezfarebný plyn, ktorý nemá výrazný zápach. Tento plyn je málo rozpustný vo vode. Rozpustnosť tohto plynu vo vode nie je príliš ovplyvnená zmenami teploty. Niektoré použitia plynného vodíka sú uvedené nižšie.
Postup
Laboratórna príprava plynného vodíka zvyčajne zahŕňa pôsobenie zriedenej kyseliny sírovej alebo zriedenej kyseliny chlorovodíkovej na zinkové granule. Granulovaný zinok je ideálny na prípravu plynného vodíka v chemických laboratóriách, pretože zvyčajne obsahuje malé množstvo medi, ktorá má schopnosť pôsobiť ako katalyzátor súvisiacej chemickej reakcie, a teda zvýšiť rýchlosť chemickej reakcie bez toho, aby sa jej skutočne zúčastnila. Experimentálny postup laboratórnej prípravy plynného vodíka je uvedený nižšie.Postup laboratórnej prípravy plynného vodíka
Krok 1: Vezmite niekoľko gramov zinkových granúl a umiestnite ich do 500 ml banky.
Krok 2: Pomocou lievika s bodcom pridajte k zinkovým granulám zriedenú kyselinu chlorovodíkovú. Ak nie je k dispozícii kyselina chlorovodíková, ako alternatívu možno použiť zriedenú kyselinu sírovú.
Krok 3: Plynný vodík sa automaticky zachytí pomocou prívodnej trubice prostredníctvom vytláčania vody smerom nadol. Možno to vysvetliť tým, že plynný vodík je ľahší ako voda.
Nastavenie laboratórnej prípravy plynného vodíka je znázornené nižšie.
Chemické reakcie, ktoré prebiehajú počas prípravy plynného vodíka touto metódou, sú uvedené nižšie.Všeobecný formát: Kov + zriedená kyselina → soľ kovu a kyseliny + vodík
s kyselinou chlorovodíkovou: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
S kyselinou sírovou: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Nakoniec sa môže plynný vodík zhromažďovať vytláčaním vody smerom nadol.
Bezpečnostné opatrenia, ktoré treba prijať pri príprave plynného vodíka v laboratóriu
Pred odberom plynného vodíka pomocou prístroja sa musia prijať preventívne opatrenia, aby sa zabezpečilo vytlačenie všetkého vzduchu vo vnútri prístroja. Plynný vodík totiž so vzduchom reaguje výbušne.Spôsob výroby vodíka pomocou Kippovho prístroja
Kippov prístroj je zložitý laboratórny sklenený riad, ktorý sa donedávna používal na prípravu a skladovanie malých objemov určitých plynov, najmä vodíka. Je pomenovaný po svojom vynálezcovi, holandskom lekárnikovi Petrovi Johannesovi Kippovi (1808 - 1864). Kippov prístroj, známy aj ako Kippov generátor, bol v súčasnosti na výrobu vodíka nahradený použitím kyseliny a kovu, ktoré sa premieňajú na plynný vodík.
V každom chemickom laboratóriu, kde sa vykonáva redukcia vodíka, musí byť k dispozícii zásoba plynného vodíka, ktorú možno ľubovoľne zapínať a vypínať. Zvyčajne, keď sa plyn vyrába v laboratóriu, musí sa prístroj nastaviť vždy, keď je plyn potrebný. Okrem toho nie je možné zapnúť a vypnúť prívod plynu. V prípade vodíka a niektorých plynov Kippov prístroj tento problém prekonal. Ten istý prístroj sa môže použiť aj na dodávanie oxidu uhličitého alebo sírovodíka na kohútiku.
Hoci môže byť potrebná pravidelná dodávka aj iných plynov, toto sú jediné tri bežné plyny, pre ktoré sa Kippov prístroj môže použiť. Dôvodom je, že na výrobu iných plynov je potrebné zahrievanie. To v Kippovom prístroji neprichádza do úvahy, pretože by sa pri zahrievaní roztrieštil. Prúdenie plynu sa riadi tak, že sa plyn vytvára len vtedy, keď je studená kvapalina v kontakte s kusmi pevnej látky. Týmto spôsobom sa vyrába vodík, oxid uhličitý a sírovodík. Keď sa kvapalina odčerpá z pevnej látky, prívod sa zastaví. Na ich výrobu nie je potrebné žiadne zahrievanie. Vznikajú pôsobením studených kyselín na kúsky pevnej látky. Na výrobu sírovodíka sa používajú zlomené tyčinky sulfidu železitého, na oxid uhličitý mramorová drvina a na vodík zinkové granule.
Kippov prístroj je vyrobený z hrubého skla a zvyčajne stojí asi 1 stopu a 6 palcov (asi 0,5 m) vysoko. Vyrábajú sa aj iné veľkosti. V podstate pozostáva z troch sklenených žiaroviek spojených nad sebou. Pevná látka potrebná na výrobu plynu sa umiestni do centrálnej banky tak, že sa odklopí horná banka a k nej pripevnená sklenená trubica. Vrchnú časť spája s dolnou časťou brúsená sklenená tvarovka. Sklenená armatúra zabraňuje tomu, aby tuhá látka spadla do spodnej banky. Výstupná rúrka plynu vychádza zo stredovej banky. Na nej je kohútik na reguláciu prívodu plynu. Otvorí sa plynový kohút a cez lievik v hornej časti sa naleje kyselina. Najvyššia časť slúži ako lievik na napájanie spodnej časti. Z hornej časti nevedie priama cesta do strednej banky. Kyseliny sa naleje toľko, aby sa naplnila spodná časť a zaplavila pevnú látku v stredovej banke. Plynový kohút je uzavretý. Vytvorí sa plyn a v banke sa zvýši tlak, ktorý vytlačí kyselinu dole do spodnej banky a hore do hornej banky. Keď sa kvapalina vytlačí zo stredovej banky, tvorba plynu sa zastaví. Prístroj je teraz nastavený a pripravený na použitie.
V každom chemickom laboratóriu, kde sa vykonáva redukcia vodíka, musí byť k dispozícii zásoba plynného vodíka, ktorú možno ľubovoľne zapínať a vypínať. Zvyčajne, keď sa plyn vyrába v laboratóriu, musí sa prístroj nastaviť vždy, keď je plyn potrebný. Okrem toho nie je možné zapnúť a vypnúť prívod plynu. V prípade vodíka a niektorých plynov Kippov prístroj tento problém prekonal. Ten istý prístroj sa môže použiť aj na dodávanie oxidu uhličitého alebo sírovodíka na kohútiku.
Hoci môže byť potrebná pravidelná dodávka aj iných plynov, toto sú jediné tri bežné plyny, pre ktoré sa Kippov prístroj môže použiť. Dôvodom je, že na výrobu iných plynov je potrebné zahrievanie. To v Kippovom prístroji neprichádza do úvahy, pretože by sa pri zahrievaní roztrieštil. Prúdenie plynu sa riadi tak, že sa plyn vytvára len vtedy, keď je studená kvapalina v kontakte s kusmi pevnej látky. Týmto spôsobom sa vyrába vodík, oxid uhličitý a sírovodík. Keď sa kvapalina odčerpá z pevnej látky, prívod sa zastaví. Na ich výrobu nie je potrebné žiadne zahrievanie. Vznikajú pôsobením studených kyselín na kúsky pevnej látky. Na výrobu sírovodíka sa používajú zlomené tyčinky sulfidu železitého, na oxid uhličitý mramorová drvina a na vodík zinkové granule.
Kippov prístroj je vyrobený z hrubého skla a zvyčajne stojí asi 1 stopu a 6 palcov (asi 0,5 m) vysoko. Vyrábajú sa aj iné veľkosti. V podstate pozostáva z troch sklenených žiaroviek spojených nad sebou. Pevná látka potrebná na výrobu plynu sa umiestni do centrálnej banky tak, že sa odklopí horná banka a k nej pripevnená sklenená trubica. Vrchnú časť spája s dolnou časťou brúsená sklenená tvarovka. Sklenená armatúra zabraňuje tomu, aby tuhá látka spadla do spodnej banky. Výstupná rúrka plynu vychádza zo stredovej banky. Na nej je kohútik na reguláciu prívodu plynu. Otvorí sa plynový kohút a cez lievik v hornej časti sa naleje kyselina. Najvyššia časť slúži ako lievik na napájanie spodnej časti. Z hornej časti nevedie priama cesta do strednej banky. Kyseliny sa naleje toľko, aby sa naplnila spodná časť a zaplavila pevnú látku v stredovej banke. Plynový kohút je uzavretý. Vytvorí sa plyn a v banke sa zvýši tlak, ktorý vytlačí kyselinu dole do spodnej banky a hore do hornej banky. Keď sa kvapalina vytlačí zo stredovej banky, tvorba plynu sa zastaví. Prístroj je teraz nastavený a pripravený na použitie.
Keď je plyn potrebný, otočí sa kohútik. Tlak plynu v stredovej banke sa uvoľní. V hornej banke nie je žiadny dodatočný tlak, ktorý by udržiaval kyselinu, takže klesá nadol, aby úplne vyplnila spodnú banku a opäť zaplavila pevnú látku. Keď sa plynový kohútik vypne, pretože plyn už nemôže uniknúť, tlak opäť narastie a vytlačí kvapalinu späť do hornej banky alebo zásobníka. Nárast tlaku sa zastaví, keď sa spotrebujú všetky kvapky kyseliny, ktoré zostali na pevnej látke.
. Časom kyselina zoslabne a pevná látka sa spotrebuje. Chemikálie je potrebné obnoviť. Kyselina sa vypustí tak, že sa zo spodnej banky odstráni uzáver, po ktorom sa môže vybrať zvyšná pevná látka. Toto by sa malo vykonať v digestore, aby sa zabránilo vdychovaniu jedovatých výparov. Kvôli jej jedovatým vlastnostiam a nepríjemnému zápachu zlých vajec sa odporúča mať v digestore vždy Kippov prístroj na sírovodík.
. Časom kyselina zoslabne a pevná látka sa spotrebuje. Chemikálie je potrebné obnoviť. Kyselina sa vypustí tak, že sa zo spodnej banky odstráni uzáver, po ktorom sa môže vybrať zvyšná pevná látka. Toto by sa malo vykonať v digestore, aby sa zabránilo vdychovaniu jedovatých výparov. Kvôli jej jedovatým vlastnostiam a nepríjemnému zápachu zlých vajec sa odporúča mať v digestore vždy Kippov prístroj na sírovodík.
Last edited:
