Получение и применение

В лабораторных условиях  водород получают следующими способами.

1. Взаимодействием  металла (цинка) с растворами соляной и серной кислот (реакция проводится в аппарате Киппа):

 Zn + 2Н⁺ = Zn²⁺ + Н₂↑

2. Электролизом воды. Для увеличения электрической проводимости воды к ней добавляют электролит, например NаОН, Н₂SO₄ или Na₂SO₄. На катоде образуется 2 объема водорода, на аноде — 1 объем кислорода.

В промышленности водород получают также несколькими способами.

1. Электролизом водных растворов KCl или NaCl, как побочный продукт.

2. Конверсионным способом (конверсия — превращение). Сначала получают водяной газ, пропуская пары воды через раскаленный кокс при 1000^оС:

 С + H₂O = CO + H₂

Затем оксид углерода (II) окисляют в оксид углерода (IV), пропуская смесь водяного газа с избытком паров воды над нагретым до 400 — 450°С катализатором Fе₂О₃:

СО + (Н₂) + Н₂О = СO₂ + Н₂ + (Н₂)

Образующийся оксид углерода (IV) поглощается водой. Этим спосо­бом получают свыше 50% промышленного водорода.

3. Конверсией метана с водяным паром: 

СН₄ + 2Н₂О = СО₂ + 4Н₂

Реакция протекает в присутствии никелевого катализатора при 1300°С. Этот метод позволяет использовать природные газы и полу­чать самый дешевый водород.

4. Нагреванием метана до 350°С в присутствии железного или нике­левого катализатора:

СH₄ = С + 2Н₂

5. Глубоким охлаждением (до—196°С) коксового газа. При таком охлаждении все газообразные вещества, кроме водорода, конденсируются.

Применение. Применение водорода основано на его физических и химических свойствах. Как легкий газ он используется для наполне­ния аэростатов и дирижаблей (в смеси с гелием).

Применяют водород для получения высоких температур: кислород­но-водородным пламенем режут и сваривают металлы. Он использует­ся для получения металлов (молибдена, вольфрама и др.) из их окси­дов, в химической промышленности — для получения аммиака из азота воздуха и искусственного жидкого топлива из угля; в пищевой промышленности — для гидрогенизации жиров. Изотопы водорода — дейтерий и тритий — нашли важное применение в атомной знергетике (термоядерное горючее).