水素はボッシュ法によってどのように工業的に調製されますか?
質問者:Carolee Soni |最終更新日:2020年4月11日
カテゴリ:科学化学
ボッシュプロセスは、商業的に、ジ水素を製造するために使用されるプロセスです。このプロセスでは、水性ガス(CO + H2、1270 Kで石炭と水から調製)を、773 KでプロモーターCr2O3またはThO2の存在下で、触媒Fe2O3を通過する蒸気の2倍の量と混合して生成物CO2とH2を生成します。
続いて、水素はどのように工業的に調製されているのかと疑問に思うかもしれません。工業的には、水素は水と炭化水素から調製されます。最近まで、水性ガス反応は水素調製の重要な方法でした。水性ガス反応は、蒸気が赤熱したコークスを通過して一酸化炭素と水素のガス状混合物を生成する工業プロセスです:C + H2O(g)→CO + H2。
さらに、水素はどのようにしてコークスから商業的に調製されますか?天然ガスは、触媒の存在下で、C oを1000まで加熱されると、水素ガスが得られます。 COKEスチーム処理によって:過熱が赤熱コークス上を通過させ、一酸化炭素と水素の混合物を水ガスとして知られているが得られます。液化法により純水素を分離します。
同様に、水素は実験室でどのように準備されますか?
水素は、金属の希釈液に酸を作用させることによって実験室で調製されます。粒状の亜鉛に硫酸を加えます。硫酸亜鉛または塩化亜鉛は溶液中で形成され、発生した水素はトラフ内の水上に集められます。
化学におけるボッシュプロセスとは何ですか?
ボッシュ反応は、二酸化炭素と水素の間の化学反応であり、元素状炭素(グラファイト)、水、および投資された熱の10%のリターンを生成します。ドイツの化学者カール・ボッシュにちなんで名付けられました。反応は、鉄、コバルトまたはニッケル触媒の存在下で加速することができます。
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水は可燃性ですか?
水は水素と酸素の2つの元素で構成されています。水素は可燃性ですが、酸素は可燃性ではありません。純水を燃やすことができないので、火を消す代わりに火を消すために使用しています。ただし、電流の形でエネルギーを投入することにより、水素と酸素に分解することができます。
どのように水素を準備しますか?
水素は、実験室で希塩酸または希硫酸を粒状亜鉛に作用させることによって調製されます。
- 粒状亜鉛の使用。
- 反応:
- ガスの収集:水素ガスは、水の水上置換によって収集されます。
水素はどれくらい危険ですか?
液体水素がタンクに貯蔵されている場合、それは比較的安全ですが、それが逃げると、関連する危険があります。懸念事項のリストのトップは水素燃焼です。酸化剤の存在下で-酸素は良いものです-水素は、時には爆発的に発火する可能性があり、ガソリンよりも燃えやすくなります。
空気から水素をどのように抽出しますか?
水素を生成する方法はいくつかあります。
- 天然ガスの改質/ガス化:水素、一酸化炭素、および少量の二酸化炭素の混合物である合成ガスは、天然ガスを高温蒸気と反応させることによって生成されます。
- 電気分解:電流は水を水素と酸素に分解します。
水から水素を抽出できますか?
水素は、水に電流を流す電気分解によって酸素から分離できますが、このプロセスはエネルギーを大量に消費します。純粋な水素を生成する最も一般的な方法は、蒸気メタン改質によるものです。
水素燃料の費用はいくらですか?
長い答え:水素燃料の価格は1キログラム(kg)あたり12.85ドルから16ドル以上の範囲ですが、最も一般的な価格は1 kgあたり13.99ドル(エネルギーベースの価格ではガソリン1ガロンあたり5.60ドルに相当)であり、これは運用コストに相当します。 1マイルあたり0.21ドル。
どこから水素を得るのですか?
現在、ほとんどの水素は化石燃料、特に天然ガスから生産されています。グリッドから、または風力、太陽光、地熱、バイオマスなどの再生可能エネルギー源からの電力も、現在、水素の生産に使用されています。長期的には、太陽エネルギーとバイオマスをより直接的に使用して水素を生成することができます。
水素エネルギーを生産するのにどれくらいの費用がかかりますか?
2015年のエネルギー省の水素生産目標に示されているように、0.06ドル/ kWhの電力コストで、水素コストは3ドル/ kgです。
実験室で水はどのように準備されていますか?
理論的には、水素ガスと酸素ガスから水を作るのは簡単です。 2つのガスを混合し、スパークまたは十分な熱を加えて、反応を開始するための活性化エネルギーを提供し、瞬間的に水を加えます。
実験室で酸素はどのように準備されますか?
酸素ガスは、過酸化水素と二酸化マンガンによって実験室で調製することができます。この反応では、二酸化マンガンが触媒として使用されます。装置は図のように設定されています。アザミ漏斗の助けを借りて、過酸化水素を三角フラスコを有する二酸化マンガンおよび水に注ぐ。
水素は何に使われますか?
水素は非常に有用な元素です。肥料用のアンモニア、金属精製用、プラスチックなどの人工材料用のメタノールの製造に使用されます。水素は、液体水素と液体酸素を組み合わせて強力な爆発を起こすロケット燃料としても使用されます。
乾燥水素はどのように調製できますか?
2つの答え。あなたは、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム等の無水塩を充填した乾燥管を用いて試みることができるか、CCを介してバブルをできるように、水素ガスは、最も一般的な乾燥剤に対して不活性です。 H2SO4。しかし、モレキュラーシーブがあればそれも良い賭けです。
実験室でアンモニアガスはどのように調製されますか?
アンモニアガスは通常、実験室で塩化アンモニウムと消石灰を穏やかに加熱することによって調製されます。アンモニアガスは空気よりも軽いため、空気のダウンワード置換による収集が必要です。水に溶けやすいため、水に集めることができません。
窒素は実験室でどのように準備されていますか?
実験室で純粋な窒素を調製するには、塩化アンモニウム(NH 4 Cl)と亜硝酸ナトリウム(NaNO 2 )の混合物を加熱します。形成される最初の生成物は亜硝酸アンモニウム(NH 4 NO 2 )です。この化合物は非常に不安定で、窒素と水に分解します。
水素の用途は何ですか?
水素:用途
- ハーバーアンモニアプロセスにおける空気からの窒素の商業的固定。
- 油脂の水素化。
- 水素化脱アルキル化、水素化分解、および水素化脱硫におけるメタノール製造。
- ロケットの燃料。
- 溶接。
- 塩酸の生産。
- 金属鉱石の削減。
水素の性質は何ですか?
標準温度および圧力で、水素が分子式H 2と非毒性、非金属、無臭、無味、無色、高可燃二原子気体です。水素はまた、炭化水素や水などの化合物の形で地球上に蔓延しています。
電解槽のどこで水素が生成されますか?
DC電源は、水中に配置された2つの電極または2つのプレート(通常はプラチナやイリジウムなどの不活性金属でできています)に接続されています。水素は陰極(電子が水に入る場所)に現れ、酸素は陽極に現れます。