Прибор для получения водорода

Современный лабораторный способ получения Н2 не отличается от процесса, при помощи которого газ выделял Генри Кавендиш. Сегодня в лаборатории водород извлекают при помощи аппарата Киппа. Аппарат или газогенератор Киппа был разработан на основе зажигалки Дебернейера. Водород в этом устройстве образовывался при контакте серной кислоты с пластиной из цинка. Попав в воздух, газ загорался сам. Для прекращения горения нужно было закрыть клапан, благодаря чему внутреннее давление газа перекрывало доступ кислоты к цинковой пластине. При помощи аппарата Киппа можно получать не только кислород, но и другие газы.

Здесь производство водорода основано на взаимодействии кислот с металлами. Аппарат Киппа состоит из нескольких стеклянных модулей:

В колбу помещают кусочки цинка, а в верхний сосуд наливают соляную кислоту. В результате реакции через тубус и вставленную в него газоотводную трубку выделяется водород. При закрытии крана давление газа внутри вытесняет кислоту из колбы в верхний сосуд, и реакция останавливается. Данный способ получения водорода выражается следующей формулой: ZN+H2SO4=ZNSO4+H2.

Факт, что водород легче воздуха, подтверждается простым опытом. На газоотводную трубку помещают пленку из мыльного раствора, в результате чего формируется мыльный пузырь с водородом внутри. Достигнув определенного размера, пузырь отрывается от трубки и устремляется вверх. Соответственно емкость для сбора Н2 нужно располагать вверх дном. Как определить, что в емкости образовался именно водород? Для этого поднесем перевернутую вверх дном пробирку к источнику огня. Мы тут же услышим хлопок, который свидетельствует о присутствии водорода.

Основная часть всего водорода сейчас производится из природного газа методом парового риформинга. Примерно ¼ доля приходится на газификацию угля с выделением в атмосферу углекислоты и угарного газа. Чистый водород подразумевает полное отсутствие углерода. Увеличить производство водорода можно путем электролиза воды. Однако эта технология является самой дорогостоящей, поскольку расход энергии в данном случае превышает ее объемы в конечном итоге.

В будущем специалисты возлагают надежды на производство Н2 из воды при помощи прямой энергии ядерного тепла в присутствии высоких температур, обеспеченных мощными реакторами. Стремительно растущий спрос на водород заставляет ученых искать новые пути извлечения газа с минимальными затратами. В частности, речь идет и о транспортировке водопровода. Например, некоторые предприятия сегодня используют газ не в баллонах или в цистернах, а прямо из трубопровода. Но для этого заводы должны находиться в непосредственной близости к месту производства.