Hidrogenul

INFORMATII GENERALE

Hidrogenul se gaseste în paturile inferioare ale atmosferei ,în apa, hidrocarburi si gaze naturale. Este un constituent al materiei vii. Hidrogenul furnizeaza mai multi compusi decât oricare alt element. În cromosfera soarelui se gaseste hidrogen atomic la fel ca si în stelele albe. Stelele reci contin în atmosfera lor hidrogen molecular. Hidrogenul se obtine usor prin actiunea acizilor diluati asupra zincului sau fierului ori prin electroliza apei. Industrial se obtine prin cracarea hidrocarburilor, prin reactia apei cu carbune si prin alte procedee dintre care amintim :

Na + H2O NaOH + 2 H2

3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2 (570° C)

P4 +16H2O 4H3PO4 + 20H2 (400° C  600° C ; în prezenta

unui catalizator)

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2

Zn + 2NaOH + 2H2O Na2[Zn(OH)4] + H2

C + 2H2O CO2 + 2H2 (550° C ;în prezenta unui catalizator)

H2O H2 + O2 (electroliza)

CH4 + 2H2O CO2 + 4H2 (conversie)

Hidrogenul se fabrica mai ales din amestecul de hidrocarburi care se înlatura la cracarea petrolului brut. Trecând amestecul peste bauxita la 397° C, sulful se transforma în H2S care se retine într-un scuber

cu hidroxid. Vaporii împreuna cu aburul trec peste un catalizator de nichel la 927° C. Are loc reactia, de exemplu:

C3H6 + 3H2O 3CO + 6H2

Se adauga vapori de apa gazelor care ies din furnal spre a reduce temperatura la 397° C , când are loc reactia :

3CO + 3H2O 3H2 + 3CO2

Trecând gazele printr-un scruber cu etanolamina se retine CO2 :

2HO  CH2  CH2  NH2 + H2O + CO2 (HO  CH2 - CH2NH)2CO3 + 2H2

din care se recupereaza CO2 prin încalzire la 117° C. Sunt necesare

câteva etape pentru a îndeparta în întregime oxidul de carbon.

Cantitati mari de hidrogen se obtin prin rafinarea hidrocarburilor pentru a mari cifra octanica a produsilor.

Atomul de hidrogen, al primului element din sistemul periodic, are cea mai simpla configuratie electronica, cu electronul distinctiv în orbitalul 1s.

Hidrogenul molecular (H2) în conditii normale este un gaz diatomic cu distantele între nuclee H - H = 0,037 nm.

În stare gazoasa, hidrogenul este incolor, inodor, insipid, fiind cel mai usor dintre toate gazele (densitatea= 0,06952 g/cm) si anume de 14,38 de ori mai usor decât aerul. Având o masa moleculara mica, hidrogenul prezinta cea mai mare putere de difuziune dintre toate gazele si o conductibilitate termica si electrica deosebita, prima fiind de 6,5 ori mai mare decât a aerului. La temperaturi înalte este absorbit în cantitate mare de catre metale, si anume de 19 ori de catre fier, si de 875 ori, propriul sau volum, de catre paladiu. Foarte stabila, molecula de hidrogen se disociaza la temperaturi înalte, în arc electric, trecând în hidro-

gen atomic.