本帖最后由 718281828kc 于 2014-2-24 16:05 编辑
不扯淡了。。。
供氢的方法有很多,比如虎哥的RMB气罐法[s:12]和化学制取法。
对于这种并不需要应用于发电的小规模实验,花钱买个罐实在是一种土豪的经典表现。。。而且正规的氢化反应是要把罐放在单独的氢化室里,在墙壁上引出氢气管,还要接防回火装置防止意外。
H2的生猛程度,一般人体会不到。。。体会到的一般已经不是活人,至少重度残疾/烧伤。
如果选用化学制备法。。。
产生H2的反应,绝大多数情况是氧化还原反应(别给我说金属氢分解。。。)。则大概有一下几种类型:
1.活泼金属置换H+,只要在H之前的金属就可以,在部分特殊情况下,H之后也行(2Ag+2HI=2AgI+H2↑)。另外说一下,铝和强碱反应生成氢气,其实本质上就是铝和水中微量氢离子反应,生成铝酸Al(OH)3和氢气,铝酸再被碱中和生成四羟基合铝(Ⅲ)酸根Al(OH)4-(别说是偏铝酸根,高中化学都是骗人的,偏铝酸根只能在固相中存在);
2.氢负离子和氢离子反应,适用于各种金属氢化物和酸or水(有时还会是醇)的反应,最常用的还是氢化钙CaH2水解法;
3.水煤气变换(WGS),即C/CO与水蒸气在~1000K下反应,生成氢气。此为工业标准方法(气罐里的氢气就是这么来的,话说还是化学方法),一般人没条件。。。
4.烷烃裂解。。。理由同上;
5.电解法。。。还是别用,要不然再用燃料电池发电,就形成一个从水到水的死循环。。。[s:12]
6.野外工作者临时制备氢气还会用一种略奇葩的方法:高硅含量的硅铁粉(其实有效成分就是硅)和干燥的Ca(OH)2-NaOH混合,点火焖烧,场面壮观:Si+2NaOH+Ca(OH)2=Na2SiO3+CaO+H2↑。这可以算是非金属置换法。
接下来优选方法和试剂:
1.不再解释,以上的3、4、5自动淘汰,除非你在化工厂;
2.1、2、6法综合考虑热力学和反应动力学问题,1、2法尽量选择最活泼的金属及所对应的阳离子,而且所对应的氢氧化物要有一定的溶解度。但为了控制反应速率,溶解度不可过大或过小。6法已经经历无数检验,证明可行,尤其适用于缺水和尽量便携的野外情况,不再讨论;
3.最后考虑经济性。1法中,对应氢气的质量密度最大的是金属Al。而且Al的价格相当低,但是有时会有动力学问题,建议使用浓盐酸而不是硫酸(氯离子可破坏铝表面的氧化膜)。第二大的就是Mg,一般无动力学阻碍,但是价格较高。再次的其它碱金属和碱土金属价格偏高,且反应性过高,难以控制。常用的锌质量密度较低,但为最常用的实验室方法。不过注意:应至少使用AR级Zn,否则其中混杂的As将会生成剧毒的AsH3,毒性不亚于光气!2法中金属氢化物的氢气质量密度略低于所对应的金属,但是可以节约至少一半的酸,甚至可以不用酸,氢气也较置换法的纯。综合成本和氢气质量密度考虑,氢化钙CaH2是最优选择,不需要酸,只用水或乙醇即可。此法亦为野外工作常用方法,绝对可靠。