Preparación de laboratorio de hidrógeno
1. Preparación de materiales:
1. Antes de comenzar a preparar hidrógeno, es necesario preparar los siguientes materiales:
2. Partículas de zinc o tiras de magnesio o láminas de aluminio: estos metales pueden reaccionar con ácidos para producir gas hidrógeno.
3. Ácido diluido (como ácido sulfúrico diluido o solución de ácido clorhídrico): Estos ácidos pueden reaccionar con metales para generar hidrógeno.
4. Tubo de ensayo o vaso de precipitados: se utiliza para reacciones químicas.
5. Tubo de goma o tubo de plástico: se utiliza para conectar el dispositivo de reacción y el recipiente de gas para recoger hidrógeno.
6. Contenedor de gas: se utiliza para recoger el hidrógeno generado.
2. Preparación de hidrógeno:
Aquí se muestran tres métodos para producir hidrógeno en el laboratorio:
Método 1: Hacer reaccionar partículas de zinc con ácido sulfúrico diluido para prepararlo. hidrógeno.
1. Agregue una cantidad adecuada de partículas de zinc (tamaño de frijol mungo) al tubo de ensayo.
2. Añade una cantidad adecuada de ácido sulfúrico diluido (aproximadamente 1-2 veces el volumen de partículas de zinc).
3. Inserte el tapón de goma y fije el tubo de ensayo en el soporte de hierro.
4. Observe la reacción en el tubo de ensayo y recoja el gas una vez que las partículas de zinc hayan reaccionado por completo.
Método 2: Hacer reaccionar tiras de magnesio con solución de ácido clorhídrico para producir hidrógeno.
1. Añade una cantidad adecuada de tiras de magnesio (de aproximadamente 1-2 cm de largo) al vaso de precipitados.
2. Añade una cantidad adecuada de solución de ácido clorhídrico (aproximadamente 1-2 veces el volumen de la barra de magnesio).
3. Conecte el vaso y el recipiente de gas con un tubo de goma para asegurar un buen sellado.
4. Cuando la tira de magnesio reacciona con la solución de ácido clorhídrico, se producirá una gran cantidad de burbujas, que es gas hidrógeno. Cuando las tiras de magnesio hayan reaccionado por completo, recoger el gas.
Método 3: Utilice escamas de aluminio para reaccionar con una solución de hidróxido de sodio para producir hidrógeno.
1. Añade una cantidad adecuada de escamas de aluminio (de aproximadamente 1 a 2 mm de espesor) en el vaso.
2. Añade una cantidad adecuada de solución de hidróxido de sodio (aproximadamente 1-2 veces el volumen de la lámina de aluminio).
3. Conecte el vaso y el recipiente de gas con un tubo de goma para asegurar un buen sellado.
4. Cuando las escamas de aluminio reaccionan con la solución de hidróxido de sodio, se producirá una gran cantidad de burbujas, que es gas hidrógeno. Cuando las escamas de aluminio reaccionan por completo, se recoge el gas.
Aplicaciones del hidrógeno en la vida:
1. Campo energético: El hidrógeno se puede utilizar como portador de energía limpia para el almacenamiento y transmisión de energía. Se puede producir electrolizando agua y, cuando se necesita energía, se puede liberar quemándolo o reaccionando con oxígeno. El hidrógeno también se puede utilizar como combustible para automóviles, cohetes, turbinas de gas y otros dispositivos.
El único subproducto de su combustión es el agua, por lo que se considera un combustible respetuoso con el medio ambiente. El hidrógeno también puede reaccionar con otros compuestos como el metano para producir monóxido de carbono e hidrógeno, que pueden usarse para preparar gas de síntesis en la producción industrial.
2. Procesamiento y soldadura de metales: El hidrógeno se usa ampliamente en el procesamiento de metales porque tiene una alta conductividad térmica y eléctrica y puede usarse para soldar y cortar metales. La soldadura con hidrógeno puede proporcionar soldaduras de alta calidad y un control preciso. El hidrógeno también se puede utilizar en los procesos de recocido y endurecimiento de metales, cambiando las propiedades físicas del metal mediante calentamiento y enfriamiento, aumentando así su resistencia y dureza.
3. Flotabilidad del globo y del gas: El hidrógeno es un gas común en los globos porque es más ligero que el aire y puede proporcionar suficiente flotabilidad para sostener el globo. Aunque el hidrógeno es inflamable, se puede utilizar de forma segura en las condiciones adecuadas. El hidrógeno también se utiliza en botes con globos y dispositivos de flotación, donde la flotabilidad se puede ajustar controlando el inflado del gas.
4. Experimentos e investigación científica: El hidrógeno se puede utilizar como agente reductor o gas atmosférico de laboratorio para realizar reacciones químicas en experimentos. El hidrógeno también se puede utilizar como gas portador en análisis de cromatografía de gases para la separación e identificación de compuestos. En los experimentos de resonancia magnética nuclear (RMN), el hidrógeno se utiliza como fuente de señales de resonancia magnética para analizar y estudiar la estructura y propiedades de la materia.
5. Procesamiento de alimentos y preparación de bebidas: Algunos procesos de procesamiento de alimentos deben realizarse a bajas temperaturas, y el hidrógeno puede proporcionar las bajas temperaturas necesarias durante la congelación y la refrigeración. El hidrógeno también se utiliza en la preparación de bebidas gaseosas como refrescos y cerveza. Agregar hidrógeno puede crear burbujas y aumentar el sabor y la experiencia gustativa de la bebida.