Home Khí công nghiệp Khí Hidro và ứng dụng

Khí Hidro và ứng dụng

by Bùi Thị Hà
Khi hidro và ung dung
  • Khí hidro được dùng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp. Lọc hóa dầu, sản xuất chất Methanol, dầu ăn, margarine.
  • Sử dụng khí hidro phổ biến trong phòng thí nghiệm để làm chất xúc tác hay chất điều chế,…
  • Hidro là chất khí nhẹ hơn không khí nên thường dùng trong bơm khí cầu, bóng bay hay các cổng hơi,…
  • Hydro có nhiệt độ cháy cao nhất trong tất cả các loại nhiên liệu tự nhiên. Vì vậy nó được sử dụng làm nhiên liệu cho các tàu vũ trụ.
  • Hydro thay thế cho xăng dầu với các phương tiện giao thông, vận tải
  • Trong sản xuất điện năng khí hidro được sử dụng để sản xuất điện thay thế nhiên liệu hóa thạch, sản xuất pin nhiên liệu (fuel cell)

Đặc biệt là chất khí hidro được xem và nghiên cứu để phát triển như nguồn nhiên liệu sạch trong tương lai. Bởi vì trong phân tử H2 không chứa các nguyên tố hóa học khác nên sản phẩm cháy chỉ là nước (H2O).

Khí h2 được dùng làm nhiên liệu vì Hidro là nguồn nhiên liệu được đánh giá an toàn . Vì không gây ra bất cứ sự cố môi trường nào ảnh hưởng tới con người.

Khí hidro là gì?

Khí hidro là khí gì? Hidro là chất khí có tên tiếng anh là hydrogen và tên tiếng latinh là hydrogenium. Đây là một nguyên tố hóa học nằm trong hệ thống tuần hoàn các nguyên tố có nguyên tử khối bằng 1 (1đvC). Trước đây nó còn có tên gọi là khinh khí vì nó là nguyên tố tồn tại thể khí và nhẹ nhất.

Hidro là nguyên tố phổ biến nhất của vũ trụ chiếm 75% tổng khối lượng vũ trụ. Vì hidro là nguyên tố tồn tại tự nhiên tương đối hiếm trên Trái Đất . Do khí H2 nhẹ nên trường hấp dẫn của Trái Đất không đủ mạnh để giữ chúng thoát ra ngoài không gian. Do đó hiđro tồn tại chủ yếu dưới dạng hidro nguyên tử trong những tầng cao của khí quyển.

Hidro là chất khí công nghiệp phổ biến không màu, không mùi, khí cháy nổ thường dùng ở dạng khí lỏng.

TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA HIDRO (H)
Khí Hydro

Lịch sử hình thành của khí hidro?

Hidro được Henry Cavendish phát hiện lần đầu tiên như một chất riêng biệt vào năm 1766. Cavendish tình cờ tìm ra chất khí này khi thực hiện các thí nghiệm của mình với thủy ngân và các axit.

Mặc dù lúc đó ông đã sai lầm khi cho rằng hiđro là 1 hợp chất của thủy ngân. Nhưng Henry Cavendish đã có thể miêu tả chính xác rất nhiều thuộc tính của hiđro. Antoine Lavoisier là người đã đặt tên cho nguyên tố này và chứng tỏ được rằng từ hydro và oxy sẽ tạo ra nước.

Thành phần hóa học cấu tạo và tính chất khí hidro như thế nào?

Trạng thái tự nhiên của khí Hidro:

Hiđro tự nhiên chứa đồng vị  1H(proti) với tạp chất là đồng vị bền 2H (đơteri D, nhiều) và một loại đồng vị phóng xạ 3H (triti T, vết).

Hiđrô là nguyên tố phổ biến nhất của vũ trụ. Nguồn gốc chủ yếu của nó là nước, bao gồm hai phần H và một phần O (H2O). Các nguồn khác bao gồm các chất hữu cơ chiếm phần lớn, than, nhiên liệu hóa thạch và các khí tự nhiên. Metan (CH4) là một nguồn khá quan trọng của chất hidro.

Tính chất vật lí của khí hidro:

  • Ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn thì hydro là một khí lưỡng nguyên tử . Có công thức phân tử là H2 do 2 nguyên tử hidro kết hợp.
  • Là khí không màu, không mùi, khó hóa lỏng, chất khí cháy, có nhiệt độ sôi là 20,27 K (-252,87 °C) . Và nhiệt độ nóng chảy của hidro 14,02 K (-259,14 °C).
  • Khí này tan rất ít trong nước, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ.

Tính chất hóa học

  • Hidro là nguyên tố phi kim có số hiệu nguyên tử là 1 và nguyên tử khối của hidro cũng bằng 1.
  • Cấu hình electron thuộc chu kì 1, nhóm IA, có thể phản ứng với hầu hết các nguyên tố hóa học khác nhau. Nó là chất khử mạnh ở nhiệt độ cao.

Khí hidro có độc không?

Hidro là một chất khí cực kỳ bắt cháy, nó phản ứng cực mạnh với Clo và Flo. Tạo ra axit hidro folic có thể gây ảnh hưởng cho phổi và các bộ phận khác của cơ thể con người.

Khí Hydro khi trộn với khí Oxy cũng sẽ gây ra nổ và bắt lửa. Hay khi có dòng điện đi qua thì Hidro cũng có thể phát nổ.

Tuy nhiên nó là khí không màu, không vị và khí hidro không độc nên bạn có thể yên tâm sử dụng. Chỉ cần cẩn thận với các sự cố khi nó tiếp xúc với các chất khác.

Khí hidro khá dễ cháy nổ, công ty VENMER chúng tôi không khuyến khích việc sử dụng khí hydro . Để bơm bong bóng hay cổng hơi để đảm bảo tính an toàn. Thay vì đó khách hàng nên chọn khí Heli vì nó là khí trơ nên an toàn hơn.

Sản xuất khí hidro ra sao?

Hydro được sinh từ nước và năng lượng mặt trời, vì vậy khí hidro thu được . Có tên gọi hidro nhờ năng lượng mặt trời (solar hydrogen). Nước và ánh nắng mặt trời là 2 thứ vô tận trên hành tinh.

Năng lượng mặt trời là nguồn tự nhiên được thiên nhiên cung cấp vĩnh hằng, khoảng 3×1024 J/ngày . Hay khoảng 104 lần năng lượng mà toàn thế giới đã tiêu thụ hằng năm. Vì vậy, hidro sinh ra từ năng lượng mặt trời là nguồn nhiên liệu vô tận. Con người vô tư sử dụng chất khí này từ thế kỷ này qua thế kỷ. Luôn đảm đảm năng lượng an toàn cho loài người mà không lắng bị cạn kiệt. Nhờ đó mà không xuất hiện khủng hoảng năng lượng và bảo đảm sự độc lập cho mỗi quốc gia về năng lượng.

Điều chế khí hiđro và phản ứng thế - Lý thuyết trọng tâm và giải bài tập sách giáo khoa chi tiết nhất - Môn Hóa 8
Điều chế Hidro

Để thu được khí hidro nhờ năng lượng mặt trời thì hiện nay có hai phương pháp sản xuất chính sau đây:

♦ Phương pháp điện phân nước (tên tiếng anh là water electrolysis) nhờ vào năng lượng điện mặt trời . Thông qua các tấm pin mặt trời (tên tiếng anh là solar cell).

♦ Và phương pháp quang điện hóa phân rã nước (tên tiếng anh là photoelectrochemical water splitting) . Nhờ vào mức năng lượng bức xạ của ánh sáng mặt trời với chất xúc tác quang. Cả hai phương pháp kể trên đều chung phản ứng xảy ra như sau:

H2O – H2 + 1/2O2

Trong phòng thí nghiệm, khí hiđro thường được điều chế bằng phản ứng của kim loại và axit :

Ví dụ: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Ngoài ra khí hiđro có thể điều chế bằng nhiều cách khác nhau: cho hơi nước đi qua than (cacbon) nóng đỏ. Phân hủy hiđrocacbon bằng nhiệt độ, cho các bazơ mạnh vào trong dung dịch với nhôm . Hay khử từ axit loãng với kim loại (có khả năng đẩy hiđro từ axit).

Việc sản xuất hiđrô thương mại thông thường là từ khí tự nhiên cũng được xử lý bằng hơi nước nóng. Ở nhiệt độ cao (700-1.100 °C), hơi nước tác dụng với khí mêtan để sinh ra mônôxít cacbon và hidro.

CH4 + H2O → CO + 3 H2

–  Sản xuất hidro bằng cách điện phân dung dịch có màng ngăn.

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2

–  Điện phân nước:

2H2O → 2H2 + O2

–  Lượng hidro bổ sung có thể thu được từ CO thông qua phản ứng nước-khí sau:

CO + H2O → CO2 + H2

Quá trình vận chuyển và giao nhận khí hidro ra sao

Khí Hidro - H2
Bình chứa khí Hidro

Tùy vào nhu cầu sử dụng nhiều hay ít mà quý khách hàng có thể chọn loại bình chứa khí hiđro tương ứng . Để phục vụ phù hợp cho mục đích sử dụng của mình.

Những dạng chai chứa khí hidro thông dụng hiện nay gồm có bình khí dung tích  41L, 47L, 50L . Với áp suất nạp là 150 bar hoặc 200 bar.

Trên đây là những tác dụng, ứng dụng của khí Hidro. Hy vọng qua bài viết này mà Venmer chia sẻ cho các bạn , các bạn sẽ hiểu khí Hidro là gì , có tác dụng gì , và những ứng dụng của khí Hidro .

Liên hệ trực tiếp để được tư vấn và báo giá phù hợp cho nhu cầu sử dụng khí Hidro của Quý khách hàng .

Liên hệ : Ms Hoàng 0906 050 421

Related Articles