4. ВОДОРОДНИ ЭЛЕКТРОЛИЗ УСУЛИ БИЛАН ИШЛАБ ЧИКАРИШ.
Дунё бўйича ишлаб чиқарилаётган Н2 (7*106т/йил)нинг 3% ташкил этади. Бу усул асосан икки турга:1) Cувни электролиз қилиш. 2) Ош тузи (NаСl) нинг сувдаги эритмасини электролиз қилиш турларига бўлинади.
Булардан сувни электролиз қилиб, Н2 олиш кенгроқ тарқалгандир, чунки 2-4 бўйича олинган Н2да ва 0,5% Сl2 ва 1% гача НСl бўлгани учун улардан Н2ни тозалаш ва уни қуритиш керакдир. Сувни электролизи қуйидаги реакцияга асослангандир:
2Н2О=2Н2+О2-574кж (4.1.)
Тоза сув жуда кам даражада қуйидаги ионларга диссоциаланиши мумкин:
Н2О=Н+1+ОН-1 ва биронта электролит орқали доимий- ўзгармас электр токи юборилса, бу ионлар ҳар хил қутбларга қараб харакатланадилар: манфий электрланган гидроксил (ОН-)ионлар мусбат қутб-анодга, мусбат электрланган водород (НҚ)ионлари эса манфий қутб-катодга борадилар ва у ерда электрсизланиб, анодда аввал атомлар, ундан кейин эса моекуляр О2 ажралиб чиқади. Катодда эса атомар Н, ундан эса молекуляр Н2 ажралиб чиқади.
Саноатда сувнинг электролининг биронта электролик иштирокида олиб борилади, чунки тоза сувнинг диссоциаланиш даражаси жуда хам кичикдир: 290Кда 0,56*10-14, 70Кда 1,1*10-14 га тенгдир. Шу сабабдан сув электролизини (4.1.-расм) Сульфат кислотаси ёки ишқорлардан иборат электролит иштирокида олиб борилади. Саноатда асосан КОН-калий ишкорини 7%ли эритмаси кенг қўлланилади.
Хозирги замон назарияларига асосан, ишқорий мухитда қўйидагича диссоциаланиш кетиши мумкин:
КОН=К++ОН- (4.2.)
К++2Н2О=КОН+Н3О+ (4.3.)
2Н2О =ОН-+Н3О+ (4.4.)
Сўнг катодда қуйидаги дегидратация жараёни кетиши мумкин ва Н2 ҳосил бўлади:
Н3О+=Н2О+Н+ (4.5.)
Н++е=Н- (4.6.)
2Н=Н2 (4.7.)
Анодда эса қуйидагича реакция кетади:
2ОН-=2е+Н2О+О (4.8.)
2О=О2 (4.9.)
Сувни электрози жараёнида ишлатилаётган ишқор ионларни ташувчи бўлиб, узоқ вақт хизмат қилса, парчаланаётган сув ўрнига эса, тоза дистилланган сув қўшиб турилади. Аммо бу ерда сув ажраланавергани билан миқдори 0,02%га тенг бўлган оғир сув Д3О(Мд3о=2О; Тк=168,58К) эритмада тўпланиб боради. Сўнг уни ректификация қилиб, ажратиб олиш мумкин. 1мол сувни ажратиш учун 53,6 Ампер соат ва 1,25 волт кучланиш керакдир ёки бир Ампер соатда 418мл Н2, 209мл О2 олиш мумкин. Электролитик чузинчок тоғора ваннанинг Н2 бўйича унумдорлиги: W=418*J* мл/соат бўлиб, у ток кучи J ва уни ўтиш вақти га тўгри пропорционалдир. Бир мол сувни парчалаш учун 1,25в (290К) ва 1,48в(273К)да қўлланиш керакдир.
Амалда 1м3 Н2 ёки 0,5м3 О2 олиш учун 4,97 квт/соат электр энергияси, 2,07 волтли кучланиш сарфлаш керакдир.
|
