1。金属と酸との反応:
- 亜鉛と塩酸: この方法では、亜鉛金属は塩酸(HCL)と反応して水素ガスを生成します。亜鉛顆粒は、丸底フラスコまたは試験管に濃縮塩酸に加えられます。この反応は、空気または水の上向きの変位によって収集できる水素ガスの泡を生成します。
zn(s) + 2hcl(aq)→zncl2(aq) + h2(g)
- 鉄と硫酸: 鉄の金属は、硫酸(H2SO4)と反応して水素ガスを生成するためにも使用できます。この反応は、亜鉛とHClの反応に比べて遅くなります。
fe(s) + h2So4(aq)→feso4(aq) + h2(g)
2。金属水素化物と水との反応:
- 水素化ナトリウム(NABH4)やリチウムアルミニウム(LialH4)などの金属水素化物は、水と反応して水素ガスを生成します。この方法は、乾燥水素ガスが必要な場合に特に役立ちます。
nabh4(s) + h2o(l)→nabo2(s) + 4h2(g)
- lialh4(s) + 4h2o(l)→lioh(aq) + al(oh)3(s) + 4h2(g)
3。水の電気分解:
- 水素ガスを生産する別の方法は、水の電気分解によるものです。このプロセスでは、電流を水中に通過させ、水分子が水素と酸素ガスに分割されます。電気分解は、ホフマン電圧計やより洗練された電気分解装置などの特殊な機器を使用して実行できます。
2H2O(L)→2H2(g) + O2(g)
4。炭化水素の蒸気改革:
- 産業環境では、水素ガスは多くの場合、蒸気改革プロセスを通じて生成されます。この方法では、天然ガス(主にメタンで構成されるCH4)は、ニッケルやプラチナなどの触媒の存在下で高温蒸気と反応します。このプロセスは、メタンを水素と二酸化炭素に変換します。
CH4(g) + H2O(g)→Co(g) + 3H2(g)
これらは、実験室で水素ガスを調製する一般的な方法の一部です。方法の選択は、生産の規模、必要な水素の純度、特定の実験要件などの要因に依存します。