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酸素ガスを水素ガスから分離する方法は?

酸素ガス(O2)を水素ガス(H2)から分離する方法と、方法の説明は次のとおりです。

方法

1。分数蒸留:

* 原則: この方法は、酸素と水素のさまざまな沸点に依存しています。酸素は-183°C(-297°F)で沸騰し、水素は-253°C(-423°F)で沸騰します。

* プロセス:

1.ガスの混合物を-253°C以下に冷却します。

2。混合物をゆっくりと温めるようにします。

3.水素は最初に蒸発し、酸素を液体状態にします。

4.気体の水素を集めてから、液体酸素を集めます。

2。膜を通る拡散:

* 原則: 水素分子は酸素分子よりもはるかに小さい。この違いにより、選択的に透過性の膜をより速く拡散させることができます。

* プロセス:

1.水素のみが通過できるように設計された毛穴を備えた膜を使用します。

2。膜の片側にガスの混合物を加圧します。

3.水素は膜を介して拡散し、酸素を後ろに置きます。

3。選択的吸着:

* 原則: 吸着剤と呼ばれる特定の材料は、水素分子よりも酸素分子に対する親和性が高くなっています。

* プロセス:

1.適切な吸着剤(ゼオライトや活性炭など)にガス混合物を渡します。

2。酸素は材料の表面に吸着され、ガス流れに水素が残ります。

3.吸着剤が酸素で飽和したら、加熱して酸素を放出できます。

4。化学吸収:

* 原則: 特定の化学物質は、ガスの1つと選択的に反応します。

* プロセス:

1.酸素と優先的に反応する化学物質を使用します。

2。化学物質の上にガス混合物を渡します。

3.反応は混合物から酸素を除去し、水素を残します。

* 例: 水酸化カリウム(KOH)の溶液は、二酸化炭素(CO2)を吸収できます。これは、酸素ガスの汚染物質であることがよくあります。

考慮事項

* スケール: 最良の方法は、分離の規模(実験室、産業)に依存します。

* 純度要件: 分離されたガスの望ましい純度は、選択した方法に影響を与えます。

* コスト: 各方法の経済的実現可能性は重要です。

安全

* 水素は非常に可燃性です。 極度の注意を払って、換気の良い地域で水素ガスを操作します。

* 酸素は強力な酸化剤です。 可燃性材料との接触は避けてください。

* 極低温の温度は、いくつかの方法に関与しています。 適切な安全上の注意事項を取ります。

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