Properties and Production of Hydrogen: A Comprehensive Overview, Study notes of Chemistry

Download Properties and Production of Hydrogen: A Comprehensive Overview and more Study notes Chemistry in PDF only on Docsity!

HİDROJEN

ÖZELLİKLERİ

• Fiziksel Hal: Renksiz, kokusuz gaz
• Erime Noktası: - 259.2°C
• Kaynama Noktası: - 252.762°C
• Kritik Nokta: - 240.18°C
• Yoğunluk : 0.082 g/L
• Isınma Isısı: 14.304 J/g•K
• Değerlik : 1
• Elektron İlgisi : 72.8 kj/mol
• Elektronegativite : 2.20 (Pauling eşeli)

PERİYODİK TABLODAKİ YERİ

• Grup 1 (alkali metal) (M: ns 1 , H: 1s 1 )
• Grup 14 (karbon grubu) (Yarı dolu kararlılık ve  H

C

• Grup 17 (halojen) elementi özellikleri gösterir (X

   , H - ) 

Ortak özellikleri Alkali Metal Grup Monopozitif iyonlar oluşturur. Tek s elektronu vardır. Halojen Grup Metal değildir. Diatomik molekül oluşturur. Bir elektron alarak soygaza benzemek ister

BOLLUK

• Evrende, yaklaşık % 92 lik bollukla en çok bulunan elementtir.
• Yerkabuğunda ise, diğer elementlerle yaptığı bileşiklerle kütlece 1520 ppm bulunur ve onuncu en bol bulunan elementtir.

2 ) Steam Reformer Yöntemi Propan veya metan (doğal gazın hafif bileşenleri) ile su buharının 900 0 C sıcaklıkta katalizör varlığında reaksiyonu ile endüstriyel ölçekte hidrojen elde edilebilir. C 3

H

8(g)

+ 3H

2

O  3CO

(g)

+ 7H

2(g) CO(g) + H 2 (g) karışımı Fe/Cu katalizörlüğünde ısıtılarak CO 2 (g)

H

2 (g) karışımına dönüştürülür. CO 2 , sulu K 2

CO

3 içinden geçirilerek tutulur, H 2 (g) toplanır.

3) Kraking Prosesi: Yüksek molekül ağırlıklı hidrokarbon karışımlarından düşük molekül ağırlıklı hidrokarbonlara dönüşmesi sırasında yan ürün olarak H 2 açığa çıkar. R-CH 2

- CH

2

- R   R-CH=CH-R  + H

**2

4. Suyun Elektrolizi Anod: 2 OH-**  H 2

O + ½ O

2 +2e Katot: 2 H 2 O +2e  2 OH- + H 2 Net: H 2 O  H 2 + ½ O 2

8) Metallerin Seyreltik Asit ile Tepkimesiden Zn( k ) + 2HCl( aq )  ZnCl 2 ( aq ) + H 2 ( g )

Moleküler Hidrojenin Bazı Önemli

Tepkimeleri

• Haber prosesi N 2

+ 3H

2

 2 NH

3 G= - 33.4 kJ/mol

• Hidrojenleme CH 3

(CH

2 )nCH=CH-COOH+ H 2

 CH

3

(CH

2 )nCH 2

- CH

2

- COOH

• İndirgeme Tepkimeleri CuO( k ) + H 2 ( g )  Cu( k ) + H 2 O( g )
• Metanol Eldesi CO+ 2 H 2

 CH

3

OH

HİDROJENİN İZOTOPLARI

Hidrojenin üç izotopu bulunur.

• Proton (H): 1 1

H

• En yaygın olan hidrojendir.
• % 99.986 bollukta
• Döteryum (D): 2 D 1
• Tek nötron
• % 0.014 bollukta
• Trityum (T): 3 T 1
• iki nötron
• % 7x
• 16 bollukta

DEUTERİUM (

D

• D

2

O: ağır su (toksik)

• Normal suyun verdiği bütün tepkimeleri

verir:

• NaOH + D

2

O  NaOD + HDO

• SO

3

+ D

2

O  D

2

SO

4

• Mg

3

N

2

+ 3D

2

O  2ND

3

+ 3MgO

TRİTYUM (

T

• Radyoaktif bir izotoptur. 12.43 yıl yarı ömürle  ışıması yapar.
• Ucuz olması, kolay çalışılabilmesi ve toksik olmaması nedeniyle biyokimyasal çalışmalarda, gıda ve ilaçlarla birlikte alınarak vücutta izlenebilir.

HİDROJEN BAĞI 14 , 15 , 16 ve 17. Gruptaki elementlerin bazı hidrürlerinin kaynama noktalarının karşılaştırılması; NH 3 , H 2 O ve HF bileşiklerinin kaynama noktaları, gruplarındaki diğer elementlerin hidrürlerine göre oldukça yüksektir.

HİDRÜRLER

Hidrojen hidrürleri şeklinde de bulunur. Orta

derecede elektronegatifliğe sahiptir.

1. İyonik veya tuz benzeri Hidrürler
   • LiH
2. Kovalent veya moleküler Hidrürler
   • HF
3. Metalik Hidrürler
   • NiH 2