Что образуется при горении водорода в кислороде?
Вода является результатом горения водорода, то есть его соединения с кислородом. При такой реакции выделяется большое количество энергии, вызывающей нагрев, а в определенных условиях тепловой взрыв. Образовавшаяся вода уже отдала теплоту сгорания водорода и больше гореть не может.
При горении водорода образуется вода, да, верно, но происходит это только, когда группа из двух атомов OH встречается с молекулой H 2. Кроме того, все реакции происходят с образованием свободных радикалов, это означает, что запускается процесс самоподдержания горения.
Также важно понимать, что в процессе горения водорода в воздухе (кислороде), возникающие продукты реакции (вода) приводят к уменьшению концентрации реагентов, что может привести к прекращению химического процесса.
То есть кислород-водородную смесь можно просто нагревать, и выше некоторой температуры она сама воспламенится. Когда это произойдет, зависит от давления и процентного соотношения газов.
При поджигании смеси, состоящей из двух объёмов водорода и одного объёма кислорода — эта смесь называется «гремучим газов» — происходит взрыв или спокойное горение водорода в кислороде — это зависит от условий проведения эксперимента — выделяется теплота (экзотермическая реакция) и образуется вода.
Что выделяется при сгорании водорода?
При горении водорода образуется чистая вода, поэтому этот процесс считается экологически чистым.
Что при горении выделяет кислород?
В результате горения органических веществ кислород переходит в углекислый газ CO2 и водяные пары H2O. При горении органических веществ в условиях недостатка кислорода могут также образовываться угарный газ, сажа и другие продукты неполного окисления.
Какой газ образуется при горении водорода?
Горение водорода Водород – рождающий воду. Вода получается при горении водорода — при соединении водорода с кислородом. В ходе реакции выделяется очень большое количество энергии.
Почему водород горит кислород горит а вода нет?
Вода состоит из двух элементов: водорода и кислорода. Водород воспламеняется, но кислород нет. Вода гораздо менее реактивная и не реагирует с кислородом, и поэтому не будет гореть.
Откуда после сжигания водорода в кислороде появляется вода?
Вода является результатом горения водорода, то есть его соединения с кислородом. При такой реакции выделяется большое количество энергии, вызывающей нагрев, а в определенных условиях тепловой взрыв. Образовавшаяся вода уже отдала теплоту сгорания водорода и больше гореть не может.
Что горит водород или кислород?
Почему Водород+кислород=не горит?
Что горит в кислороде?
Так как горение в обычном понимании это окисление вещества кислородом с выделением температуры. Но кислород может оксислиться «гореть» в атмосфере фтора.
Что будет если поджечь кислород?
Горения кислорода не происходит. Поэтому, если поджечь спичку, кислород вокруг нее не воспламенится, он лишь будет поддерживать горение в непосредственном соприкосновении с горящим объектом. Но первым «на воздух взлетает» шар, наполненный водородом.
Когда сгорает водород?
Высокая температура горения водорода — 3000°С — обеспечивает расплав даже самых тугоплавких металлов. Поэтому кислородно-водородные горелки используют для сварки и резки металлов.
Что образуется при горении водорода в кислороде? Ответы пользователей
Водород – рождающий воду. Вода получается при горении водорода — при соединении водорода с кислородом. В ходе реакции выделяется очень большое количество .
При горении в кислороде летучего водородного соединения образовалась 2 вещества: простое и сложное. 1Ответить. Не нашли то, что .
Скажем в двигателе, работающем на водороде? Насколько я понимаю не только вода. Какова доля этих веществ в сравнении с основным продуктом .
При этих температурах требуется 10 6 — 10 10 лет для того, чтобы значительная часть водорода в центре звезды переработалась в гелий. Еще раз подчеркнем, что время .
Вещество, которое образуется при горении водорода в кислороде. спросил 01 Ноя, 18 от асянка в категории школьный раздел. добавить свой ответ .
При горении водорода Н2 в кислороде образуется вода. Напишите уравнение реакции. Ответ. 2H2 + O2 ⟶ 2H .
Лавуазье в 1774 году впервые показал, что при горении из воздуха уходит . Оказалось, что даже в простой с виду реакции горения водорода в кислороде 2Н2 + .
m (H2O) = 9 г. Определим массу и количество кислорода, вступившего в реакцию. Записываем решение. Сначала записываем уравнение реакций, затем .
В результате получаем молекулу воды + большое количество энергии, то есть при горении водорода не образуется классической пары газов CO2 и CO как при .
Что образуется при горении водорода в кислороде? Видео-ответы
Горение водорода (2H2+O2=2H2O) под увеличением в 100,000,000 раз
Что же сложного в горении водорода? Давайте выясним. Если молекулы водорода и кислорода сталкиваются друг с .
Горение различных веществ в кислороде
Демонстрация реакций горения различных веществ в чистом кислороде и кислороде воздуха. Видео является .
Водород — топливо/ Горение водорода/ Новости технологий
Теплоту реакции горения водорода используют для сварки и резки металлов. При сгорании водорода в чистом кислороде .
Химия
Первое название водорода было «горючий воздух». Водород горит на воздухе и в атмосфере кислорода еле заметным пламенем. При горении водорода выделяется большое количество теплоты и образуется вода: 2Н2+О2=2Н2О+ Q.
Рис. 1. Горение водорода на воздухе
Окисление водорода
Реакцию водорода с кислородом можно провести и без поджигания. Для этого в сосуд со смесью достаточно опустить платиновую проволоку. Платина служит катализатором в этой реакции. Такая реакция называется каталитическим окислением водорода.
В определенном соотношении водород с кислородом образует гремучую смесь, которая взрывается. Поэтому при работе с водородом необходимо соблюдать большую осторожность: предварительно проверять герметичность прибора, а также чистоту водорода перед его поджиганием.
Для определения чистоты водорода заполняют им сухую чистую пробирку и подносят ее открытым концом к пламени. Глухой хлопок свидетельствует о чистоте водорода, свистящий звук – о его загрязненности кислородом.
Рис. 2. Проверка водорода на чистоту
Восстановление водородом меди из ее оксида
Водород обладает еще одним интересным свойством. Он способен отнимать от оксида кислород. В результате такой реакции образуется новое простое вещество.
Например, черный порошок оксида меди (II) при нагревании с водородом становится красным, а на стенках сосуда появляются капельки воды: CuO + H2=Cu + H2O.
Рис. 3. Нагревание оксида меди(II) с водородом
При взаимодействии оксида меди (II) с водородом образуется медь (вещество красного цвета) и вода. Водород, благодаря его способности отнимать от оксидов кислород, называют восстановителем. Данную реакцию можно назвать восстановлением меди. Восстановление – процесс, обратный окислению.
Применение водорода
Особенности физических и химических свойств водорода определяют и области его применения. Например, то, что водород легче воздуха в 14,5 раз, позволяет использовать его для наполнения метеорологических зондов, служащих для изучения атмосферы.
Свойство водорода гореть с большим выделением тепла позволяет использовать его в качестве топлива. Водород – самое экологически безопасное топливо, т. к. в результате его горения образуется только вода. С помощью кислородно-водородного пламени производят сварку некоторых металлов.
Восстановительные свойства водорода используют для получения простых веществ из их оксидов.
Например, самый тугоплавкий металл вольфрам, который используется для изготовления спирали для лампочек накаливания, получают из его оксида с помощью водорода: WO3 + 3H2 = W + 3H2O.
Что происходит при сгорании водорода? Вода?
Значит, имея при себе в пустыне жидкий водород, который в восемь раз легче воды, всегда можно получить чистую воду? А в холодных регионах еще и обогреваться?
2H2 + O2 = 2H2O + Q
При поджигании смеси, состоящей из двух объёмов водорода и одного объёма кислорода — эта смесь называется "гремучим газов" — происходит взрыв или спокойное горение водорода в кислороде — это зависит от условий проведения эксперимента — выделяется теплота (экзотермическая реакция) и образуется вода. Этот процесс можно записать уравнением реакции соединения:
2Н2 + О2 = 2Н2О + Q .
Если в объемных отношениях реагирует 2:1 (два объема водорода и 1 объем кислорода), то в массовых отношениях водород реагирует с кислородом как 1 : 8.
Массовая доля кислорода в воде равна 88,9 %, а массовая доля водорода — 11,1 %.
В пустыни из каждого 11,1 г жидкого водорода при сжигании в кислороде воздуха можно получит 100 г воды, и утолить на время жажду 100 г воды. А в тундре можно согреться за счет экзотермической реакции.
Да, конечно. Сжигая водород можно обогреться, и при этом еще получить правда не воду а горячий водяной пар. Чтобы получить из него воду и напиться, нужно его охладить и сконденсировать. Как Вы это будете делать в пустыне? И самое главное, как Вы в пустыне будете иметь при себе жидкий водород. Для этого нужна температура минус 253 градуса Цельсия. Представляете какая техника нужна для этого? Огромная холодильная установка. А для ее работы нужна энергия. Так как в пустыне ее нет, то энергию, вернее источник энергии нужно тоже иметь при себе. Представляете путешествие в пустыне с огромной холодильной установкой, огромным аккумулятором. И всё это для того, чтобы попить и обогреться. Гораздо проще взять с собой несколько литров воды и несколько килограмм любого топлива.
Температура горения водорода: описание и условия реакции, применение в технике
Одной из актуальных проблем является загрязнение окружающей среды и ограниченность энергетических ресурсов органического происхождения. Многообещающим способом решения этих проблем является использование водорода в качестве источника энергии. В статье рассмотрим вопрос горения водорода, температуру и химию этого процесса.
Что такое водород?
Прежде чем рассматривать вопрос, какая температура сгорания водорода, необходимо вспомнить, что собой представляет это вещество.
Водород — это самый легкий химический элемент, состоящий всего из одного протона и одного электрона. При нормальных условиях (давление 1 атм., температура 0 o C) он присутствует в газообразном состоянии. Его молекула (H2) образована 2 атомами этого химического элемента. Водород является 3-м по распространенности элементом на нашей планете, и 1-м во Вселенной (около 90 % всей материи).
Водородный газ (H2) не имеет запаха, вкуса и цвета. Он не токсичен, однако, когда содержание его в атмосферном воздухе составляет несколько процентов, то человек может испытывать удушье, по причине недостатка кислорода.
Любопытно отметить, что хотя с химической точки зрения все молекула H2 идентичны, физические свойства их несколько отличаются. Дело все в ориентации спинов электронов (они ответственны за появление магнитного момента), которые могут быть параллельными и антипараллельными, такую молекулу называют орто- и параводородом, соответственно.
Химическая реакция горения
Рассматривая вопрос, температуры горения водорода с кислородом, приведем химическую реакцию, которая описывает этот процесс: 2H2 + O2 => 2H2O. То есть в реакции участвуют 3 молекулы (две водорода и одна кислорода), а продуктом являются две молекулы воды. Эта реакция описывает горение с химической точки зрения, и по ней можно судить, что после ее прохождения остается только чистая вода, которая не загрязняет окружающую среду, как это происходит при сгорании органического топлива (бензина, спирта).
С другой стороны, эта реакция является экзотермической, то есть помимо воды она выделяет некоторое количества тепла, которое можно использовать для приведения в движение машин и ракет, а также для его перевода в другие источники энергии, например, в электричество.
Механизм процесса горения водорода
Описанная в предыдущем пункте химическая реакция известна любому школьнику старших классов, однако она является очень грубым описанием того процесса, который происходит в действительности. Отметим, что до середины прошлого века человечество не знало, как происходит горение водорода в воздухе, а в 1956 году за ее изучение была присуждена Нобелевская премия по химии.
В действительности, если столкнуть молекулы O2 и H2, то никакой реакции не произойдет. Обе молекулы являются достаточно устойчивыми. Чтобы горение происходило, и образовывалась вода, необходимо существование свободных радикалов. В частности, атомов H, O и групп OH. Ниже приводится последовательность реакций, которые происходят в действительности при горении водорода:
- H + O2 => OH + O;
- OH + H2 => H2O + H;
- O + H2 = OH + H.
Что видно из этих реакций? При горении водорода образуется вода, да, верно, но происходит это только, когда группа из двух атомов OH встречается с молекулой H2. Кроме того, все реакции происходят с образованием свободных радикалов, это означает, что запускается процесс самоподдержания горения.
Таким образом, ключевой момент в запуске этой реакции заключается в образовании радикалов. Они появляются, если поднести к кислород-водородной смеси горящую спичку, либо если нагреть эту смесь выше определенной температуры.
Инициация реакции
Как было отмечено, сделать это можно двумя способами:
- С помощью искры, которая должна предоставить всего 0,02 мДж теплоты. Это очень маленькое значение энергии, для сравнения скажем, что аналогичное значение для бензиновой смеси составляет 0,24 мДж, а для метановой — 0,29 мДж. С уменьшением давления энергия инициации реакции растет. Так, при 2 кПа она составляет уже 0,56 мДж. В любом случае, это очень маленькие значения, поэтому водород-кислородная смесь считается легко воспламеняющейся.
- С помощью температуры. То есть кислород-водородную смесь можно просто нагревать, и выше некоторой температуры она сама воспламенится. Когда это произойдет, зависит от давления и процентного соотношения газов. В широком интервале концентраций при атмосферном давлении реакция самовозгорания происходит при температурах выше 773-850 К, то есть выше 500-577 o C. Это достаточно высокие значения по сравнению с бензиновой смесью, которая начинает самовоспламеняться уже при температурах ниже 300 o C.
Процентное содержание газов в горючей смеси
Говоря о температуре горения водорода в воздухе, следует отметить, что не всякая смесь этих газов будет вступать в рассматриваемый процесс. Экспериментально установлено, что если количество кислорода меньше 6% по объему, либо если количество водорода меньше 4% по объему, то никакой реакции не будет. Тем не менее, пределы существования горючей смеси являются достаточно широкими. Для воздуха процентное содержание водорода может составлять от 4,1 % до 74,8 %. Отметим, что верхнее значение как раз соответствует необходимому минимуму по кислороду.
Если же рассматривается чистая кислород-водородная смесь, то здесь пределы еще шире: 4,1-94 %.
Уменьшение давления газов приводит к сокращению указанных пределов (нижняя граница поднимается, верхняя — опускается).
Также важно понимать, что в процессе горения водорода в воздухе (кислороде), возникающие продукты реакции (вода) приводят к уменьшению концентрации реагентов, что может привести к прекращению химического процесса.
Безопасность горения
Это важная характеристика воспламеняющейся смеси, поскольку она позволяет судить о том, происходит реакция спокойно, и можно ее контролировать, либо процесс имеет взрывной характер. От чего зависит скорость горения? Конечно же, от концентрации реагентов, от давления, а также от количества энергии «затравки».
К большому сожалению, водород в широком интервале концентраций способен к взрывному горению. В литературе приводятся следующие цифры: 18,5-59 % водорода в воздушной смеси. Причем на краях этого предела в результате детонации выделяется наибольшее количество энергии на единицу объема.
Отмеченный характер горения представляет большую проблему для использования этой реакции в качестве контролируемого источника энергии.
Температура реакции горения
Теперь мы подошли непосредственно к ответу на вопрос, какая низшая температура сгорания водорода. Она составляет 2321 К или 2048 o C для смеси с 19,6 % H2. То есть температура горения водорода в воздухе выше 2000 o C (для других концентраций она может достигать 2500 o C), и в сравнении с бензиновой смесью — это огромная цифра (для бензина около 800 o C). Если сжигать водород в чистом кислороде, то температура пламени будет еще выше (до 2800 o C).
Столь высокая температура пламени представляет еще одну проблему в использовании этой реакции в качестве источника энергии, поскольку не существует в настоящее время сплавов, которые могли бы работать длительное время в таких экстремальных условиях.
Конечно, эта проблема решается, если использовать хорошо продуманную систему охлаждения камеры, где происходит горение водорода.
Количество выделяемой теплоты
В рамках вопроса температуры горения водорода любопытно также привести данные о количестве энергии, которая выделяется во время этой реакции. Для разных условий и составов горючей смеси получили значения от 119 МДж/кг до 141 МДж/кг. Чтобы понять, насколько это много, отметим, что аналогичное значение для бензиновой смеси составляет около 40 МДж/кг.
Энергетический выход водородной смеси намного выше, чем для бензина, что является огромным плюсом для ее применения в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания. Однако, и здесь не все так просто. Все дело в плотности водорода, она слишком низка при атмосферном давлении. Так, 1 м 3 этого газа весит всего 90 грамм. Если сжечь этот 1 м 3 H2, то выделится около 10-11 МДж теплоты, что уже в 4 раза меньше, чем при сжигании 1 кг бензина (чуть больше 1 литра).
Приведенные цифры говорят о том, что для использования реакции горения водорода необходимо научиться хранить этот газ в баллонах с высоким давлением, что создает уже дополнительные сложности, как в технологическом вопросе, так и с точки зрения безопасности.
Применение водородной горючей смеси в технике: проблемы
Сразу необходимо сказать, что в настоящее время водородная горючая смесь уже используется в некоторых сферах человеческой деятельности. Например, в качестве дополнительного топлива для космических ракет, в качестве источников для выработки электрической энергии, а также в экспериментальных моделях современных автомобилей. Однако масштабы этого применения являются мизерными, по сравнению с таковыми для органического топлива и, как правило, носят экспериментальных характер. Причиной этому являются не только трудности в контроле самой реакции горения, но также в хранении, транспортировке и добыче H2.
Водород на Земле практически не существует в чистом виде, поэтому его необходимо получать из различных соединений. Например, из воды. Это достаточно популярный способ в настоящее время, который осуществляется с помощью пропускания электрического тока через H2O. Вся проблема заключается в том, что при этом расходуется больше энергии, чем потом можно получить путем сжигания H2.
Еще одна важная проблема — транспортировка и хранение водорода. Дело в том, что этот газ, ввиду маленьких размеров его молекул, способен «вылетать» из любых контейнеров. Кроме того, попадая в металлическую решетку сплавов, он вызывает их охрупчивание. Поэтому наиболее эффективным способом хранения H2 является использование атомов углерода, способных прочно связывать «неуловимый» газ.
Таким образом, применение водорода в качестве топлива в более-менее широких масштабах возможно, только если его использовать в качестве «сохранения» электричества (например, переводить ветровую и солнечную энергию в водород с помощью электролиза воды), либо если научиться доставлять H2 из космоса (где его очень много) на Землю.