Wodór (2)

H₂ - najważniejszy produkt na rynku bo :

‘-•Synteza amoniaku,

•Synteza mocznika,

•Synteza metanolu i wyższych alkoholi,

•Otrzymywanie kwasu solnego,

•Reagent redukcyjny w:

•odsiarczaniu lub uwodornianiu różnych produktów petrochemicznych czy olei jadalnych,

•Wodór powstały jako produkt uboczny jest używany w wielu przemysłowych procesach jako paliwo a jako ciekły wodór jest ważną cieczą kriogeniczną.

Przez wielu wodór pretenduje do odegrania głównej roli w zrównoważeniu bilansu energetycznego -jako nośnik energii.

WyWatły • Potr Kirszenszteyi

Występowanie i właściwości fizyczne

7-

•najbardziej rozpowszechniony we wszechświecie.

•w skorupie ziemskiej (o grub. 16 km) łącznie z hydrosferą i atmosferą - 0.88% masowych .

•ze względu na to że wchodzi w reakcję niemal ze wszystkimi pierwiastkami występuje więc głównie w postaci związanej (H₂0, HC,).

•średnia zawartość H₂ w pobliżu powierzchni ziemi jest bardzo mała 5 10'⁵ % vol.

•na wysokości 2000-20000 km Istnieje cienka powłoka wodoru.

wykłatf, - Piotr Kirewnntejn

Wodór jest najlżejszym pierwiastkiem, posiada trzy izotopy

‘H (lekki wodór); ²H (deuter D); ³H (tryt T) , r~    1,5 -10 ⁴    :    10¹⁸

■ Deuter występuje we wszystkich występujących w| przyrodzie związkach zawierających wodór w ilości do około 0,0145 % atomowych.

Małe, lecz rzeczywiste różnice w zawartości deuteru w wodzie pochodzącej z różnych źródeł (deszcz, śnieg, lodowce, słodka woda, woda morska z różnych oceanów) mogą być bardzo łatwo sprawdzone, a zróżnicowanie w naturalnym występowaniu deuteru wynikające z parowania, skraplania czy cząsteczkowej wymiany pozwalają na daleko idące wnioski dotyczące pochodzenia i geologicznej historii wód naturalnych.

Wykłady • PWr Kraensztejn

Z historii D₂

♦    D₂ w relatywnie czystej formie po raz pierwszy został wyizolowany przez Urey'a i współpracowników na Columbia University w 1931 ( H. C. Urey, Science 78 (1933) 566) a prawie czysta D₂0 niedużo później przez G.N. Lewis’a na drodze elektrolizy ( G. N. Lewis, Science 79(1934) 151).

♦    Nieco później zostało opracowane zastosowanie deuteru jaki znacznika drogi wodoru w biologicznych układach i jest to do dzisiaj powszechnie stosowane.

Wykłady - P*otr Kirszcnsztejn

♦    W fizycznej chemii organicznej, różnice w szybkościach reakcji odpowiadających sobie cząsteczek

^ zawierających H i D stały się ważnym narzędziem w wyjaśnianiu mechanizmu reakcji organicznych.

♦    Znaczenie izotopowego efektu deuterowego w kontekście biologicznym zwróciło swoją uwagę stosunkowo wcześnie (G. N. Lewis, Science 79, 151 (1934); 3. H. Morowitz and L. M. Brown, U.S. Nat. Bur. Stand. Rep. 2179, (1953) a odkrycie w 1959 że jest możliwa hodowla w pełni zdeuteryzowanych organizmów otworzyło nowe obszary dla chemii izotopów w badaniach biologicznych (H. L. Crespi, S. M. Archer, and J. J. Katz, Naturę 184, 729 (1959); W. Chomey and co-workers, Biochim. Biophys. Acta 37, 280(1960).

vwwadv - Piotr tosMfisaejn

4 W latach 40-stych ubiegłego stulecia, stwierdzono, żę deuter w postaci D₂0 posiada właściwości, które umożliwiaj^ <łnu jednocześnie być moderatorem jak i czynnikiem chłodzący reaktorów nuklearnych na paliwo uranowe doprowadziło do rozwoju przemysłowych instalacji wytwarzania ciężkiej wody.

♦W okresie od 1940-1945- 4 wojskowe fabryki produkcji D₂0 działały na terenie U.S.A. a jedna w trudno dostępnych terenach British Columbia a trzy w zakładach DuPont.

♦W najlepszych okresach produkcja w wytwórni Savannach River (obok Aiken w South Carolina) wynosiła około 160T rocznie. Obecnie nowe konstrukcje reaktorów jądrowych nie używają D₂0 co wyraźnie obniżyło produkcję deuteru na dużą skalę.

WyWady - Piotr Kirswnsztejn

Wykłady - Piotr Kirszensztejn

3