Ποιο θα είναι το προϊόν όταν εμφανίζονται αντίδραση μεταξύ νερού και άνθρακα;
υπό κανονικές συνθήκες (θερμοκρασία και πίεση δωματίου):
* Καμία αντίδραση: Ο άνθρακας είναι αρκετά αδρανής σε θερμοκρασία δωματίου. Δεν θα αντιδράσει με το νερό για να σχηματίσει νέα προϊόντα.
υπό ακραίες συνθήκες:
* υψηλή θερμοκρασία και πίεση: Όταν θερμαίνεται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες και υπό πίεση, ο άνθρακας μπορεί να αντιδράσει με νερό σε μια διαδικασία που ονομάζεται αντίδραση μετατόπισης νερού-αερίου . Αυτό παράγει ένα μείγμα:
* μονοξείδιο του άνθρακα (CO): Ένα εύφλεκτο και τοξικό αέριο
* Αέριο υδρογόνου (h₂): Ένα εύφλεκτο και άχρωμο αέριο
* Μια μικρή ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα (CO₂): Ένα άχρωμο και άοσμο αέριο
Η χημική εξίσωση:
C + h₂o ⇌ co + h₂
Βασικά σημεία:
* Αυτή η αντίδραση είναι αναστρέψιμη, που σημαίνει ότι τα προϊόντα μπορούν να αντιδράσουν πίσω για να σχηματίσουν άνθρακα και νερό.
* Η αντίδραση μετατόπισης του αερίου νερού είναι μια σημαντική βιομηχανική διαδικασία για την παραγωγή αερίου υδρογόνου.
* Σημείωση: Αυτή η αντίδραση είναι εξαιρετικά εξωθερμική, που σημαίνει ότι απελευθερώνει σημαντική ποσότητα θερμότητας.
Άλλες πιθανές αντιδράσεις:
* με ατμό: Όταν ο άνθρακας αντιδρά με ατμό (υδρατμός) σε υψηλές θερμοκρασίες, παράγει μονοξείδιο του άνθρακα και υδρογόνο . Αυτό είναι παρόμοιο με την αντίδραση μετατόπισης του αερίου νερού, αλλά περιλαμβάνει ατμό αντί για υγρό νερό.
* με υπερκρίσιμο νερό: Κάτω από ακραίες συνθήκες (πάνω από το κρίσιμο σημείο του νερού), ο άνθρακας μπορεί να αντιδράσει με υπερκρίσιμο νερό για να σχηματίσει διάφορα προϊόντα, συμπεριλαμβανομένου του διοξειδίου του άνθρακα και μεθάνιο .
Συνοπτικά:
Η αντίδραση μεταξύ άνθρακα και νερού δεν είναι απλή. Το αποτέλεσμα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Υπό κανονικές συνθήκες, δεν συμβαίνει αντίδραση. Κάτω από ακραίες συνθήκες, λαμβάνει χώρα η αντίδραση μετατόπισης του αερίου νερού, παράγοντας μονοξείδιο του άνθρακα, υδρογόνο και διοξείδιο του άνθρακα.
