Πώς να διαχωρίσετε το αέριο οξυγόνου από το αέριο υδρογόνου;
Μέθοδοι
1. κλασματική απόσταξη:
* Αρχή: Αυτή η μέθοδος βασίζεται στα διάφορα σημεία βρασμού του οξυγόνου και του υδρογόνου. Το οξυγόνο βράζει στους -183 ° C (-297 ° F), ενώ το υδρογόνο βράζει στους -253 ° C (-423 ° F).
* διαδικασία:
1. Ψύξτε το μείγμα αερίων σε κάτω -253 ° C.
2. Αφήστε το μείγμα να ζεσταθεί αργά.
3. Το υδρογόνο θα εξατμιστεί πρώτα, αφήνοντας το οξυγόνο σε υγρή κατάσταση.
4. Συλλέξτε το αέριο υδρογόνο και στη συνέχεια το υγρό οξυγόνο.
2. διάχυση μέσω μεμβράνης:
* Αρχή: Τα μόρια υδρογόνου είναι πολύ μικρότερα από τα μόρια οξυγόνου. Αυτή η διαφορά τους επιτρέπει να διαχέονται μέσω μιας επιλεκτικά διαπερατής μεμβράνης γρηγορότερα.
* διαδικασία:
1. Χρησιμοποιήστε μια μεμβράνη με πόρους που έχουν σχεδιαστεί για να επιτρέπουν μόνο το υδρογόνο να περάσει.
2. Πιέστε το μείγμα αερίων στη μία πλευρά της μεμβράνης.
3. Το υδρογόνο θα διαχέεται μέσω της μεμβράνης, αφήνοντας πίσω το οξυγόνο.
3. Επιλεκτική προσρόφηση:
* Αρχή: Ορισμένα υλικά, που ονομάζονται προσροφητικά, έχουν υψηλότερη συγγένεια για μόρια οξυγόνου από τα μόρια υδρογόνου.
* διαδικασία:
1. Περάστε το μείγμα αερίου πάνω από ένα κατάλληλο προσροφητικό υλικό (όπως ζεόλιθο ή ενεργοποιημένο άνθρακα).
2. Το οξυγόνο θα προσροφηθεί στην επιφάνεια του υλικού, αφήνοντας το υδρογόνο στο ρεύμα αερίου.
3. Μόλις το προσροφητικό είναι κορεσμένο με οξυγόνο, μπορεί να θερμαίνεται για την απελευθέρωση του οξυγόνου.
4. Χημική απορρόφηση:
* Αρχή: Ορισμένες χημικές ουσίες αντιδρούν επιλεκτικά με ένα από τα αέρια.
* διαδικασία:
1. Χρησιμοποιήστε μια χημική ουσία που αντιδρά κατά προτίμηση με οξυγόνο.
2. Περάστε το μείγμα αερίου πάνω από το χημικό.
3. Η αντίδραση θα απομακρύνει το οξυγόνο από το μίγμα, αφήνοντας πίσω το υδρογόνο.
* Παράδειγμα: Ένα διάλυμα υδροξειδίου του καλίου (ΚΟΗ) μπορεί να απορροφήσει το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), το οποίο είναι συχνά μολυσματικό σε αέριο οξυγόνου.
Σκέψεις
* κλίμακα: Η καλύτερη μέθοδος εξαρτάται από την κλίμακα του διαχωρισμού (εργαστήριο, βιομηχανικό).
* Απαιτήσεις καθαρότητας: Η επιθυμητή καθαρότητα των διαχωρισμένων αερίων θα επηρεάσει τη μέθοδο που θα επιλεγεί.
* Κόστος: Η οικονομική σκοπιμότητα κάθε μεθόδου είναι σημαντική.
Ασφάλεια
* Το υδρογόνο είναι εξαιρετικά εύφλεκτο. Εργαστείτε με αέριο υδρογόνου με ακραία προσοχή και σε καλά αεριζόμενες περιοχές.
* Το οξυγόνο είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό. Αποφύγετε την επαφή με τα εύφλεκτα υλικά.
* Οι κρυογονικές θερμοκρασίες εμπλέκονται σε μερικές μεθόδους. Λάβετε τις κατάλληλες προφυλάξεις ασφαλείας.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με οποιαδήποτε από αυτές τις μεθόδους!
