Водород

[Tesla]

Въпросът ми е към някои от по-опитните

Възможно ли е от получен водород (от електролиз ) по някакъв начин да се получи тритий или друг изотоп на водорода !

Благодаря!

[Joro-01]

http://en.wikipedia.org/wiki/Girdler_sulfide_process

[mitaca]

Първоначално се е смятало, че на 1 атом Т отговарят 1 600 000 атома Н. Т.е. когато бил открит D. Съвсем правилно се смятало, че там където има концентрация на D ще има и Т. Но се оказало, че са нужни много концентрирани р-ри на тежка вода. При повторение на опита на Харолд Юри, Люис и Спединг вече използват 67% р-р на D₂O, и получават следи от Т. Пак се направили правилните изводи, че е нужна свърхконцентрация и то не на D₂O, а на DTO или ако може даже на Т₂О. Така че се наложило да се концентрира водата до 225 000 пъти. Учените се надявали да намерят йона DT⁺с маса 5 и наистина намерили с маса 5 но това бил (D₂H)⁺. Станало ясно, че ако съществува трития е в съотношение 1:5 000 000 спрямо протия.

Та в общи линии, че вече ме мързи, ето първата реакция:

NH₄Cl + D₂O <---> NDH₃Cl + HDO ; NDH₃O + D₂O ,<---> ND₂H₂ + HDO и т.н.

При бомбардиране на деутериран амониев хлорид с деутериеви йони се поучава именно тритий по формулата:

D + D⁺ ---> ⁴He ---> ³H (T) + ¹H.

Но това разбира се е ядрена, а не химична реакция ..

[Joro-01]

Oстанa да построим ТОКАМАК-а

Редактирано Януари 14, 2013 от mitaca

[mitaca]

Получаване на деутерий:

Най-ранния и най-добрия начин за получаване на деутерий това е електролизата на водата. За о-ва на този метод е посужило наблщдението на Юри и Уошбърн, че тежката вода D₂O се разлага по-трудно отколкото протиевата вода.. Затова към края на електролизата в оставащата вода трябва да се наблюдава покачване концентрацията на тежката вода. В производствени у-вия електролизата се провежда в специални вани. През тях се пропуска постоянен ток с хиляди и повече ампери но с ниско напрежение 2.5 -3.5. волта. Във вана естествено има обикновенна вода към която е прибавена о-ва за повишение на проводимостта. Когато о-вната част от р-ра е разложен електролизата се прекратява.В останалия р-р концентрацията на тежка вода вече е няколко пъти по-голяма. За ча се поучи чиста тежка вода е нужно първоначалния обем на водата да се намали някоко хиляди пъти, но това е нерационално да се извърши в една вана и се създават с-ми подобно на фракционни коони съединени във батерии. Там р-рите преминават от вана във вана.

С увеличение на концентрацията на тежката вода в р-ра на електродите се увеличават добивите на деутерий. За да се намалят загубите, сместа от изотопи се изгаря и се връща за нова електролиза, в предишната вана (а обогатения р-р е преминал в нова), така на практика една и съща вода се подлага на електролиза. Всичко това изисква огромен разход на елекроенергия (пример за 1 кг около 140 000кWh).

[Joro-01]

Е, както разбирам известна част от енергията се рекуперира. Топлината от изгарянето може да се ползва да повиши температурата на разтвора и по този начин а намали необходимата енергия за електролизата..

То добре, че за ядрено (в смисъл спомагателно средство, забавител и топлоносител до следващия контур) и термоядрено гориво се ползва, че ако трябваше да вкараме токолва енергия в 1 кг синтетично гориво...

Редактирано Януари 15, 2013 от Joro-01

[Joro-01]

Въобще не се замислях преди темата, мислех че се ползват центрофуги и /хидро/циклони... Знех, че трябва елетролиза де..

[mitaca]

Има и центрофуги споко .

[Joro-01]

А, добре, споко съм тогава...

Редактирано Януари 15, 2013 от Joro-01

[mitaca]

Още Менделеев е предположил, че еднаквите атоми при химично р-сие в р-р могат да се менкат. Примерно при: NaOH и НОН, водорода от базата може да минава във водата и обратното. До откриването на изотопите това не е могло да бъде доказано. Но с тяхното откриване вече не е имало проблем. Да вземем р-ра натриева о-ва, но не във обикновенна а в тежка вода NaOH и DOD. Ако действитено това е възможно ще получим NaOD и HOD, които могат да се докажат експериментано. Това е именно реакция на изотопния обмен. Как практически това се използва при получаване на тежка вода?

Представете си водородна молекула съставена от протий и деутерий HD и молекула обикновенна вода Н-ОН. При дадени у-вия атома на деутерия минава в молекуата на водата, а водородната молекула става лека , т-е вече се състой от два атома протий. Това можем да запишем така:

HOH+HD <---> HOD+H₂.

Разбира се не трябва мислим, че абсолютно всички атоми деутерий преминават във водната молекула, но практически това се получава в специлни обменни колони, работещи на принципа на обменните колони и в присъствие на катализатори направляващи и ускоряващи правото направление. После просто повтаряме реакцията но със следните реагенти:

H-OD+HD <---> D₂O+H₂.

До сега ставаше въпрос за получаване на тежка вода от която да поучим деутерий, но има и друг път без да получим тежка вода. Чрез електролиза разлагаме целия р-р на водород и кислород. Тогава поучения водор ще бъде смес от двата изотопа (D:H 1:6500). Как трябва да се направи?

Известно е, че протия като течност кипи при -252.8 целзия, а течния деутерий при -255.8, разделянето не би било трудно, ако температурите не бяха толкова ниски . Просто се нагрява течен водород и в началото се изпарява протия и така след многократни разделяния и обогатявания можем да получим технически чист деутерий.Сместа от изотопи може да се раздели и от центрофуги. Но не обикновенни с въртене на съда, а такива, които изменят направлението на полета на частиците посредством въздействия на електро-магнитни полета. Но тъй като тези полета действат само на електрически заредени частици, сместта трябва първо да се йонизира, т.е. да и се отнеме единствения електрон.

В масспектрограф протича именно такова едновременно действие на електрическо и магнитно поле. Заменяйки фотопластината със специални приемници поставени на такива места, че да събират различните изотопи поради различните им маси.

Друг метод е метода на дифузията. Той се основава на различните средни скорости на движение на молекулите на различните газове при еднакви у-вия. Така например при стайна т-ра молекулите на водорода се движат със 1 800м/с, азота 500м/с, кислорода с 460м/с. (да не обяснявам пространно причината за това е молекулната маса).

Когато газа е затворен в съд, молекулите му движейки се се удрят в стените на съда. Ако стените са порести, някои молекули могат да излязат от съда. Самопроизволното проникване на едно в-во в друго или през пореста преграда се нарича именно дифузия. Когато имаме газова смес през пореста преграда молекулите на по-лекия газ ще дифундират (преминават) повече. Величината скорост на дифузия на газовете е обратно пропорционална на квадратните корени от техните молекулни маси (е не искайте ся да го доказвам ).

Апаратурата е подобна на разделителните колони.

Друг метод е термодифузията. Още през 1857г. е открито, че между горещиа и хадна стена е поставена смес от газове се нарушава концентрацията на газовата смес и на едната и на другата стена. Разбира се разделението не е пълно и трябва да се повтаря многократно.

Толкоз за сега .

[Joro-01]

Жив и здрав!

Интересно пишеш

[Joro-01]

А, дойдохме си на думата.. За центрофугите..

И с кипенето не е лоша идеята.. Дестилационна /Ректификациона?/ колона при криогенни температури...

Редактирано Януари 15, 2013 от Joro-01

[Joro-01]

Почвам да строя в мазето!

Майтап, Уйли

[mitaca]

Що бре! По-лесно е от Колайдъра , а и по-евтино.

[Moon_Watcher]

Топлината от изгарянето може да се ползва да повиши температурата на разтвора и по този начин а намали необходимата енергия за електролизата..

Разходът на електроенергия при електролизата не зависи от температурата на електролита.

[Joro-01]

Аз пък мислех, че зависи, макар и да нямам идея в каква степен... Не е ли важно е достигнеш сумарната енергия за разкъсване на връзката? Верятно зависи от конкретната технологична схема=

Обаче... виж какво намерих - http://en.wikipedia....re_electrolysis

http://www.google.bg...iw=1250&bih=631

Може да се ползва техн схенма за високотемпературна електролиза. Аз така би направил.

Редактирано Януари 16, 2013 от Joro-01

[Moon_Watcher]

Има един закон на Фарадей за електролизата, който гласи:

"Когато през кой да е електролит протекат 96485 кулона

електричество, на анода и катода се отделят по 1 г.екв. вещество"

Никъде в този закон не се говори за температура. Това количество

електричество се нарича константа на Фарадей. Наречено е

константа, защото не зависи от абсолютно нищо.

P.S. В уикито какво ли няма...

[Joro-01]

Нека оставим засега уикито, въпреки че в голямата си част е вярно...

Кулон е Ампер за секунда. Единицата за мощност е ват и е равен на волт по ампер. Мощността е енергия за време, нали? Тоест ако заради загряването необходимото напрежение падне (от 1 на 0,5 V) печелим енергия. Всъщност не я печелим, тя е превърната топлинна.

И то си е така - съпротивлението на електролитите пада при повишаване на температурата.

..а при ток в електролити, имаме дисоциация и пренос на вещество...

Редактирано Януари 16, 2013 от Joro-01

[Joro-01]

Да, ако възниква въпросът дали така може да се превърне топлинна енергия в друга с КПД над 0.3 или 3%, вероятно може, технически само не съм видял как стоят нещата.

Редактирано Януари 16, 2013 от Joro-01

[fantom4e]

Тоест ако заради загряването необходимото напрежение падне (от 1 на 0,5 V) печелим енергия. Всъщност не я печелим, тя е превърната топлинна.

И то си е така - съпротивлението на електролитите пада при повишаване на температурата.

..а при ток в електролити, имаме дисоциация и пренос на вещество...

Oт загряване напрежението няма да падне. Съпротивлението не се променя линейно спрямо температурата и не е задължително да падне при нагряване. Преноса на вещество е "страничен процес" при електролиза.

Енергията за разкъсване на връзка.... катализаторите намаляват точно тази енергия, без да участват.

[Joro-01]

Така ли е? З катализаторите?

Питам без да споря, че нямам време сега..

Катализаторите не понижават ли актвационната енергия? Не е същото. Ако беше както казваш, къде им е пречката на свободните енергетици?

Със сигурност не се променя линейно съпротивлението с температурата.

Но пада с повишаване, нали? Дисоциацията се улеснява с повишаването на температурата.

Редактирано Януари 16, 2013 от mitaca

[mitaca]

Дисоциация може да се постигне и с високи т-ратури (мисля, че бе 1000 целзия някъде), но не, повишаване на т-ратурата не катализира процеса. Помисли, ако беше така при вкарване на необходимо к-во топлина р-ра (по точно р-рителя, водата в него, без о-вата) би се превърнала в пара. И каква електролитна дисоциация би могла да стане в газообразната вода?

[Joro-01]

И аргумент си приложил.. Като искам да не ми кипи и да не се иззпарява, ще го сложа под налягане. Температурата в първия контур на АЕЦ не беше ли 300°C

Това за любознателните..

http://www.cres.gr/kape/publications/papers/dimosieyseis/ydrogen/A%20REVIEW%20ON%20WATER%20ELECTROLYSIS.pdf

[Joro-01]

Voila

[mitaca]

Не ми се отварят тези нещица, така че обясни накратко. Ще напомня, че за електролиза пишем. Искаш да кажеш, че си постнал електролиза под налягане при 300 целзия ли?

А отвори ми се . Имало значи, ама много дълго не го прочетох признавам цялото, то и не е химия това, а по-скоро физика. Но все пак въпроса беше не за самата електролиза, а за получаване на деутерий и тритий в резулат на електролизата. Така че резюмирай и поствай, въпреки, че пак е физика. Интересно ще да е.