1. Reazione dei metalli con gli acidi:
- Zinco e acido cloridrico: In questo metodo, lo zinco metallico reagisce con l'acido cloridrico (HCl) per produrre idrogeno gassoso. I granuli di zinco vengono aggiunti all'acido cloridrico concentrato in un pallone a fondo tondo o in una provetta. La reazione produce bolle di idrogeno gassoso che possono essere raccolte mediante spostamento verso l'alto di aria o acqua.
Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)
- Ferro e acido solforico: Il ferro metallico può anche essere utilizzato per reagire con l'acido solforico (H2SO4) per produrre idrogeno gassoso. Questa reazione è più lenta rispetto alla reazione di zinco e HCl.
Fe(s) + H2SO4(aq) → FeSO4(aq) + H2(g)
2. Reazione degli idruri metallici con acqua:
- Gli idruri metallici, come il boroidruro di sodio (NaBH4) o l'idruro di litio e alluminio (LiAlH4), reagiscono con l'acqua per produrre gas idrogeno. Questo metodo è particolarmente utile quando è richiesto gas idrogeno secco.
NaBH4(s) + H2O(l) → NaBO2(s) + 4H2(g)
- LiAlH4(s) + 4H2O(l) → LiOH(aq) + Al(OH)3(s) + 4H2(g)
3. Elettrolisi dell'acqua:
- Un altro metodo per produrre idrogeno gassoso è attraverso l'elettrolisi dell'acqua. Questo processo prevede il passaggio di una corrente elettrica attraverso l’acqua, provocando la scissione delle molecole d’acqua in gas di idrogeno e ossigeno. L'elettrolisi può essere eseguita utilizzando apparecchiature specializzate come un voltametro Hofman o un apparecchio per elettrolisi più sofisticato.
2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)
4. Reforming con vapore di idrocarburi:
- Negli ambienti industriali, l'idrogeno gassoso viene spesso prodotto attraverso il processo di steam reforming. In questo metodo, il gas naturale (composto principalmente da metano, CH4) reagisce con il vapore ad alta temperatura in presenza di un catalizzatore, come nichel o platino. Questo processo converte il metano in idrogeno e anidride carbonica.
CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3H2(g)
Questi sono alcuni dei metodi più comuni per preparare il gas idrogeno in laboratorio. La scelta del metodo dipende da fattori quali la scala di produzione, la purezza dell'idrogeno richiesta e i requisiti sperimentali specifici.
