Vesihöyryreaktioiden

Vesihöyryreaktioiden käsite kattaa kemialliset reaktiot, joissa vesihöyryä (H2O) käytetään reagenssina tai joissa vesihöyry muodostuu tuotoksena. Vesihöyry osallistuu sekä kaasumäisten että kiinteiden aineiden reaktioihin, ja sen vaikutus riippuu paineesta, lämpötilasta ja katalyytistä. Reaktiot ovat tärkeitä sekä teollisuudessa että ilmakehässä.

Teollisuudessa vesihöyryreaktioita hyödynnetään erityisesti synteesikaasun tuotannossa ja hiilivetyjen käsittelyssä. Vesihöyryreformointi (steam reforming) on yleisin menetelmä vedyn ja synteesikaasun tuottamiseen: CH4 + H2O → CO + 3H2. Prosessi on endoterminen ja vaatii korkeita lämpötiloja sekä katalyyttejä, kuten nikkelipohjaisia katalyyttejä. Seuraavaksi CO voidaan muuntaa vedyn avulla vesihöyrymuunnoksessa (water-gas shift): CO + H2O → CO2 + H2. Lisäksi hiilivetyjen höyrystyskäsittely (steam cracking) jalostusteollisuudessa käyttää vesihöyryä sekoitus- ja lämpöjohtavana tekijänä hydrokarbonin katkaisemisessa, jolloin syntyy etyleeni, propeeni ja muita alkeeneja sekä sivutuotteita.

Ilmakehässä vesihöyry osallistuu useisiin reaktioihin ja vaikuttaa OH-radikaalien muodostumiseen sekä pilvien muodostumiseen. Vesihöyry on merkittävä kasvihuonekaasu, ja sen pitoisuudet sekä vaikutukset ilmastoon riippuvat lämpötilasta ja sään muutoksista sekä siitä, miten vesihöyry vuorovaikuttaa muiden kaasujen kanssa.

Yhteenveto: Vesihöyryreaktiot muodostavat olennaisen osan sekä teollista kemiaa että ilmakehän kemiankäyttöä, ja niiden tutkimus yhdistää reaktiokemiaa, katalyysiä ja ilmastotiedettä.