הידרציה של פרופילן: תגובת משוואה

יש חומרים אורגניים מקום חשוב בחיינו. הם פולימרים המרכיב העיקרי כי הם סביבנו: זה שקיות פלסטיק, גומי, כמו גם חומרים רבים אחרים. פוליפרופילן מכסה בסדרה זו אינה הצעד האחרון. כמו כן נכללת חומרים השונים והוא ממשמש בתעשיות רבות כגון בנייה, שימוש ביתי כחומר עבור כוסות פלסטיק קטן אחר (אך לא על היקף ייצור) זקוק. לפני שנדבר על תהליך כזה, כמו הידרציה של פרופילן (שבאמצעותו, אגב, אנחנו יכולים לקבל אלכוהול איזופרופיל), להסתכל על ההיסטוריה של גילוי חומר חיוני זה לתעשיית.

סיפור

ככזה, מועד הפתיחה של פרופילן לא. עם זאת, הפולימר שלה - פוליפרופילן זכה לשבחים מצד שנפתחה בפועל 1936 על ידי הכימאי הגרמני המפורסם אוטו באייר. כמובן, באופן תיאורטי, זה היה ידוע כאחד יכול לקבל משנה כזה חשוב, אבל בפועל זה לא מוצלח. זה הצליח רק באמצע המאה העשרים, כאשר הגרמני וכימאים האיטלקי זיגלר Nutt פתחה זרז פולימריזציה פחמימנים בלתי רוויים (בעל אחד או יותר קשרים כפולים), המהווה מכן ונקרא: זרזים זיגלר-נטה. עד לנקודה זו אי אפשר היה בהחלט להפוך את התגובה פילמור של חומרים כגון נעלמה. הם היו ידועים תגובת polycondensation, כאשר הזרז מבלי להשפיע על החומר הקשור בשרשרת הפולימר, וכך נוצר תוצרי לוואי. אבל עם פחמימנים בלתי רוויים לא להצליח.

תהליך נוסף חשוב הקשור לחומר הזה, היה הידרציה שלו. פרופילן במהלך תחילת השימוש בו היה די הרבה. וכל זאת בזכות חברות עיבוד הנפט והגז השונות המציאו Propene תרופה (גם המכונה לעתים חומר המתואר). פיצוח הנפט הגולמי היה תוצר לוואי, וכאשר התברר כי הנגזרת מכך, אלכוהול איזופרופיל, הוא הבסיס לסינתזה של חומרים שימושיים רבים עבור האנושות, חברות רבות, כגון של BASF, פטנט שיטת הייצור שלהם ואת השיק סחר מסיבי בקשר הזה. פרופילן הידרציה נבדק מיושם לפני פילמור סיבת אצטון, מי חמצן, isopropylamine נכתב קודם לכן כדי לייצר פוליפרופילן.

תהליך מאוד מעניין של הפרדת Propene מנפט. זהו אליו נעבור עתה.

בידוד של פרופילן

למעשה, בתוך הבנה תיאורטית של השיטה הבסיסית הוא תהליך אחד בלבד: שמן פירוליזה וגזים קשורים. אבל עכשיו מימושי טכנולוגיה - רק בים. העובדה היא שכל חברה מבקשת להשיג דרך ייחודית ולהגן הפטנט שלה וחברות דומות אחרות גם מחפשים דרכים משלהם עדיין לעשות ולמכור Propene כחומר גלם או להפוך אותו מגוון מוצרים.

פירוליזה ( "Pyro" - אש "ליס" - הרס) - תהליך כימי ריקבון מולקולות מורכבות גדולות למולקולות קטנות יותר תחת השפעת הטמפרטורה זרז גבוהה. שמן, כידוע, הוא תערובת של פחמימנים מורכב קל, בינוני וכבד שברים. למן הרגע הראשון, את המשקל המולקולרי נמוך מאוד, והם Propene אתאן ב פירוליזה. תהליך זה מתבצע בתוך תנורים מיוחדים. בשנת היצרנים המתקדמים ביותר של טכנולוגיית תהליך שונה: חול חלק משמש נוזל קירור, והשני - קוורץ, ואחרים - קולה; ניתן גם לחלק את התנור במבנה שלהם: יש צינורי ו קונבנציונאלי, כפי שהם נקראים בכורים.

אבל התהליך פירוליזה מייצר אבזר נקי מספיק, כפי שחוץ ממנו, יש נוצר מספר עצום של פחמימנים, אשר לאחר מכן יש לחלק דרכי אנרגיה עתירה למדי. לכן, כדי לקבל חומר טהור כפי שמוצג עבור dehydrogenation של אלקאנים ואחריו הידרציה: במקרה שלנו - פרופאן. כמו גם את תהליך פילמור שתואר לעיל פשוט לא קורה. מחשוף מן molkuly מימן הגבלת פחמימני מתרחשת תחת הפעולה של זרזים של תחמוצת trivalent כרום תחמוצת אלומיניום.

אבל לפני שעבר את הסיפור של איך התהליך הידרציה, להסתכל על המבנה של פחמימנים בלתי רוויים שלנו.

במיוחד מבנה פרופילן

Propen עצמו - רק את החבר השני של מספר אלקנים (פחמימנים עם קשר אחד כפול). על מנת להקל, הוא שני רק אתילן (שממנו, כפי שאפשר לנחש, לעשות פוליאתילן - משקל הפולימר בעולם). בשנות ה propen מדינה נורמלית - גז כמו שלה "יחסית" של המשפחה של אלקאנים, פרופאן.

אבל פרופאן הבדל משמעותי בין Propene - הוא כי יש שהאחרון בהרכבו קשר כפול, אשר משנה את התכונות הכימיות שלה באופן קיצוני. זה מאפשר את חיבור מולקולה של חומרים אחרים פחמימנים בלתי רוויים, לפיה תרכובת שהושגה עם מאפיינים שונים לגמרי הוא לעתים קרובות מאוד חשובה עבור התעשייה ביתית.

הגיע הזמן לדבר על התיאוריה התגובה, אשר, למעשה, את הנושא של המאמר הזה. בחלק הבא, תלמד כי התגבשה אחד המוצרים החשובים ביותר מבחינה מסחרית, וכיצד תגובה זו ומהן ניואנסים בתוכה כאשר הידרציה פרופילן.

התיאוריה של הידרציה

ראשית, הבה נפנה תהליך כללי יותר - solvation - הכולל גם את התגובה הנ"ל תיאר. המרה כימית זו, אשר מורכבת להצטרף מולקולות הממס ל המולקולות של המומס. לכן הם יכולים ליצור מולקולה חדשה, או solvates שנקרא, - חלקיקים המורכבים של המולקולות המומסות ואת הממס הקשורות אינטראקציה אלקטרוסטטית. אנחנו מעוניינים רק בסוג הראשון של חומרים, כי כאשר הידרציה של פרופילן רצוי יצר מוצר כזה.

בשנתי ה solvation השיטה הנ"ל מולקולות ממסות מחוברות המומס, שהושג תרכובת חדשה. בכימיה אורגנית נוצר לתועלתו במהלך אלכוהול הידרציה, קטונים ו אלדהידים, אך ישנם מקרים אחרים, כגון היווצרות של glycols, אבל הם לא יידונו. למעשה, התהליך הזה הוא מאוד פשוט, אבל באותו הזמן הוא די מסובך.

מנגנון הידרציה

קשר כפול, כידוע, מורכב משני סוגים של אג"ח אטומי: אג"ח pi Sigma. פיי-בונד שבור על הידרציה תמיד התגובה הראשונה, כפי שהוא פחות חזק (יש אנרגית מחייב קטנה). נוכח ההפרה שלה יוצר שני אורביטלים פנויים של שני אטומי פחמן הסמוך אשר עלול ליצור קשרים חדשים. מולקולת המים שקיים פתרון בדמות שני חלקיקים של יון ההידרוקסיד ו פרוטון, שידע לאחד התפוצץ קשר כפול. שבה יון ההידרוקסיד מחובר לאטום הפחמן המרכזי הפרוטון - עד לקיצוניות השנייה. לפיכך, על הידרציה של פרופילן נוצר בעיקר 1-פרופנול, או אלכוהול איזופרופיל. זהו עניין מאוד חשוב, שכן הוא ניתן להשיג חמצון של אצטון, משתמשים בכמויות גדולות בעולמנו. נאמר לנו כי זה נוצר בעיקר, אבל זה לא נכון. אני חייב להגיד את זה: המוצר היחיד שנוצר על ידי הידרציה של פרופילן, וזה - אלכוהול איזופרופיל.

זה, כמובן, את כל הדקויות. למעשה, הכל יכול להיות הרבה יותר קל לתאר. ועכשיו אנחנו יודעים איך לכתוב כמובן ספר של תהליך כגון הידרציה של פרופילן.

תגובה: איך זה קורה

בכימיה לציון הכל פשוט: בעזרת משוואת התגובה. השינוי הכימי הזה של העניין הנדון ניתן לתאר בדרך זו. הידרציה של פרופילן, משוואת התגובה היא מאוד פשוטה מתרחשת בשני שלבים. ראשית שביר-קשר פאי, חלק כפול. ואז מולקולת המים בצורת שני חלקיקים של אניון הידרוקסיד קטיון מימן, מתאימים מולקולת פרופילן שיש זמן פעיל של שני מושבים פנויים ליצור קשרים. יון ההידרוקסיד יוצר קשר עם אטום פחמן מוקשה פחות (כלומר עם, שאליו כמות מינימלית של אטומי מימן), ואת פרוטון, בהתאמה, - עם קיצוניים הנותרים. לפיכך, מוצר בודד של: הגבלת אלכוהול monohydric הוא isopropanol.

איך להקליט תגובה?

עכשיו נלמדים איך לכתוב בשפת התגובה הכימית, המשקפת תהליך כגון הידרציה של פרופילן. נוסחה שימושית לנו: CH ₂ = CH - CH _3. זוהי הנוסחה של החומר המוצא - Propene. כפי שאתה יכול לראות, יש לו קשר כפול מצוין עם הסימן "=", ובמקום זה יהיה prisoednyatsya מים כאשר הידרציה של פרופילן יתרחש. המשוואה התגובה יכולה להיות כפי שנכתב: CH ₂ = CH - CH ₃ + H ₂ O = CH ₃ - CH (OH) - CH _3. הקבוצה הידרוקסיל בסוגריים אומר שהקטע הזה הוא לא במישור של הנוסחה, ואת מתחת או מעל. כאן אנו לא יכולים להראות את הזוויות בין שלוש הקבוצות, המשתרעים אטום פחמן באמצע, אבל אומרים כי הם שווים בקירוב זה לזה ולהפוך עד 120 מעלות.

איפה זה היה?

כבר הזכרנו כי שהושגו במהלך חומר התגובה נעשה שימוש נרחב לסינתזה של חומרים חיוניים אחרים אלינו. זה מאוד דומה במבנה ל אצטון, שממנה שונה רק שבמקום עומד שם קטו gidroksogrupp (כלומר, חמצן אטום המחוברים באמצעות קשר כפול לאטום חנקן). כידוע, אצטון עצמו משמש לכות ממסים, אך בנוסף, הוא משמש בתור מגיב עבור סינתזה נוספת של יותר חומרים מורכבים כגון פוליאוריתן, שרף אפוקסי, אנהידריד אצטית , וכן הלאה.

תגובה לייצר אצטון

אנחנו חושבים שזה מועיל לתאר את השינוי של אלכוהול איזופרופיל, אצטון, במיוחד מאז התגובה הזאת היא לא כל כך מסובכת. כדי להתחיל, פרופנול ו התאדה ב 400-600 מעלות צלזיוס oksilyayut חמצן זרז מיוחד. מוצר טהור מאוד מתקבל על ידי ביצוע התגובה בתוך רשת כסופה.

משוואת תגובה

אנחנו לא ניכנס לפרטים של מנגנון התגובה של החמצון של propanol אצטון שכן הוא מורכב מאוד. הגבל את המשוואה המרה כימית קונבנציונלי: CH ₃ - CH (OH) - CH ₃ + O ₂ = CH ₃ - C (O) - CH ₃ + H ₂ O. כפי שניתן לראות תוכנית כל די פשוט, אך יש צורך להעמיק את התהליך, ואנו מתמודדים עם מספר קשיים.

מסקנה

אז פרקנו את תהליך הידרציה פרופילן ואז משוואת התגובה למדה ואת מנגנון התרחשותה. נחשבו את העקרונות הטכנולוגיים הם הבסיס של התהליכים שמתבצעים בפועל בענף. כפי שהתברר, הם לא מאוד מורכבים, אבל יש יתרון אמיתי על חיי היומיום שלנו.