Hydrering av Propylene: Ligning reaksjon

Organiske stoffer har en viktig plass i våre liv. De er de viktigste komponent polymerene som er rundt oss: det er plastposer, og gummi, samt mange andre materialer. Polypropylen dekker i denne serien er ikke det siste trinnet. Det er også inkludert i de forskjellige materialer og er brukt i mange industrier, slik som bygg og anlegg, et hjemmebruk som et materiale for plastbegre og andre små (men ikke i målestokk) behov. Før vi snakke om en slik prosess, som hydrering av propylen (der, forresten, kan vi få isopropylalkohol), se på historien om oppdagelsen av dette viktige stoffet for næringen.

historien

Som sådan, gjør åpningsdato av propylen ikke. Men sin polymer - Polypropylen -ble faktisk åpnet i 1936 av den berømte tyske kjemikeren Otto Bayer. Of course, teoretisk sett, var det kjent som en kan få en så viktig sak, men i praksis er dette ikke lykkes. Det lyktes bare i midten av det tjuende århundre da tysk og italiensk kjemikere og Ziegler Nutt åpnet umettet hydrokarbon-polymerisasjonskatalysator (som har én eller flere dobbeltbindinger), som derefter og navngitt: Ziegler-Natta-katalysatorer. Opp til dette punktet var det helt umulig å gjøre polymeriseringsreaksjonen av slike stoffer har gått. De var kjent polykondensasjonsreaksjon, når katalysatoren uten å påvirke den substans som er koblet til polymerkjeden, hvorved det dannes biprodukter. Men med umettede hydrokarboner ikke lykkes.

En annen viktig prosess i forbindelse med dette stoffet, var hans hydrering. Propylen i begynnelsen av bruken var ganske mye. Og alt dette takket være den ifølge oppfinnelsen forskjellige olje- og gassforedlingsbedrifter en kur propen (også noen ganger referert til som en substans som er beskrevet). Cracking av råolje var et biprodukt, og da det viste seg at et derivat derav, isopropyl alkohol, er det grunnlag for syntese av mange nyttige stoffer for menneskeheten har mange bedrifter, for eksempel fra BASF, patentert deres fremgangsmåte for fremstilling og lansert en massiv handelen i denne forbindelse. Propylen Hydrering ble testet og anvendt før polymeriseringen er derfor aceton, hydrogenperoksid, begynte isopropylamin tidligere for å fremstille polypropylen.

En meget interessant prosess med separasjon av propen fra petroleum. Det er ham vi nå snu.

Isolering av propylen

Faktisk, i en teoretisk forståelse av den grunnleggende metode er å bare ett prosess: pyrolyseolje og assosierte gasser. Men nå teknologi implementeringer - bare et hav. Faktum er at hvert selskap søker å få en unik måte og beskytte sitt patent og andre lignende selskaper er også på jakt etter sine egne måter å fortsatt lager og selger propen som råstoff eller slå den inn i en rekke produkter.

Pyrolyse ( "Pyro" - ild "lys" - ødeleggelse) - kjemisk nedbrytning prosess kompliserte og store molekyler til mindre seg under påvirkning av høy temperatur og katalysator. Olje, som er kjent, er en blanding av hydrokarboner som består av lette, middels og tunge fraksjoner. Fra den første, den meget lav molekylvekt, og er propen og etan i pyrolyse. Denne prosessen utføres i spesielle ovner. I de mest avanserte produsentene av prosess-teknologi er forskjellig: noe sand anvendes som et kjølemiddel, den andre - kvarts, og andre - koks; Man kan også dele ovnen i sin struktur: det er rørformet og konvensjonelle, som de kalles reaktorer.

Men pyrolyseprosessen produserer nok ren prop, som, bortsett fra ham, er det dannet en myriade av hydrokarboner, som deretter må dele nokså energikrevende måter. Derfor, for å oppnå et rent materiale som anvendes for dehydrogenering av alkaner, etterfulgt av hydratisering: i vårt tilfelle - propan. Samt polymeriseringsprosessen beskrevet ovenfor bare ikke skje. Spalting fra hydrogen molkuly begrensende hydrokarbon finner sted under innvirkning av katalysatorer av trivalent krom og aluminiumoksid.

Men før du går videre til historien om hvordan hydration prosessen, se på strukturen i våre umettede hydrokarboner.

Spesielt propylen struktur

Propen seg - bare det andre medlem av et antall alkener (hydrokarboner med en dobbeltbinding). For enkel, han er andre bare til etylen (som, som du kanskje skjønner, gjør polyetylen - polymeren vekt i verden). I normal tilstand propen - gass som sin "slektning" av familien av alkaner, propan.

Men en vesentlig forskjell fra propan propen - er at den sistnevnte har i sin sammensetning en dobbeltbinding, som radikalt endrer dens kjemiske egenskaper. Den tillater tilkobling til et molekyl av umettet hydrokarbon andre stoffer, hvorved en forbindelse oppnådd med helt forskjellige egenskaper er ofte meget viktig for industri og husholdning.

Det er på tide å snakke om reaksjonen teori, som i virkeligheten, emnet for denne artikkelen. I neste avsnitt, vil du lære at dannet en av de mest kommersielt viktigste produkter, og hvordan fungerer denne reaksjonen og hva er nyansene i det når propylen hydrering.

Teorien om hydrering

Til å begynne, la oss vende oss til en mer generell prosess - samle - som også inkluderer de ovenfor beskrevne reaksjon. Denne kjemiske omdannelse, som består i å slutte seg til løsningsmiddelmolekyler til molekyler av det oppløste stoff. Dermed kan de danne et nytt molekyl, eller de såkalte solvater, - partikler som består av de oppløste molekyler og løsningsmiddel tilhørende elektrostatisk interaksjon. Vi er interessert i bare den første type av materialer, fordi da hydratiseringen av propen blir fortrinnsvis dannet slik produkt.

I den ovenfor angitte fremgangsmåte oppløsningsløsningsmiddelmolekyler er festet til det oppløste stoff, erholdt ny forbindelse. I organisk kjemi med fordel dannes ved hydrering alkoholer, ketoner og aldehyder, men det finnes enkelte andre tilfeller, som for eksempel dannelse av glykoler, men de vil ikke bli omtalt. Faktisk er denne prosessen svært enkel, men samtidig er ganske komplisert.

hydrering mekanisme

Dobbeltbinding, som er kjent, består av to typer av atombindinger: pi og sigma-bindinger. Pi-bindingen brytes ved hydratisering alltid den første reaksjon, som det er mindre sterk (har en lavere bindingsenergi). På sitt brudd danner to ledige orbitaler av de to tilstøtende karbonatomer som kan danne nye bindinger. En vannmolekyl som finnes i oppløsning i form av to partikler av hydroksydion og proton, i stand til sammenføyning eksploderte dobbeltbinding. Karakterisert ved at den hydroksydion er festet til det sentrale karbonatom, og proton - til den andre ytterstilling. Således, i den hydratisering av propylen er dannet overveiende 1-propanol, eller isopropylalkohol. Dette er en veldig viktig sak, siden det er mulig å få oksidasjon av aceton, brukes i store mengder i vår verden. Vi blir fortalt at det er dannet overveiende, men dette er ikke sant. Jeg må si dette: det eneste produktet som dannes ved hydrering av propylen, og dette - isopropylalkohol.

Dette, selvfølgelig, alle finesser. Faktisk kan alt være mye enklere å beskrive. Og nå vet vi hvordan vi skal skrive en skole løpet av en prosess som hydrering av propylen.

Reaksjon: hvordan det skjer

I kjemi for å betegne alt er enkelt: ved hjelp av reaksjonsligningen. Det kjemisk omdannelse av materie er under diskusjon kan beskrives på denne måten. Hydratisering av propylen, reaksjonsligningen er meget enkel og foregår i to trinn. Først å bryte den pi-binding, en del av en dobbel. Deretter vannmolekylet i form av to partikler av hydroksyd anion og kation hydrogen, egnet for propylen-molekyl med aktiv tid av to ledige plasser for å danne bindinger. Hydroksydion danner en binding sammen med det karbonatom mindre hydrogenert (dvs. med, til hvilken en minimal mengde av hydrogenatomer) henholdsvis, og et proton,, - med den gjenværende ekstreme. Således, et enkelt produkt av: begrensning er den enverdige alkohol isopropanol.

Hvordan spille inn et svar?

Nå skal vi lære å skrive språket i kjemisk reaksjon, noe som reflekterer en prosess som hydrering av propylen. En formel som er nyttig for oss: _CH2 = CH - _CH3. Dette er formelen for utgangsmaterialet - propen. Som du kan se, har det en dobbeltbinding angis med skiltet "=", og i dette stedet vil prisoednyatsya vann når hydrering av propylen vil skje. Reaksjonen ligning kan skrives som: _CH2 = CH - _CH3 + _H2O = _CH3 - CH (OH) - _CH3. Hydroksylgruppen i parentes betyr at denne delen ikke er i planet av formelen, og under eller over. Her kan vi ikke vise vinklene mellom de tre gruppene, som strekker seg fra midten karbonatom, men sier at de er omtrent lik hverandre og gjøre opp til 120 grader.

Hvor er den brukt?

Vi har allerede nevnt at oppnådd i løpet av reaksjonen stoffet er mye brukt for syntese av andre viktige stoffer til oss. Det er meget like i struktur til aceton, hvorfra det kun adskiller seg ved at i stedet for å stå der gidroksogrupp keto (dvs. oksygenatomet er forbundet med en dobbeltbinding til et nitrogenatom). Som kjent, er aceton i seg selv brukes i lakker og løsningsmidler, men i tillegg er det anvendt som en reaktant for ytterligere syntese av mer komplekse substanser såsom polyuretan, epoksyharpiks, eddiksyreanhydrid , og så videre.

aceton produserende reaksjon

Vi synes det er nyttig å beskrive transformasjon av isopropanol, aceton, spesielt siden denne reaksjonen er ikke så komplisert. For å begynne, propanol og inndampet ved 400 til 600 grader Celsius oksilyayut oksygen ved en spesiell katalysator. Et meget rent produkt oppnås ved å utføre reaksjonen i en sølv mesh.

reaksjonslikning

Vi vil ikke gå i detaljer av reaksjonsmekanisme for oksidasjon av propanol i aceton siden det er svært komplisert. Begrense konvensjonell kjemisk omdannelse ligning: _CH3 - CH (OH) - _CH3 + O ₂ = _CH3 - C (O) - _CH3 + _H2O Som vist i skjema alle ganske enkel, men det er nødvendig å gå dypere inn i prosessen, og vi vil møte en rekke problemer.

konklusjon

Så demontert hydratiseringsprosessen propylen og ligningen for reaksjonen studerte og mekanismen for dets forekomst. Regnes de teknologiske prinsippene er grunnlaget for selve prosessene som skjer i bransjen. Som det viste seg, de er ikke veldig komplisert, men har en stor fordel for vår hverdag.