Hydratatie van propeen: Vergelijking reactiemengsel

Organische stoffen hebben een belangrijke plaats in ons leven. Zij zijn de belangrijkste component polymeren die overal om ons heen: het is plastic zakken, en rubber, evenals vele andere materialen. Polypropyleen behandelt in deze reeks is niet de laatste stap. Het is ook opgenomen in de verschillende materialen en wordt gebruikt in vele industrieën zoals de bouw, een thuisgebruik als materiaal voor plastic bekers en andere kleine (maar niet op schaal) nodig. Voordat we praten over een dergelijk proces, als de hydratatie van propyleen (waarmee, door de manier, we kunnen krijgen isopropylalcohol), kijk naar de geschiedenis van de ontdekking van deze essentiële stof voor de industrie.

verhaal

Als zodanig is de openingsdatum van propyleen niet. Echter, de polymeer - -werd Polypropyleen eigenlijk in 1936 geopend door de beroemde Duitse chemicus Otto Bayer. Natuurlijk, in theorie, werd het bekend als men kan zo'n belangrijke kwestie te krijgen, maar in de praktijk is dit niet gelukt. Zij is erin geslaagd alleen in het midden van de twintigste eeuw, toen de Duitse en Italiaanse chemici en Ziegler Nutt geopend onverzadigde koolwaterstof polymerisatiekatalysator (met één of meer dubbele bindingen), dat vervolgens wordt en benoemd: Ziegler-Natta katalysatoren. Tot op dit punt was het absoluut onmogelijk om de polymerisatie van dergelijke stoffen is gegaan. Zij werden polycondensatiereactie, wanneer de katalysator zonder de essentie verbonden met de polymeerketen, onder vorming van bijproducten. Maar met onverzadigde koolwaterstoffen niet lukt.

Een ander belangrijk proces in verband met deze stof, was zijn hydratatie. Propyleen tijdens het begin van het gebruik ervan was heel veel. En dit alles dankzij de uitgevonden diverse olie- en gas verwerkende bedrijven een remedie propeen (soms ook aangeduid als een stof beschreven). Het kraken van ruwe olie een bijproduct en toen bleek dat een derivaat daarvan, isopropylalcohol, is de basis voor de synthese van vele nuttige stoffen voor de mensen veel bedrijven, zoals BASF, gepatenteerde hun bereidingswijze en in dit verband deden een massale handel. Hydratatie propeen werd getest en toegepast voor de polymerisatie Daarom aceton, waterstofperoxide, isopropylamine eerder begonnen polypropeen.

Een zeer interessante werkwijze afscheiding van propeen uit aardolie. Het is aan hem dat we nu ingaan.

Isolatie van propyleen

In feite, in de onderstroom van de basiswerkwijze wordt slechts één proces: pyrolyse olie en bijbehorende gassen. Maar nu het implementeren van technologie - gewoon een zee. Het feit is dat elk bedrijf streeft naar een unieke manier te verkrijgen en te beschermen zijn octrooi en andere soortgelijke bedrijven zijn ook op zoek naar hun eigen manier om stil te maken en te verkopen propeen als grondstof of zet hem in een verscheidenheid van producten.

Pyrolyse ( "Pyro" - fire "lys" - vernietiging) - chemisch verval proces gecompliceerd en grote moleculen in kleinere onder invloed van hoge temperatuur en katalysator. Olie, zoals bekend, is een mengsel van koolwaterstoffen uit lichte, middelzware en zware fracties. Van de eerste, de laag molecuulgewicht en zijn propeen en ethaan in de pyrolyse. Dit proces wordt uitgevoerd in speciale ovens uitgevoerd. In de meest geavanceerde fabrikanten van procestechnologie is anders: wat zand wordt gebruikt als koelmiddel, de andere - kwarts, en anderen - coke; U kunt ook verdelen de oven in hun structuur: er zijn buisvormig en conventionele, zoals ze reactoren worden genoemd.

Maar het pyrolyseproces levert voldoende schoon prop, als naast hem vormt zich een groot aantal koolwaterstoffen, die dan tamelijk energie-intensieve wijze verdelen. Daarom, om een zuiver materiaal zoals gebruikt voor het dehydrogeneren van alkanen, gevolgd door hydratatie te verkrijgen: in ons geval - propaan. Evenals de hierboven beschreven polymerisatieproces gewoon niet gebeuren. Splitsing van waterstof molkuly beperken koolwaterstof plaatsvindt onder invloed van katalysatoren van trivalent chroom en aluminiumoxide.

Maar voordat u naar het verhaal van hoe het hydratatie proces, kijken naar de structuur van onze onverzadigde koolwaterstoffen.

Vooral propeenstructuur

Propeen zelf - alleen het tweede lid van een aantal alkenen (koolwaterstoffen met één dubbele binding). Voor het gemak, hij is de tweede alleen voor ethyleen (uit, die, zoals je wel kan raden, maken polyethyleen - de polymeer gewicht in de wereld). In de normale toestand propeen - gas als zijn "relatief" van de familie van alkanen, propaan.

Maar een significant verschil propaan van propeen - is dat de laatstgenoemde in zijn samenstelling een dubbele binding, die drastisch verandert de chemische eigenschappen. Het laat de verbinding met een molecuul onverzadigde koolwaterstof andere stoffen, waardoor een verbinding verkregen met totaal verschillende eigenschappen is vaak van groot belang voor de industrie en huishouding.

Het is tijd om de reactie theorie te praten, die in feite is het onderwerp van dit artikel. In de volgende paragraaf, zul je leren dat vormde een van de meest commercieel belangrijke producten, en hoe werkt deze reactie en wat zijn de nuances in het toen propyleen hydratatie.

De theorie van de hydratatie

Om te beginnen, laat ons wenden tot een meer algemene proces - solvatatie - die ook de hierboven beschreven reactie omvat. Deze chemische omzetting, die bestaat uit het verbinden van de oplosmiddelmoleculen aan de moleculen van de opgeloste stof. Zo kunnen ze een nieuwe molecule, of de zogenaamde solvaten, - deeltjes bestaande uit het bestuderen verbindingen en verwante oplosmiddelen elektrostatische interactie. Wij zijn geïnteresseerd in alleen de eerste soort materiaal, omdat wanneer de hydratatie van propeen wordt bij voorkeur zodanig gevormd product.

Bij de bovenstaande werkwijze solvatatie oplosmiddelmoleculen zijn aan de opgeloste stof verkregen nieuwe verbinding. Organische chemie met voordeel gevormd tijdens hydratatie alcoholen, ketonen en aldehyden, maar er zijn een aantal andere gevallen, zoals de vorming van glycolen, maar ze zullen niet worden besproken. In feite is dit proces is zeer eenvoudig, maar tegelijkertijd is vrij ingewikkeld.

hydratatie mechanisme

Dubbele binding, zoals bekend, bestaat uit twee typen atomaire bindingen: pi en sigma-binding. Pi-binding verbroken na hydratatie altijd de eerste reactie, omdat het minder sterk (een kleinere bindingsenergie). Op haar breuk vormt twee vacante orbitalen van de twee naburige koolstofatomen welke nieuwe bindingen kunnen vormen. Een watermolecuul dat in oplossing in de vorm van twee deeltjes hydroxide-ionen en protonen, staat bekend verbinden van uiteengenomen dubbele binding. Waarbij de hydroxide-ionen aan het centrale koolstofatoom en het proton is gehecht - op de tweede uiterste. Dus in de hydratatie van propeen gevormd overwegend 1-propanol of isopropanol. Dit is een zeer belangrijke kwestie, aangezien het mogelijk is om oxidatie van aceton te verkrijgen, die in grote hoeveelheden in onze wereld. Ons wordt verteld dat het voornamelijk wordt gevormd, maar dit is niet waar. Ik moet zeggen: het enige product gevormd door hydratatie van propyleen, en dit - isopropylalcohol.

Dit, natuurlijk, alle subtiliteiten. In feite kan alles veel gemakkelijker te beschrijven. En nu weten we hoe een school verloop van een proces te schrijven, zoals de hydratatie van propyleen.

Reactie: hoe het gebeurt

In de chemie om alles aan te duiden is eenvoudig: met de hulp van de reactie vergelijking. Dat chemische omzetting van materie ter discussie kan worden beschreven op deze manier. Hydratatie van propeen, de reactievergelijking is zeer eenvoudig en vindt plaats in twee fasen. Eerst breken van de pi-binding uitmaakt van een dubbele. Vervolgens het watermolecuul in de vorm van twee deeltjes hydroxide anionen waterstofkation, geschikt om propeen molecuul met actieve tijd van twee vacante plaatsen voor bindingen. Hydroxide ion een binding vormt met het koolstofatoom minder gehydrogeneerd (d.w.z. met, waaraan een minimale hoeveelheid waterstofatomen) respectievelijk, en een proton, - de overige extreme. Zo kan een enkel product van: het beperken van de monohydrische alcohol is isopropanol.

Hoe kan ik een antwoord op te nemen?

Nu zullen we leren hoe we de taal van de chemische reactie, als gevolg van een proces te schrijven, zoals de hydratatie van propyleen. Een formule die nuttig voor ons is: _CH2 = CH - _CH3. Dit is de formule van het uitgangsmateriaal - propeen. Zoals te zien, heeft een dubbele binding wordt aangegeven door het teken "=", en op deze plaats zal water prisoednyatsya bij de hydratatie van propeen optreedt. Reactievergelijking kan worden geschreven als: _CH2 = CH - _CH3 + _H2O = _CH3 - CH (OH) - _CH3. De hydroxylgroep tussen haakjes betekent dat dit deel niet in het vlak van de formule en onder of boven. Hier kunnen we de hoeken tussen de drie groepen vertonen, die zich vanaf het middelste koolstofatoom, maar dat ze ongeveer gelijk aan elkaar en vul aan tot 120 graden.

Waar wordt het gebruikt?

We hebben al vermeld dat in de loop van de reactie stof verkregen wordt veel gebruikt voor de synthese van andere vitale stoffen aan ons. Het is zeer soortgelijke structuur als aceton, waaruit alleen verschilt dat in plaats van staan gidroksogrupp keto (dat wil zeggen, zuurstofatoom verbonden door een dubbele binding aan een stikstofatoom). Zoals bekend, wordt aceton zelf gebruikt in lakken en oplosmiddelen, maar bovendien wordt gebruikt als reagens voor verdere synthese van meer complexe stoffen zoals polyurethaan, epoxyhars, azijnzuuranhydride , enzovoort.

aceton producerende reactie

We denken dat het nuttig is om de transformatie van isopropanol, aceton te beschrijven, vooral omdat deze reactie is niet zo ingewikkeld. Om te beginnen, propanol en ingedampt bij 400-600 graden Celsius oksilyayut zuurstof bij een speciale katalysator. Een zeer zuiver product wordt verkregen door het uitvoeren van de reactie in een zilveren mesh.

reactievergelijking

We zullen niet ingaan op de details van het reactiemechanisme voor de oxidatie van propanol in aceton want het is erg complex. Beperk conventionele chemische omzetting formule: _CH3 - CH (OH) - _CH3 + _O2 = _CH3 - C (O) - _CH3 + _H2O Zoals in Schema allemaal vrij eenvoudig, maar het is noodzakelijk om dieper in het proces, en wij zullen een aantal problemen worden geconfronteerd.

conclusie

Dus ontmantelde propeen hydratatieproces en de vergelijking van de reactie bestudeerd en het mechanisme van het ontstaan ervan. Beschouwd als de technologische principes vormen de basis van de daadwerkelijke processen die plaatsvinden in de industrie. Zoals later bleek, ze zijn niet erg complex, maar een echte voordeel voor ons dagelijks leven.