Hydration of Propylene: fergeliking reaksje

Organyske stoffen hawwe in wichtich plak yn ús libben. Se binne de wichtichste komponint polymearen dy't allegearre om ús hinne: it is keunststof sekken, en rubber, lykas ek in soad oare materialen. Polypropylene covers yn dizze rige is net de lêste stap. It is ek opnommen yn 'e ferskate materialen en wurdt brûkt yn in soad yndustry lykas konstruksje, in hûs brûken as materiaal foar plastic bekers en oare lytse (mar net op skaal produksje) moat. Foardat we prate oer sa'n proses, as de hydratatie fan propylene (troch dat, troch de wei, wy kinne krije isopropyl alkohol), sjoch nei de skiednis fan 'e ûntdekking fan dizze essinsjele stof foar de yndustry.

ferhaal

As sadanich, de iepening datum fan it propylene docht net. Lykwols, syn polymear - polypropylene -was eins iepene yn 1936 troch de ferneamde Dútske skiekundige Otto Bayer. Fansels, teoretysk, it wie bekend as ien krije kinne sa'n wichtige saak, mar yn de praktyk dat is net slagge. It slagge allinnich yn 'e midden fan de tweintichste ieu doe't Dútsk en Italjaansk Skiekundigen en Ziegler Nutt iepene unsaturated hydrocarbon roadstone catalyst (hawwende ien of mear dûbele biningen), dat is dêrnei en neamd: Ziegler-Natta katalysator fungearje. Oant dit punt it wie perfoarst ûnmooglik om de polymerization reaksje fan sokke stoffen gien is. Sy waarden bekend polycondensation reaksje, doe't de katalysator sûnder dy't de stof ferbûn oan it Polymer keatling, dêrmei it foarmjen fan troch-produkten. Mar mei unsaturated koalwetterstoffen net slagje.

In oar wichtich proses assosjearre mei dizze stof, wie syn hydratatie. Propylene yn it begjin fan syn brûken wie nochal in soad. En dit alles tank oan it útfûn ferskate oalje en gas ferwurkjen bedriuwen in cure propene (ek somtiden oantsjut as substânsje beskreaun). It kreake fan rûge oalje wie in troch-produkt, en doe die bliken dat in ôflate dêrfan, isopropyl alkohol, is de basis foar de synteze fan in protte brûkbere stoffen foar de minsken, in protte bedriuwen, sa as fan BASF, patintearre harren metoade fan produksje en lansearre in massale hannel yn dizze ferbining. Propylene Hydration waard hifke en tapast foardat polymerization is wêrom aceton, hydrogen peroxide, isopropylamine begûn earder te produsearje polypropylene.

In hiel nijsgjirrich proses fan skieding fan propene út Petroleum. It is foar him wy no draaie.

Isolation of propylene

Eins, yn in teoretyske begryp fan 'e fûnemintele metoade is om mar ien proses: pyrolysis oalje en ferbûn gassen. Mar no technology de ymplemintaasje - krekt in see. It feit is dat elk bedriuw wurdt besocht te krijen op in unike wize en it beskermjen fan syn patint en oare ferlykbere bedriuwen binne ek op syk nei har eigen manieren te dochs meitsje en ferkeapje propene as rauwe materiaal of meitsje der in ferskaat oan produkten.

Pyrolysis ( "Pyro" - fjoer "lys" - fernieling) - gemyske decay proses yngewikkeld en grutte molekulen yn lytsere ûnder de ynfloed fan de hege temperatuer en catalyst. Oalje, lykas bekend, is in mingsel fan koalwetterstoffen bestiet út ljocht, medium en swiere fraksjes. Fan de earste, de tige leech molekulêre gewicht, en binne propene en Äthan yn 'e pyrolysis. Dit proses wurdt útfierd yn spesjale ûnen. Yn de meast avansearre fabrikanten fan proses technology is oars: guon sân wurdt brûkt as coolant, de oare - kwarts, en oaren - coke; Jo kinne ek diel de oven yn har struktuer: der binne tubular en konvinsjonele, sa't se neamd reaktoaren.

Mar de pyrolysis proses produsearret genôch skjin prop, lykas, ôfsjoen fan him, dêr wurdt foarme it heden al gâns fan koalwetterstoffen, dy't dan hawwe te ferdielen frijwat enerzjy-yntinsyf manieren. Dêrom, te krijen mei in suver materiaal lykas brûkt foar it dehydrogenation fan alkanes folge troch hydratatie: yn ús gefal - propaan. En ek de polymerization proses beskreaun boppe krekt net bart. Cleavage út wetterstof molkuly beheining hydrocarbon optreedt ûnder de aksje fan katalysator fungearje fan trivalent Chromium okside en aluminium okside.

Mar foar't it ferpleatsen nei it ferhaal fan hoe't de hydratatie proses, sjoch nei de struktuer fan ús unsaturated koalwetterstoffen.

Benammen propylene struktuer

Propen sels - allinne de twadde lid fan in oantal alkenen (koalwetterstoffen mei ien dûbele Bond). Foar gemak, hy is twadde allinne om ethylene (út hokker, as jo al riede, meitsje polyetyleen - de Polymer gewicht yn 'e wrâld). Yn de normale tastân propen - gas as syn "relative" fan 'e famylje fan' e alkanes, propaan.

Mar in wichtich ferskil propaan út propene - is dat de lêste hat yn syn gearstalling in dûbele bond, dy't radikaal feroaret syn gemyske eigenskippen. It lit de ferbining ta in molekúl fan unsaturated hydrocarbon oare stoffen, wêrtroch't in ferbining krigen mei folslein ferskillende eigenskippen is faak hiel wichtich foar de yndustry en húshâlding.

It is tiid om te praten oer de reaksje teory, dy't, yn feite, it ûnderwerp fan dit artikel. Yn 'e folgjende paragraaf, dan sil leare dat foarme ien fan de meast kommersjeel wichtige produkten, en hoe docht dat reaksje en wat binne de nuânses yn it doe't propylene hydratatie.

De teory fan hydratatie

Om te begjinnen, lit ús keare nei in mear algemien proses - solvation - dat omfettet ek de boppe beskreaune reaksje. Dit gemysk ferbouwing, dy't bestiet yn by de solvent molekulen ta de molekulen fan de solute. Sa kinne se foarmje in nije molecule, of it sa neamd solvates, - dieltsjes besteande út 'e solute molekulen en solvent besibbe Electrostatic ynteraksje. Wy binne ynteressearre yn allinne de earste soarte fan materialen, want doe't it hydratatie fan propylene wurdt by foarkar foarme sa'n produkt.

Yn de boppesteande metoade solvation solvent molekulen binne hechte oan it solute, krige nije ferbining. Yn de organyske gemy advantageously foarme tidens hydratatie alcohols, ketones en aldehydes, mar der binne in pear oare gefallen, lykas de foarming fan glycols, mar se sille net wurde besprutsen. Yn feite, dit proses is hiel simpel, mar tagelyk is hiel yngewikkeld.

hydratatie meganisme

Dûbele bining, lykas bekend, bestiet út twa soarten fan atomic obligaasjes: pi en sigma obligaasjes. Pi-bond brutsen op hydratatie altyd de earste reaksje, sa as it is minder sterk (hat in lytsere binend enerzjy). Op syn rupture foarmet twa leechsteande orbitals fan de twa neistlizzende koalstofatomen dy't meie foarmje nije biningen. In wetter molecule dat bestiet in oplossing yn 'e foarm fan twa dieltsjes fan hydroxide ion en proton, by steat joining eksplodearre dûbele obligaasje. Wêrby't de hydroxide ion is ferbûn oan it sintrale koalstof atoom en de proton - nei de twadde ekstreem. Sa, yn 'e hydratatie fan propylene wurdt foarme meast 1-propanol, of isopropyl alkohol. Dit is in tige wichtige saak, om't it mooglik is om te krijen oksidaasje fan aceton, brûkt yn grutte hoemannichten yn ús wrâld. Wy binne ferteld dat it wurdt foarme meast, mar dat is net wier. Ik moat sizze dat: de iennichste produkt foarme troch hydratatie fan propylene, en dat - isopropyl alkohol.

Dit, fansels, al de subtile. Yn feite, alles kin folle makliker te beskriuwe. En no wy witte hoe't te skriuwen in skoalle kursus fan in proses lykas it hydratatie fan propylene.

Reaction: hoe it bart

Yn skiekunde te tsjutten alles is simpel: mei help fan 'e reaksje fergeliking. Dat gemysk transformaasje fan matearje ûnder diskusje kin wurde beskreaun dizze manier. Hydration fan propylene, de reaksje fergeliking is hiel simpel en fynt plak yn twa etappes. Earst breaking it pi-bân, diel fan in dûbel. Dan it wetter molecule yn 'e foarm fan twa dieltsjes fan hydroxide anion en hydrogen katioan, geskikt foar propylene molecule hawwende aktive tiid fan twa leechsteande sitten te foarmjen obligaasjes. Hydroxide ion foarmet in bân mei de koalstof atoom minder hydrogenated (i.e. mei, dêr't in minimale bedrach fan wetterstof atomen), en in proton, respektivelik, - mei de oerbleaune ekstreem. Sa, in inkele produkt fan: beheining de monohydric alkohol is isopropanol.

Hoe te opnimme in antwurd?

No sille wy leare hoe't te skriuwen 'e taal fan' e gemyske reaksje te wjerspegeljen in proses lykas it hydratatie fan propylene. In formule dat is nuttich foar ús: CH ₂ = CH - CH _3. Dit is de formule fan it begjinpunt materiaal - propene. Sa't jo sjen kinne, it hat in dûbele bining wurdt oanjûn troch it teken "=", en op dit plak sil prisoednyatsya wetter doe't de hydratatie fan propylene him foardwaan sil. Reaksje fergeliking kin skreaun wurde as: CH ₂ = CH - CH ₃ + H ₂ O = CH ₃ - CH (OH) - CH _3. De hydroxyl groep yn 'e heakjes betsjut dat dit diel is net yn it flak fan' e formule, en hjirûnder of boppe. Hjir kinne wy net sjen litte de Angelen tusken de trije groepen, útwreidzjen fan de middelste koalstof atoom, mar sizze dat se binne ûngefear gelyk oan elkoar en meitsje oant 120 graden.

Wêr is it brûkt wurdt?

Wy hawwe al neamd dat krige yn 'e rin fan' e reaksje stof wurdt in soad brûkt foar de synteze fan oare fitale stoffen oan ús. It is hiel ek yn struktuer oan aceton, wêrút it ferskilt allinnich yn dat ynstee fan stie dêr gidroksogrupp Keto (dws, soerstofatoom ferbûn troch in dûbele bining oan in stikstof atom). Lykas bekend, aceton sels wurdt brûkt yn lakken en solvents, mar dêrneist, it wurdt brûkt as reactant foar fierdere synteze fan mear komplekse stoffen lykas polyurethanes, epoksy hars, jittiksoer anhydride , ensafuorthinne.

aceton produsearret reaksje

Wy tinke is it nuttich om te beskriuwen de transformaasje fan isopropyl alkohol, aceton, foaral sûnt dizze reaksje is net sa yngewikkeld. Om te begjinnen, propanol en ferdampt om 400-600 graden Celsius oksilyayut soerstof op in spesjale catalyst. In hiel suver produkt wurdt krigen troch it útfieren fan de reaksje yn in sulveren gaas.

reaksje fergeliking

Wy sille net gean yn details fan 'e reaksje meganisme foar it oksidaasje fan propanol yn aceton om't it is hiel yngewikkeld. Beheine konvinsjonele gemyske ombou fergeliking: CH ₃ - CH (OH) - CH ₃ + O ₂ = CH ₃ - C (O) - CH ₃ + H ₂ O. As bliken docht út Regeling al hiel ienfâldich, mar it is nedich om te gean djipper yn it proses, en wy sille in oantal swierrichheden.

konklúzje

Sa we ûntmantele de propylene hydratatie proses en de fergeliking foar de reaksje studearre en it mechanisme fan syn foarkommen. Beskôge as de technologyske útgongspunten binne de basis fan de werklike prosessen nimme plak yn de yndustry. Sa die bliken út, binne se net hiel kompleks, mar hawwe in echte foardiel foar ús deistich libben.