Hidratación de Propylene: Ekvacio reago

Organikaj substancoj havas gravan lokon en nia vivo. Ili estas la ĉefa komponanto polimeroj kiuj estas ĉirkaŭ ni: ĝi estas plasto sakojn, kaj kaŭĉuko, tiel kiel multaj aliaj materialoj. Polypropylene kovras en tiu serio ne estas la lasta paŝo. Ĝi estas ankaŭ inkluzivita en la diversaj materialoj kaj estas uzata en multaj industrioj kiel ekzemple konstruado, hejmon uzo kiel materialo por plasto tasoj kaj aliaj malgrandaj (sed ne sur skalo produktado) bezonas. Antaŭ ni parolu pri tia procezo, kiel la hidratación de propileno (por kiu, parenteze, oni povas akiri isopropil alkoholo), rigardi la historio de la malkovro de ĉi tiu esenca substanco por la industrio.

rakonto

Kiel tia, la malfermo dato de la propileno ne. Tamen, lia polimero - Polypropylene -was vere malfermis en 1936 fare de la fama germana kemiisto Otto Bayer. Kompreneble, teorie, estis konata kiel unu povas ricevi tian gravan aferon, sed praktike tio ne sukcesa. Ĝi sukcesis nur en la meza dudeka jarcento, kiam la germana kaj itala kemiistoj kaj Ziegler Nutt malfermis saturitaj hidrokarbonoj polimerización katalizilo (havanta unu aŭ pli duoblajn ligojn), kiu estas poste kaj nomis: Ziegler-Natta kataliziloj. Ĝis tiu punkto ĝi estis absolute neeble fari la polimerización reago de tiaj substancoj iris. Ili konis polycondensation reago, kiam la katalizilo sen tuŝi la substanco konektita al la polimero ĉeno, tiel formante kromproduktoj. Sed kun saturitaj hidrokarbonoj ne sukcesos.

Alia grava procezo asociita kun ĉi tiu substanco, estis lia hidratación. Propileno dum la komenco de lia uzo estis tre multe. Kaj ĉiu ĉi tio danke al la inventis diversajn petrolo kaj gaso prilaborado kompanioj resanigon Propileno (ankaŭ foje referita kiel substanco priskribita). La kraketado de kruda petrolo estis kromprodukto, kaj kiam evidentiĝis, ke derivita gxiajn isopropil alkoholo, estas la bazo por la sintezo de multaj utilaj substancoj por la homaro, multaj kompanioj, kiel ekzemple de BASF, patentita lia metodo de produktado kaj lanĉita masiva komerco en ĉi tiu ligo. Propileno Hidratación estis provitaj kaj aplikata antaŭ polimerización Tial acetono, hidrogeno peróxido, isopropylamine komenciĝis pli frue produkti polipropileno.

Tre interesa procezo de disiĝo de Propileno de la petrolo. Estas al li ni nun turnas.

Izolado de propileno

Efektive, en teoriaj kompreno de la bazaj metodo estas nur unu procezo: pirólisis oleo kaj asociita gasoj. Sed nun teknologio implementaciones - nur maron. La fakto estas, ke ĉiu entrepreno serĉas akiri unikan vojon kaj protekti lian patenton kaj aliaj similaj kompanioj ankaŭ serĉas siajn proprajn vojojn al daŭre fari kaj vendi Propileno kiel krudmaterialon aŭ igi ĝin diversaj produktoj.

Pirólisis ( "Pyro" - fajron "lys" - detruo) - kemia dekadenco procezo komplikaj kaj grandaj molekuloj en pli malgrandaj sub la influo de altaj temperaturoj kaj katalizilo. Oleo, kiel estas konata, estas miksaĵo de hidrokarbonoj konsistas lumo, meza kaj peza frakcioj. De la unua, la tre malalta molekula pezo, kaj estas Propileno kaj etano en la pirólisis. Tiu procezo estas efektivigita en specialaj fornoj. En la plej progresinta fabrikantoj de procezo teknologio estas malsama: iuj sablo estas uzita kiel refrigerante, la alia - kvarco, kaj aliaj - coque; Vi ankaŭ povas dividi la forno en sia strukturo: estas tubulares kaj convencionales, kiel ili estas nomataj reaktoroj.

Sed la pirólisis procezo produktas sufiĉe pura apogilo, ĉar, krom li, tie estas formita miriado de hidrokarbonoj, kiu tiam devas dividi juste energion-intensa manieroj. Tial, akiri pura materialo kiel uzata por la deshidrogenación de alcanos sekvita de hidratación: en nia kazo - propano. Kaj ankaŭ la polimerización procezo priskribita pli supre nur ne okazas. Fendiĝon de hidrogeno molkuly limigi hidrokarbonoj okazas sub la ago de kataliziloj de trivalenta kromo oksido kaj aluminia oksido.

Sed antaŭ pluiri al la rakonto de kiel la hidratación procezo, rigardas la strukturon de nia saturitaj hidrokarbonoj.

Precipe propileno strukturo

Propen mem - nur la dua membro de kelkaj alquenos (hidrokarbonoj kun unu duobla ligo). Por facileco, li estas dua nur al etileno (de kiu, kiel vi eble supozas, fari polietileno - la polimero pezo de la mondo). En la normala stato propen - gason kiel ĝia "parenco" de la familio de alcanos, propano.

Sed signifa diferenco propano de Propileno - estas ke la lasta havas en lia komponado duoblan ligon, kio ŝanĝas radikale lia kemiaj proprietoj. Ĝi permesas la rilaton al molekulo de saturitaj hidrokarbonoj aliaj substancoj, per komponaĵo akiris kun tute malsamaj propraĵoj estas ofte tre grava por industrio kaj domanaro.

Estas tempo por paroli pri la reago teorio, kiu, fakte, la temo de tiu artikolo. En la sekva sekcio, Vi lernos ke formis unu el la plej komerce gravaj produktoj, kaj kiel faras ĉi reago kaj kiuj estas la nuancoj en ĝi kiam propileno hidratación.

La teorio de hidratación

Por komenci, ni turnu al pli ĝenerala procezo - solvation - kiu inkludas ankaŭ la supre priskribita reago. Ĉi kemia konvertiĝo, kiu konsistas en kunigi la solida molekuloj al la molekuloj de la solute. Tiel ili povas formi novajn molekulo, aŭ la tiel nomata solvates, - partikloj konsistanta el la solute molekuloj kaj solida rilatajn elektrostatika interago. Ni interesiĝas nur la unuan tipon de materialoj, ĉar kiam la hidratación de propileno estas prefere formis tian produkton.

En la pli supre maniero solvation solventaj molekuloj estas kunigitaj al la solute, akiris novajn komponaĵojn. En organika kemio ventajosamente formis dum hidratación alkoholoj, cetonas kaj aldehídos, sed estas kelkaj aliaj kazoj, kiel ekzemple la formado de glycols, sed ili ne estos diskutita. Fakte, ĉi tiu procezo estas tre simpla, sed samtempe estas sufiĉe komplika.

hidratación meĥanismo

Duobla ligo, kiel estas konata, konsistas el du specoj de atoma kateno pi kaj sigma katenoj. Pi-ligo rompitaj sur hidratación ĉiam la unua reago, kiel ĝi estas malpli forta (havas pli malgrandan energio de ligo). Ĉe lia rompo formas du vaka orbitales de la du najbaraj karbonon kiu povas formi novajn sxnurojn. A akvo molekulo kiu ekzistas en solvo en la formo de du eroj de hidroksido jono kaj protono, kapablas aliĝante eksplodis duobla ligo. En tio la hidroksido jono estas alfiksita al la centra atomo de karbono kaj la protono - al la dua ekstrema. Tiel, en la hidratación de propileno estas formita ĉefe 1-propanol, aŭ isopropil alkoholo. Tio estas tre grava afero, ĉar ĝi eblas akiri oxidación de acetono, uzita en grandaj kvantoj en nia mondo. Oni diras al ni, ke ĝi estas formita ĉefe, sed tio ne estas vera. Mi devas diri ĉi tion: la sola produkto formita de hidratación de propileno, kaj ĉi - isopropil alkoholo.

Ĉi tio, kompreneble, ĉiuj subtilaĵoj. Fakte, ĉio povas esti multe pli facile priskribebla. Kaj nun ni scias kiel skribi lernejo kurson de procezo kiel la hidratación de propileno.

Reago: kiel okazas

En kemio signifi ĉio estas simpla: kun la helpo de la reago ekvacio. Tio kemia transformo de materio sub diskuto povas esti priskribita tiel. Hidratación de propileno, la reago ekvacio estas tre simpla kaj ĝi okazas en du stadioj. Unua rompi la pi-ligo, parto de duobla. Tiam la molekulo de akvo en la formo de du eroj de hidróxido anjono kaj hidrogeno katjono, taŭga por propileno molekulo havanta aktiva tempo de du vaka sidlokoj por formi katenojn. Hidroksido jono formas ligon kun la atomo de karbono malpli hidrogenados (tio kun, al kiu minimuman kvanton de hidrogeno atomoj), kaj protono, respektive, - kun la ceteraj ekstrema. Tiel, sola produkto de: limigi la monohydric alkoholo estas isopropanol.

Kiel registri respondon?

Nun ni lernos kiel por skribi la lingvon de la kemia reago, reflektante procezo kiel la hidratación de propileno. Formulo kiu estas utila al ni: CH ₂ = CH - CH _3. Tiu estas la formulo de la ekkuro materialo - Propileno. Kiel vi povas vidi, ĝi havas duoblan ligon estas indikita de la signo "=", kaj sur cxi tiu loko prisoednyatsya akvo kiam la hidratación de propileno okazos. Reago ekvacio povas esti skribita kiel: CH ₂ = CH - CH ₃ + _H2O = CH ₃ - CH (OH) - CH _3. La hidroksila grupo en la paréntesis signifas ke tiu parto ne estas en la ebena de la formulo, kaj sube aŭ supre. Ĉi tie ni ne povas montri la anguloj inter la tri grupoj, etendante de la meza karbona atomo, sed diri ke ili estas proksimume egala al unu la alian kaj fari ĝis 120 gradoj.

Kie estas ĝi uzis?

Ni jam menciis, ke akiris en la kurso de la reago substanco estas vaste uzata por la sintezo de aliaj esencaj substancoj por ni. Estas tre simila en strukturo al acetono, el kiu ĝi diferencas nur en tiu anstataŭ staranta gidroksogrupp keto (kio estas, atomo de oksigeno konektitaj de duobla ligo al atomo de nitrogeno). Kiel estas konata, acetono mem estas uzata en glazuroj kaj solidaj, sed krome, ĝi estas uzata kiel reactivo por plua sintezo de pli kompleksaj substancoj kiel ekzemple poliuretanos, epoxi rezino, anhídrido acético , kaj tiel plu.

acetono produktante reago

Ni pensas ke estas utilaj por priskribi la transformo de isopropil alkoholo, acetono, precipe ekde ĉi tiu reago ne estas tiel komplika. Por komenci, propanol kaj forvaporiĝis ĉe 400-600 gradoj Celsius oksilyayut oksigeno je speciala katalizilo. Tre pura produkto estas ricevita per efektivigi la reagon en arĝenta maŝo.

reago ekvacio

Ni ne iros en detaloj de la mekanismo de reago por la oxidación de propanol en acetono ĉar ĝi estas tre kompleksa. Limigos konvencia kemia konvertiĝo ekvacio: CH ₃ - CH (OH) - CH ₃ + _O2 = CH ₃ - C (O) - CH ₃ + _H2O Kiel montrita en Skemo ĉiuj sufiĉe simpla, sed estas necese iri pli profunde en la procezo, kaj ni alfrontos multajn malfacilaĵojn.

konkludo

Do ni malmuntis la propileno hidratación procezo kaj la ekvacio por la reago studis kaj la mekanismo de lia okazaĵo. Konsiderita la teknologia principoj estas la bazo de la reala procezoj okazis en la industrio. Kiel ĝi rezultis, ili ne estas tre kompleksa, sed havas realan profiton por nia ĉiutaga vivo.