Penghidratan Propylene: reaksi Persamaan

bahan-bahan organik mempunyai tempat yang penting dalam kehidupan kita. Mereka adalah polimer komponen utama yang terdapat di sekeliling kita: ia adalah beg plastik, dan getah, serta banyak bahan-bahan lain. Polipropilena meliputi dalam siri ini tidak adalah langkah terakhir. Ia juga termasuk dalam pelbagai bahan dan digunakan dalam pelbagai industri seperti pembinaan, yang digunakan di rumah sebagai bahan untuk cawan plastik dan lain-lain kecil (tetapi tidak dalam skala pengeluaran) diperlukan. Sebelum kita bercakap mengenai proses tersebut, kerana penghidratan propylene (yang, dengan cara itu, kita boleh mendapatkan alkohol isopropyl), melihat sejarah penemuan bahan ini penting untuk industri.

cerita

Oleh itu, tarikh pembukaan Propylene tidak. Walau bagaimanapun, polimer yang - Polypropylene -was sebenarnya dibuka pada tahun 1936 oleh ahli kimia Jerman yang terkenal Otto Bayer. Sudah tentu, secara teori, ia dikenali sebagai salah satu boleh mendapatkan apa-apa perkara yang penting, tetapi dalam amalan ini tidak berjaya. Ia berjaya hanya pada abad pertengahan kedua puluh apabila Jerman dan ahli kimia Itali dan Ziegler Nutt dibuka tak tepu pemangkin hidrokarbon pempolimeran (yang mempunyai satu atau lebih ikatan ganda dua), yang kemudiannya dan dinamakan: Ziegler-Natta pemangkin. Sehingga ke tahap ini ia adalah mustahil untuk membuat tindak balas pempolimeran bahan-bahan tersebut telah hilang. Mereka dikenali reaksi polycondensation, apabila pemangkin tanpa menyentuh isi yang berkaitan dengan rantaian polimer, dan dengan itu membentuk oleh-produk. Tetapi dengan hidrokarbon tak tepu tidak berjaya.

Satu lagi proses yang penting yang berkaitan dengan bahan ini, adalah penghidratan beliau. Propylene semasa awal penggunaannya adalah cukup banyak. Dan semua ini terima kasih kepada syarikat-syarikat pemprosesan minyak dan gas mencipta propene penawar (juga kadangkala dirujuk sebagai bahan yang diterangkan). Keretakan minyak mentah a-produk dengan, dan apabila ternyata bahawa derivatif daripadanya, isopropyl alkohol, adalah asas untuk sintesis banyak bahan yang berguna bagi manusia, banyak syarikat, seperti BASF, dipatenkan kaedah pengeluaran mereka dan melancarkan perdagangan besar dalam hubungan ini. Propylene Penghidratan telah diuji dan digunakan sebelum pempolimeran sebabnya aseton, hidrogen peroksida, isopropylamine bermula lebih awal untuk menghasilkan polipropilena.

Satu proses yang sangat menarik pemisahan propene daripada petroleum. Ia adalah kepadanya kita beralih pula.

Pengasingan Propylene

Sebenarnya, dalam memahami teori kaedah asas adalah untuk hanya satu proses: minyak pirolisis dan gas yang berkaitan. Tetapi kini pelaksanaan teknologi - hanya laut. Hakikatnya adalah bahawa setiap syarikat bertujuan untuk mendapatkan cara yang unik dan melindungi paten dan lain-lain syarikat juga mencari cara tersendiri untuk masih membuat dan menjual propene sebagai bahan mentah atau mengubahnya menjadi pelbagai produk.

Pirolisis ( "Pyro" - api "lys" - kemusnahan) - molekul kimia proses pereputan rumit dan besar kepada yang lebih kecil di bawah pengaruh suhu yang tinggi dan pemangkin. Minyak, seperti yang diketahui, adalah campuran hidrokarbon terdiri daripada ringan, sederhana dan pecahan berat. Dari yang pertama, berat molekul yang rendah, dan propene dan etana dalam pirolisis. Proses ini dijalankan dalam relau khas. Dalam pengeluar paling maju teknologi proses adalah berbeza: beberapa pasir digunakan sebagai penyejuk, yang lain - kuarza, dan lain-lain - kok; Anda juga boleh membahagikan ketuhar dalam struktur mereka: terdapat tiub dan konvensional, sebagai mereka telah dipanggil reaktor.

Tetapi proses pirolisis menghasilkan prop bersih cukup, kerana selain beliau, terdapat terbentuk pelbagai hidrokarbon, yang kemudiannya perlu membahagikan cara yang agak intensif tenaga. Oleh itu, untuk mendapatkan bahan tulen seperti yang digunakan untuk nyahhidrogenan alkana diikuti oleh penghidratan: dalam kes kami - propana. Serta proses pempolimeran yang dinyatakan di atas hanya tidak berlaku. Belahan daripada hidrogen molkuly mengehadkan hidrokarbon berlaku di bawah tindakan pemangkin oksida trivalen kromium dan aluminium oksida.

Tetapi sebelum beralih kepada kisah bagaimana proses penghidratan, melihat struktur hidrokarbon tak tepu kami.

Terutamanya struktur propylene

Propen sendiri - hanya ahli kedua beberapa alkena (hidrokarbon dengan satu ikatan double). Untuk memudahkan, beliau adalah kedua hanya untuk etilena (dari mana, seperti yang anda sangka, membuat polietilena - berat polimer di dunia). Dalam propen keadaan normal - gas sebagai "saudara" yang daripada keluarga alkana, propana.

Tetapi perbezaan propana ketara daripada propene - adalah bahawa kedua mempunyai dalam komposisinya ikatan kembar, yang radikal mengubah sifat-sifat kimianya. Ia membolehkan sambungan kepada molekul hidrokarbon tak tepu bahan-bahan lain, di mana sebatian diperolehi dengan ciri-ciri yang berbeza sering sangat penting bagi industri dan isi rumah.

Ia adalah masa untuk bercakap mengenai teori tindak balas, yang, sebenarnya, subjek artikel ini. Dalam bahagian seterusnya, anda akan belajar yang membentuk salah satu produk yang paling komersial yang penting, dan bagaimana tindak balas ini dan apakah nuansa di dalamnya apabila propylene penghidratan.

Teori penghidratan

Sebagai permulaan, mari kita beralih kepada proses yang lebih umum - solvation - yang termasuk juga tindak balas yang diterangkan di atas. Ini penukaran kimia, yang terdiri dalam menyertai molekul pelarut kepada molekul bahan larut. Oleh itu mereka boleh membentuk molekul baru, atau yang dikenali sebagai solvates, - zarah yang terdiri daripada molekul bahan larut dan pelarut interaksi elektrostatik yang berkaitan. Kami berminat dalam hanya jenis pertama bahan-bahan, kerana apabila penghidratan Propylene adalah sebaik-baiknya membentuk produk tersebut.

Dalam kaedah solvation di atas molekul pelarut yang melekat pada bahan larut, yang diperolehi sebatian baru. Dalam kimia organik advantageously terbentuk semasa alkohol penghidratan, keton dan aldehid, tetapi terdapat beberapa kes-kes lain, seperti pembentukan glikol, tetapi mereka tidak akan dibincangkan. Malah, proses ini adalah sangat mudah, tetapi pada masa yang sama adalah agak rumit.

mekanisme penghidratan

ikatan kembar, seperti yang diketahui, terdiri daripada dua jenis ikatan atom: pi dan sigma bon. Pi-bon dipecahkan kepada penghidratan sentiasa reaksi pertama, kerana ia adalah kurang kuat (mempunyai tenaga mengikat yang lebih kecil). Di pecah itu membentuk dua orbital kosong dua atom karbon bersebelahan yang boleh membentuk ikatan baru. Satu molekul air yang wujud dalam larutan dalam bentuk dua zarah ion hidroksida dan proton, mampu menyertai meletup ikatan berganda. Mana ion hidroksida yang dilampirkan kepada atom karbon pusat dan proton - untuk melampau kedua. Oleh itu, dalam penghidratan Propylene terbentuk terutamanya 1-propanol, atau isopropyl alkohol. Ini adalah satu perkara yang sangat penting, kerana ia adalah mungkin untuk mendapatkan pengoksidaan aseton, yang digunakan dalam kuantiti yang besar di dunia kita. Kita diberitahu bahawa ia ditubuhkan terutamanya, tetapi ini adalah tidak benar. Saya perlu menyatakan ini: hanya produk yang dibentuk oleh penghidratan propilena, dan ini - alkohol isopropyl.

Ini, sudah tentu, semua perihal tersirat. Malah, segala-galanya boleh menjadi lebih mudah untuk digambarkan. Dan sekarang kita tahu bagaimana untuk menulis kursus sekolah sesuatu proses seperti penghidratan propylene.

Reaksi: bagaimana ia berlaku

Dalam kimia untuk menunjukkan segala-galanya adalah mudah: dengan bantuan persamaan tindak balas. Bahawa transformasi kimia perkara yang dibincangkan boleh digambarkan dengan cara ini. Penghidratan propilena, persamaan tindak balas adalah sangat mudah dan berlaku dalam dua peringkat. Pertama melanggar pi-bon, sebahagian daripada double. Maka molekul air dalam bentuk dua zarah anion hidroksida dan hidrogen kation, sesuai untuk molekul Propylene mempunyai masa aktif daripada dua kerusi kosong untuk membentuk ikatan. ion hidroksida membentuk ikatan dengan atom karbon yang kurang hidrogenasi (iaitu dengan, yang jumlah minimum atom hidrogen) masing-masing, dan proton, - dengan melampau tinggal. Oleh itu, produk tunggal: mengehadkan alkohol monohydric adalah minyak berasaskan tumbuhan.

Cara merakam jawapan?

Sekarang kita akan belajar bagaimana untuk menulis bahasa tindak balas kimia, mencerminkan proses yang seperti penghidratan propylene. Formula yang amat berguna kepada kami: CH ₂ = CH - CH _3. Ini adalah formula bahan permulaan - propene. Seperti yang anda lihat, ia mempunyai ikatan kembar ditunjukkan oleh tanda "=", dan di tempat ini akan prisoednyatsya air apabila penghidratan propylene akan berlaku. persamaan tindak balas boleh ditulis sebagai: CH ₂ = CH - CH ₃ + H ₂ O = CH ₃ - CH (OH) - CH _3. Kumpulan hidroksil dalam kurungan bermakna bahawa bahagian ini tidak dalam satah formula, dan di bawah atau di atas. Di sini kita tidak boleh menunjukkan sudut di antara ketiga-tiga kumpulan, bermula dari atom karbon pertengahan, tetapi mengatakan bahawa mereka adalah lebih kurang sama dengan satu sama lain dan membuat sehingga 120 darjah.

Di mana ia digunakan?

Kita telah menyebut yang diperolehi semasa bahan tindak balas digunakan secara meluas untuk sintesis bahan-bahan penting yang lain kepada kami. Ia adalah sangat serupa dalam struktur kepada aseton, dari mana ia hanya berbeza dalam bahawa bukan berdiri di sana keto gidroksogrupp (iaitu, atom oksigen dihubungkan dengan ikatan kembar kepada atom nitrogen). Seperti diketahui, aseton sendiri digunakan dalam varnis dan pelarut, tetapi di samping itu, ia digunakan sebagai bahan tindak balas untuk sintesis mengandungi lebih bahan-bahan yang kompleks seperti polyurethanes, resin epoksi, anhidrida asetik , dan sebagainya.

aseton tindak balas menghasilkan

Kami fikir ia adalah berguna untuk menggambarkan transformasi alkohol isopropyl, aseton, terutamanya kerana tindak balas ini tidak begitu rumit. Untuk memulakan, propanol dan sejat di 400-600 darjah Celsius oksilyayut oksigen pada pemangkin istimewa. Produk sangat tulen diperolehi dengan menjalankan tindak balas dalam jaringan perak.

persamaan tindak balas

Kami tidak akan pergi ke butiran mekanisme tindak balas bagi pengoksidaan propanol dalam aseton kerana ia adalah sangat kompleks. Mengurung konvensional persamaan penukaran kimia: CH ₃ - CH (OH) - CH ₃ + O ₂ = CH ₃ - C (O) - CH ₃ + H ₂ O. Seperti yang ditunjukkan dalam Skim semua agak mudah, tetapi ia adalah perlu untuk pergi lebih mendalam ke dalam proses, dan kita akan menghadapi beberapa kesukaran.

kesimpulan

Oleh itu, kita dibongkar proses penghidratan Propylene dan persamaan bagi tindak balas yang dikaji dan mekanisme kejadiannya. Dianggap prinsip teknologi adalah asas kepada proses sebenar yang berlaku dalam industri. Seperti yang ternyata, mereka tidak begitu kompleks, tetapi mempunyai manfaat sebenar untuk kehidupan seharian kita.