Hydratácia propylénu: reakčná rovnica

Organické látky majú významné miesto v našom živote. Oni sú hlavnou zložkou polyméry, ktoré sú všade okolo nás: je to plastové vrecká, a guma, rovnako ako mnoho iných materiálov. Polypropylén sa vzťahuje na táto séria nie je posledným krokom. To je tiež v rôznych materiálov a je používaný v mnohých priemyselných odvetviach, ako je stavebníctvo, domáce použitie ako materiál pre plastové tégliky a iné malé (ale nie na meradle výroby) potrebuje. Predtým, než budeme hovoriť o takom postupe, ako hydratácia propylénu (ktorú mimochodom, môžeme dostať izopropylalkohol), pozrieť sa na históriu objavu tejto základnej látky pre priemysel.

príbeh

Ako taký, termín otvorenia propylénu nie je. Avšak, jeho polymér - Polypropylén bol vyvinutý skutočne otvorený v roku 1936 slávny nemecký chemik Otto Bayer. Samozrejme, že teoreticky, to bolo známe ako jeden môže dostať tak dôležitú záležitosť, ale v praxi to nie je úspešný. To sa podarilo iba v polovici dvadsiateho storočia, kedy nemecký a talianskej chemikov a Ziegler Nutt otvoril nenasýtený uhľovodík polymerizačného katalyzátora (ktorý má jednu alebo viac dvojitých väzieb), ktorý je následne aj pomenované: Ziegler-Nattových katalyzátorov. Až do tohto okamihu bolo absolútne nemožné, aby sa polymerizácie týchto látok je preč. Boli známe polykondenzačné reakcie, kedy sa katalyzátor, bez toho aby sa podstatne pripojený k polymernímu reťazci, čím sa vytvorí vedľajšie produkty. Ale s nenasýtených uhľovodíkov nie sú úspešné.

Ďalšie dôležitý proces spojený s touto látkou, bola jeho hydratácie. Propylén pri začiatku jeho používanie bolo celkom veľa. A to všetko vďaka vymysleli rôzne ropy a zemného plynu spoločnosti spracovávajúci liek propén (niekedy tiež označované ako látka, bolo popísané). Krakovania ropy bol vedľajší produkt, a keď sa ukázalo, že jej derivát, izopropylalkohol, je základom pre syntézu mnohých užitočných látok pre ľudstvo, mnoho spoločností, ako je napríklad BASF, patentovaný spôsob ich výroby a začala masívne obchod v tejto súvislosti. Propylén Hydratácia bola testovaná a aplikovaná pred polymerizácie je dôvod, prečo acetón, peroxid vodíka, isopropylamin začala skôr vyrobiť polypropylén.

Veľmi zaujímavý proces oddelenia propénu od ropy. To je pre neho teraz zameriame.

izolácia propylénu

V skutočnosti, v teoretické vedomosti základného metódy je iba jeden proces: pyrolýzne olej a spojené plyny. Ale teraz implementácia technológie - len more. Faktom je, že každá spoločnosť sa snaží získať jedinečný spôsob a chrániť jeho patent a iné podobné podniky sú tiež hľadá pre svoje vlastné spôsoby, ako sa stále vyrába a predáva propénu ako surovina alebo premeniť ju na celý rad produktov.

Pyrolitická ( "Pyro" - oheň "Lys" - zničenie) - chemický proces rozpadu komplikované a veľké molekuly do menších pod vplyvom vysokej teploty a katalyzátora. Olej, ako je známe, je zmes uhľovodíkov sa skladá z ľahkých, stredných a ťažkých frakcií. Od prvého, veľmi nízkej molekulovej hmotnosti, a sú propén a etán v pyrolýze. Tento postup sa vykonáva v špeciálnych peciach. Vo väčšine vyspelých výrobcov výrobnej technológii je iný: niektorí piesok sa používa ako chladivo, na druhej strane - kremeň, a iní - koksu; Môžete tiež rozdeliť rúru vo svojej štruktúre: tam sú rúrkovité a konvenčné, ako sa im hovorí reaktory.

Ale proces pyrolýza produkuje dostatok čistej rekvizitu, as, na rozdiel od neho je vytvorená nespočetné množstvo uhľovodíkov, ktoré potom musí deliť pomerne energeticky náročné spôsoby. Z tohto dôvodu, aby sa získal čistý materiál ako pre dehydrogenáciu alkánov s následnou hydratáciou: v našom prípade - propán. Rovnako ako polymerizačný proces popísaný vyššie jednoducho nestane. Odštiepenie z vodíka molkuly obmedzujúce uhľovodík dochádza pôsobením katalyzátorov oxidu trojmocného chrómu a oxidu hlinitého.

Ale predtým, než prejde k príbehu, ako celý proces hydratácie, pozrieme na štruktúru našich nenasýtených uhľovodíkov.

Zvlášť propylén štruktúra

Propén sama - len druhý člen radu alkénov (uhľovodíkov s jednou dvojitou väzbou). Pre jednoduchosť, že je na druhom mieste etylénu (z toho, ako asi tušíte, aby polyetylénu - polymérnej váhu vo svete). V normálnom stave propén - plyn ako jeho "príbuzný" rodiny alkánov, propánu.

Ale významný rozdiel propánu od propénu - je, že tento má vo svojom zložení dvojitú väzbu, ktorá radikálne mení jeho chemické vlastnosti. To umožňuje pripojenie na molekulu nenasýteného uhľovodíka ďalších látok, pričom zlúčenina získaná s úplne odlišnými vlastnosťami je často v priemysle a domácnosti veľmi dôležité.

Je na čase hovoriť o reakčnú teórie, ktorá v skutočnosti predmetom tohto článku. V ďalšej časti sa dozviete, že tvoril jeden z najviac komerčne dôležité produkty, a ako robí túto reakciu a aké sú nuansy v ňom pri propylén hydratácie.

teória hydratácia

Ak chcete začať, obráťme k všeobecnejšiemu procesu - solvatácie - čo zahŕňa aj vyššie popísané reakciu. Táto chemická premena, ktorá spočíva v spojovaní molekúl rozpúšťadla s molekulami solutu. Môžu tak tvoriť nové molekuly, alebo tzv Solve, - častice skladajúce sa z molekúl rozpustenej látky a rozpúšťadlá súvisiace elektrostatickú interakciu. Nás zaujíma iba prvého druhu materiálov, pretože, keď je hydratácia propylénu je s výhodou vytvorený takýto výrobok.

Vo vyššie uvedenom spôsobe solvatácie molekuly rozpúšťadla sú pripevnené k rozpustené látky, získané nové zlúčeniny. V organickej chémii s výhodou vytvorená v priebehu hydratácie alkoholy, ketóny a aldehydy, ale existujú niektoré ďalšie prípady, ako je napríklad tvorba glykolov, ale nebudú diskutované. V skutočnosti, tento proces je veľmi jednoduchý, ale zároveň je pomerne zložitá.

hydratácia mechanizmus

Dvojitú väzbu, ako je známe, sa skladá z dvoch typov atómových väzieb: PI a sigma väzby. Pi-väzba rozdelené po hydratácii vždy prvej reakcii, pretože to je menej silné (má menšiu väzobné energiu). Na jeho prasknutie vytvára dve voľné orbitály dvoch susedných atómov uhlíka, ktoré môžu tvoriť nové väzby. Molekula vody, ktorá existuje v roztoku vo forme dvoch častíc hydroxidového iónu a protónu, dokážu spájať rozložený dvojitú väzbu. Vyznačujúci sa tým, hydroxidového iónu pripojený k centrálnemu atómu uhlíka a protónu - do druhého extrému. Tak, v hydratácie propylénu je tvorená prevažne 1-propanol alebo izopropylalkohol. To je veľmi dôležitá vec, pretože je možné získať oxidácia acetónu, ktorý sa používa vo veľkých množstvách v našom svete. Dozvedáme sa, že je tvorený prevažne, ale to nie je pravda. Musím povedať: jediný produkt vytvorený hydratácie propylénu, a to - izopropylalkohol.

To, samozrejme, všetky nuansy. V skutočnosti všetko, čo môže byť oveľa jednoduchšie popísať. A teraz už vieme, ako písať školské priebeh procesu, ako je hydratácia propylénu.

Reakcia: ako sa to stane

V chémii pre označenie všetko je jednoduché: pomocou reakčnej rovnice. Že chemická premena hmoty v rokovaní možno opísať týmto spôsobom. Hydratácia propylénu, reakčná rovnica je veľmi jednoduchá a prebieha v dvoch fázach. Prvé porušenie pi-väzbu, časť dvojité. Potom sa molekula vody vo forme dvoch častíc hydroxidu aniónu a vodíkový katión, vhodné pre propylénu molekula, ktorá má aktívny dobu dvoch voľných miest na vytvorenie väzby. Hydroxidového iónu tvorí väzbu s atómom uhlíka, menej hydrogenácii (tj. S, ku ktorému minimálne množstvo atómov vodíka), a protón, v tomto poradí, - s zostávajúce extrémne. Preto jediný produkt: obmedzenie jednosýtne alkoholy, je izopropanol.

Ako nahrať odpoveď?

Teraz sa budeme učiť, ako písať jazyk chemické reakcie, čo odráža proces, ako je hydratácia propylénu. Vzorec, ktorý je užitočný pre nás: CH ₂ = CH - CH _3. To je vzorec východiskové látky - propén. Ako je vidieť, že má dvojitá väzba je označené symbolom "=", a na tomto mieste sa prisoednyatsya vodu, keď dôjde k hydratácii propylénu. Reakčná rovnica môže byť zapísaný ako: CH ₂ = CH - CH ₃ + H ₂ O = CH ₃ - CH (OH) - CH _3. Hydroxylová skupina v zátvorkách znamená, že táto časť nie je v rovine všeobecného vzorca, a pod alebo nad. Tu sa nedá zobraziť uhly medzi týmito troma skupinami, rozprestierajúce sa od stredovej atómu uhlíka, ale povedať, že sú približne navzájom rovnaké a doplní sa na 120 stupňov.

Tam, kde sa používa?

Už sme sa zmienili, že získané v priebehu reakčnej látky je široko používaný pre syntézu ďalších dôležitých látok pre nás. Je veľmi podobnú štruktúru ako acetón, z ktorej sa líšia len v tom, že namiesto toho, stál gidroksogrupp keto (tj, atóm kyslíka pripojený dvojitou väzbou k atómu dusíka). Ako je známe, acetón samotný sa používa v lakoch a rozpúšťadiel, ale okrem toho, že sa použije ako reakčné zložka pre ďalšiu syntézu zložitejších látok, ako sú polyuretány, epoxidové živice, anhydrid kyseliny octovej , a tak ďalej.

reakciu pri ktorej vzniká acetón

Myslíme si, že je vhodné popísať premenu izopropylalkohol, acetón, najmä preto, že táto reakcia nie je tak zložité. Po prvé, propanol a odparení pri 400-600 ° C oksilyayut kyslíka na špeciálnu katalyzátora. Veľmi čistý produkt sa získa že sa reakcia uskutočňuje v striebornej sieťoviny.

reakčná rovnica

Nebudeme zachádzať do podrobností reakčného mechanizmu pre oxidáciu propanolu v acetónu, pretože je veľmi zložité. Obmedziť konvenčné chemické konverzné rovnice: CH ₃ - CH (OH) - CH ₃ + O ₂ = CH ₃ - C (O) - CH ₃ + H ₂ O. Ako je ukázané v schéme všetkých pomerne jednoduché, ale je potrebné ísť hlbšie do procesu, a my sa stretávajú s množstvom problémov.

záver

Tak sme demontovať proces hydratácie propylénu a rovnice pre reakciu študované a mechanizmu jej vzniku. Považovanej technologické princípy sú základom skutočných procesov prebiehajúcich v tomto odvetví. Ako sa ukázalo, že nie sú príliš zložité, ale majú skutočný prínos pre náš každodenný život.