Восстановление органических соединений до метана

Рассмотренные нами пинаколиновая и бензиловая перегруппировки являются частными случаями важного для органической химии процесса окислительно-восстановительного диспропорционирования. Степень окисления углерода может колебаться от +4 (метан СН4) до —4 (двуокись углерода СО2). Для метилового спирта она равна +2, для формальдегида — нулю, для муравьиной кислоты равна —2. В сложной органической молекуле обычно присутствуют углеродные атомы различных степеней окисления. На обширном классе реакций, включающих упомянутые нами перегруппировки, показано, что органическим соединениям свойственно стремление к такому изменению степени окисления атомов углерода, которое приводило бы к возможно более восстановленным и возможно более окисленным состояниям. [c.216]

Наиболее логично классифицировать каталитические процессы газоочистки по типу протекающих реакций окисление, гидрирование, гидролиз и т. д. Одпако четко провести такую классификацию не всегда возможно, так как при отдельных процессах протекают одновременно различные реакции и в ряде случаев весьма трудно установить, какая именно реакция преобладает. Поэтому обычно процессы различают или по виду удаляемых примесей, или по характеру химической реакции. Именно этот не всегда последовательный принцип и принят нри дальнейшем изложении материала. Важнейшие применяемые в промышленности процессы каталитической очистки газа охватывают а) превращение органических сернистых соединений, содержащихся в топливных, нефтезаводских и синтез-газах, в сероводород или кислородные соединения серы б) удаление окиси углерода из синтез-газа или инертных газов путем превращения в двуокись углерода или метан в) превращение ацетилена, содержащегося в олефиновых газовых потоках, в этилен методом избирательного гидрирования наконец, г) окисление и восстановление многочисленных нежелательных органических и неорганических соединений, содержащихся в отходящих газах промышленности. Процессы, предназначенные для каталитического окисления сернистых соединений (как сероводорода, так и органических), подробно рассмотрены в главе восьмо , так как эти процессы тесно связаны с сухой очисткой окисью железа и поэтому в большей мере относятся к сухим окислительным, процессам очистки от серы. [c.325]

Сырьем для их получения служат водород, окись углерода, метан и его гомологи, этилен, пропилен, н-бутилен, изобутилен, ацетилен, бензол, толуол, нафталин и др., получаемые при переработке жидкого, твердого и газообразного топлив. В производстве синтетических органических продуктов используются процессы окисления и восстановления, гидрирования и дегидрирования, гидратации и дегидратации, сульфирования, нитрования, галоидирования и др. На их основе осуществляется синтез самых различных соединений, служащих сырьем для получения полимеров, синтетических красителей, ядохимикатов, смазочных, моющих, душистых и лекарственных веществ и т. д. Большинство органических процессов протекает в присутствии катализаторов. [c.320]

Но теперь, наверное, читатель все же хочет спросить, почему мы придаем столь большое значение доказательству того, что атмосфера Земли была восстановительной и, следовательно, содержала углерод — главный компонент всех органических соединений — также в восстановленной форме. Ведь в конце концов живые существа могли, пожалуй, возникнуть и в воде, а вовсе не в воздухе. Итак, какое значение имеет присутствие в атмосфере углерода наряду с метаном, аммиаком и цианом [c.383]

Кислород применяют как газ-носитель для превращения органических соединений до детектирования в углекислый газ и воду. Здесь используют тот же принцип, что и при восстановлении в метан для получения количественных данных нужно только знать число углеродных атомов в соединении и определить величину сигнала детектора по отношению к углекислому газу. Однако эту методику применяют редко, поскольку органические соединения можно окислить до СОг в трубке, заполненной СиО, используя инертный газ-носитель. [c.98]

В органической химии термины окисление и восстановление не столь легко определить. Для того чтобы решить вопрос о состояний окисления данного соединения, необходимо рассматривать его электронную плотность. Практически нет разницы в распределении электронов около атомов углерода в метане, этане или других алканах. У этилена расположение я-связи в пространстве таково, [c.302]

Бактерии-хемосинтетики относятся к лишенным пигментов автотрофным организмам. Хемоавтотрофные бактерии не используют солнечную энергию и могут жить в темноте. Они отличаются от пигментированных бактерий тем, что используют для целей восстановления СОг энергию аэробных окислительных процессов. Многие представители хемосинтезирующих бактерий способны жить только на неорганических средах, окисляя те же субстраты, что и фотоавтотрофные бактерии. Другие развиваются и в присутствии простых органических соединений (метан, метиловый спирт и др.), которые используются ими опять-таки только как донаторы водорода. [c.102]

Полагают, что в те времена атмосфера была совершенно не такой, как теперь. Легкие газы — водород, гелий, азот, кислород и аргон — покидали атмосферу, поскольку гравитационное поле нашей планеты, еще недостаточно плотной, не могло их удержать. Однако простые соединения, содержащие, среди прочих, эти элементы, должны были удерживаться к ним относились вода, аммиак, диоксид углерода и метан. До тех пор пока температура Земли не упала ниже 100 °С, вся вода, вероятно, находилась в парообразном состоянии. Атмосфера была, по-видимо-му, восстановительной , о чем свидетельствует наличие в самых древних горных породах Земли металлов, таких как двухвалентное железо, в восстановленной форме. Более молодые горные породы содержат металлы в окисленной форме, например двухвалентное железо. Отсутствие в атмосфере кислорода было, вероятно, необходимым условием для возникновения жизни лабораторные опыты показывают, что, как это ни парадоксально, органические вещества (основа живых организмов) гораздо легче образуются в восстановительной среде, чем в атмосфере, богатой кислородом. [c.275]

Таким образом, почвенная биота представляет собой сложное сообщество видов, объединенных тесными трофическими связями. Это сообщество реализует сложный круговорот элементов и веществ, протекающий в почвенной среде растения поставляют в почву органическое вещество, гетеротрофы его минерализуют анаэробные микроорганизмы продуцируют газы из разлагаемых растительных остатков, специфические аэробные бактерии окисляют водород, метан, различные соединения серы железомарганцевые бактерии окисляют восстановленные формы железа и марганца, которые, в свою очередь, восстанавливаются при окислении органического вещества почвы бактерии-азотфиксаторы поставляют азот в почву, а бактерии-денитрификаторы его возвращают в атмосферу и т.д. Деятельность почвенных организмов обеспечивает длительное поддержание свойств почвенной среды, нарушение которого в результате деятельности человека приводит к необратимым изменениям и утрате функций почв. В последующем для их восстановления требуются огромные усилия. [c.159]

Пурпурные серобактерии способны также использовать в качестве донатора водорода различные органические вещества (жирные кислоты, гидроксикислоты), а некоторые виды осуществляют восстановление СОг за счет молекулярного водорода. Все они — анаэробы. Пурпурные несерные бактерии используют для восстановления СОг, главным образом, водород органических соединений (метан, алифатические кислоты, спирты), хотя способны использовать и неорганические соединения серы, а также молекулярный водород. Пигментами этих бактерий также являются бактериохлорофилл в сочетании с различными каротино-идами. Свет, поглощенный рядом каротиноидов фотосинтезирующих бактерий, используется для фотосинтеза, по-видимому, путем передачи поглощенной этими пигментами энергии бакте-риохлорофиллу. [c.100]

В организме яды могут подвергаться разнообразным превращениям Окислению, восстановлению, соединяться с другими веществами и пр. В результате таких превращений чаще образуются менее токсичные вещества, хотя известны и обратные случаи. Так, монофторацетат не ядовит, но в организме из него образуется фтортрикарбоновая кислота (вероятно, фторлимонная), уже в малых концентрациях токсичная. В литературе имеются попытки связать токсические свойства, или по крайней мере степень токсичности, вещества с его составом и строением [1]. Известно, например, что циклические органические соединения более токсичны, чем органические соединения с открытой цепью, имеющие в своем составе те же группы. Чем выше непредельность органического соединения, тем больше его химическая и биологическая активность ацетилен более. ядовит, чем этилен, а этилен — более, чем этан. Галоидозамещенные углеводородов жирного ряда отличаются более высокой токсичностью, чем углеводороды, из которых они образуются, например галоидопроизводные метана и бензола более токсичны, чем метан или бензол. Степень насыщенности также связана с токсичностью. Однако этих наблюдений недостаточно для выводов о зависимости токсичности соединений от его структуры и их можно рассматривать как ориентировочные. Следует иметь в виду, что токсичность вещества часто зависит от особенностей (строение, структура, функциональная деятельность и т. д.) соединений, находящихся внутри клеток организма, с ко- [c.36]

Легкость расщепления связи углерод-галоген в значительной степени определяется структурой углеродного скелета и наличием функциональных групп в непосредственной близости к атому галогена. При восстановлении гт-замещенных органических соединений легкость восстановления повышается по мере увеличения числа атомов галогена п )и одном атоме углерода. Это подтверждается сравнением потенциалов восстановления (В) полигалогензамещенных метанов [c.235]

Таким образом, можно принять, что первый период распада органических соединений в метан-тэнке характеризуется интенсивным накоплением жирных кислот, образование которых сопровождается одновременным выделением углекислого газа. Па дальнейших этапах процесса брожения жирные кислоты перерабатываются микроорганизмами, краткое описание которых было дано в общей части настоящей работы. При этом обычно получаются значительные количества метана. Не исключена возможность частичного образования СН4 также путем восстановления водородом углекислоты. Реальность подобной реакции убедительно была показана Корольковым (1923). Позднее Баркер (Вагкег, 1936) доказал, что отмеченный нами восстановительный процесс осуществляется специфической бактерией — Ba t. omelianskii. Очевидно, такая же реакция может происходить и под в.лиянием деятельности других бактерий. [c.258]

Калибровка значительно упрощается и чувствительность термических детекторов увеличивается, если все органические вещества, выходящий из хроматографической колонки, до их поступления в детектор переводят в какое-либо одно химическое соединение. Углеводороды и их производные можно сжиганием перевести в СОг и воду или каталитическим восстановлением — в метан и воду. Эти реакции проводят непосредственно в потоке газа-носителя. При поглощении воды в осушительной колонке только углекислый газ или метан поступает в детектор, где и определяется. Хлорированные углеводороды сжигают над платиновым катализатором и полученную соляную кислоту измеряют кулонометрически (см. раздел Г, V, г). Таким образом, единственными сведениями, необходимыми для калибровки, являются сигнал детектора на индивидуальное вещество и эмпирическая формула для негорючих элюируемых компонентов. Чувствительность термических детекторов несколько улучшается, поскольку через детектор проходит большее число молекул, чем имеется в исходной пробе, вследствие более низкого молекулярного веса продуктов реакции. Чувствительность, к сожалению, ловышается не прямо пропорционально числу новых молекул. Изменение тем не менее значительно и должно быть учтено при выборе этого метода. Кроме того, углекислый газ и метан являются постоянными газами, [c.68]

Лучший субстрат для биологической денитрификации - метанол. Соединение дешевое, легко окисляется с образованием минимального количества углерода для ассимиляционных процессов, поэтому в очищенную сточную воду попадает мало дополнительных загрязнений. Основные микроорганизмы, участвующие в денитрификации в системах с метанолом -Hyphomi robium и Para o us. Можно использовать также этанол, уксусную кислоту, углеводы, но при этом очистка сточных вод менее эффективна. При использовании углеводов большая часть сахаров ассимилируется, наблюдается активный рост бактерий и грибов, в результате чего повышается общее содержание органических загрязнений в сточной воде. Для денитрификации можно использовать и метан, но из-за небольшой по сравнению с метанолом скорости его окисления необходимый эффект не достигается. Для восстановления нитратов и нитритов может использоваться и водород. [c.441]

Озерд — наглядная модель зональностп, наблюдающейся ц в других биокосных системах. В водах ландшафта окислительная среда почв склонов сменяется восстановительной в болотах. И для биосферы в целом характерна принципиально та же зональность. В водах земной поверхности преобладает окислительная среда, хотя здесь имеются очаги восстановления в илах и болотах. В глубоких подземных водах биосферы уже нет свободного кис- лорода или его не хватает для окисления органического вещества. Поэтому там развиваются анаэробные процессы, создается резко восстановительная среда с сероводородо.м, сульфидами, метаном и другими соединениями. [c.105]