Каталитическая реакция гидратации

В 1867 г. Г. Дикон разработал получивший всемирную известность хлорный процесс—получение хлора окислением НС1 воздухом над медными соединениями. В 1867 г. А. Гофман получил впервые формальдегид окислением метилового спирта воздухом над платиной. В 1871 г. М. Г. Кучеров открыл замечательную реакцию гидратации ацетилена разбавленной серной кислотой в присутствии ртутных солей, которая лежит в основе многих каталитических превращений ацетилена, его гомологов и производных. В 1875 г. Кл. Винклер разрешил, наконец, проблему каталитического окисления SO, в SO3 воздухом в присутствии платинового катализатора, разработав промышленный способ контактного синтеза серной кислоты. Этот вопрос имеет многолетнюю интересную историю, начиная с работ И. Деберейнера и патента П. Филлипса в 1831 г., рекомендовавшего также платиновый катализатор, по потерпевшего неудачу из-за неумения проводить очистку сернистого газа от контактных ядов. В 1877 г. М. М. Зайцев опубликовал свои исследования по восстановлению различных органических соединений водородом в гетерогенной фазе над платиной или палладием, предвосхитив по существу методику гидрирования, разработанную гораздо позднее. В том же 1877 г. Н. А. Меншуткин начал свои классические исследования по приложению химической кинетики к органическим ссединениям в области изучения скоростей этерификации различных карбоновых кислот спиртами. В 1878 г. А. М. Бутлеров открыл реакцию уплотнения олефинов под действием серной кислоты, что явилось преддверием к синтезу высокомолекулярных соединений и процессов алкили-рования, имеющих сейчас огромное значение. Г. Г. Густавсон провел ряд исследований по каталитическому действию галогенидов алюминия на органические соединения, несколько опередив работы Ш. Фриделя и Дж. Крафтса. [c.15]

При гетеролитическом катализе промежуточное взаимодействие реагирующих веществ с катализатором протекает по гетеролитиче-скому механизму при этом образование и разрыв двухэлектронных связей протекает без разрушения и образования электронных пар. Гетеролитический механизм осуществляется при каталитических реакциях дегидратации спиртов, гидратации олефинов, крекинга, изомеризации, алкилирования углеводородов, гидролиза и многих других. Катализаторы для этой группы реакций должны обладать способностью к образованию координационной связи путем отдачи или присоединения электронной пары. В частности, они могут представлять собой протонные или апротонные кислоты и основания. [c.406]

ГИДРАТАЦИЯ И ДЕГИДРАТАЦИЯ КАТАЛИТИЧЕСКИЕ —реакции присоединения (гидратация) или отщепления (дегидратация) воды от органических соединений. Г. и Д. к.— одни из основных реакций органической химии. Основными видами реакций гидратации являются гидратация олефинов в спирты, ацетиленовых углеводородов в альдегиды и кетоны, нитрилов в амиды. На этих реакциях основываются промышленные способы производства важнейших продуктов органического синтеза. Реакции дегидратации составляют основу большинства реакций поликонден-сацин, играющих огромную роль при получении полимеров, алкидных или гли-фталевых смол, полиамидных волокон (найлона), мочевиноформальдегидных смол 1 др. [c.72]

По существу, целью всех многочисленных теорий катализа, которые начали появляться еще в прошлом столетии, было предвидение каталитического действия. Но, пожалуй, началом решения этой задачи следует считать рекомендации по подбору катализаторов, которые содержались в мультиплетной теории А. А. Баландина, теории активных центров X. С. Тэйлора и 3. К. Ридила, в классификации каталитических процессов С. 3. Рогинского, а затем в ряде электронных теорий. В результате появились более или менее общие и проверенные выводы о специфическом характере каталитического действия определенных, правда, довольно обширных групп катализаторов, например, для реакций гидро- и дегидрогенизации, окисления, галогенироваиия — металлы и оксиды металлов— полупроводники для реакций гидратации — дегидратации, гидрогалогенирования, алкилирования алкилгалогенидами — бренстедовские и льюисовские кислоты и основания. Но подбор [c.248]

Гомогенный катализ наиболее распространен в растворах. В связи с большим числом конкретных примеров гомогенно-каталитические реакции этого типа принято делить на кислотно-основные и окислительно-восстановительные с участием комплексных соединений. К кислотноосновному катализу относят процессы изомеризации, гидратации и дегидратации, гидролиза, этерификации, алкилирования, деполяризации. В зависимости от типа основания или кислоты эти реакции условно делят на четыре группы [c.181]

Одним из первых катализаторов была серная кислота при нагревании крахмала с разбавленной серной кислотой К. С. Кирхгоф (Петербург, 1811) произвел осахаривание крахмала и организовал промышленное производство глюкозы. Подобным же каталитическим действием обладает серная кислота (и некоторые другие кислоты) при реакции дегидратации спиртов до простых эфиров или до олефинов, или при обратной реакции гидратации этих веществ до соответствующего спирта. Так, при приливании этилового спирта к нагретой концентрированной серной кислоте при температуре 140 °С образуется эфир, при 170 °С—этилен При нагревании эфира или этилена с разбавленной серной кислотой происходит обратная реакция гидратации до этилового спирта. Сама же серная кислота при этом не расходуется, и если бы не наличие побочных реакций окисления, могла-бы катализировать превращение неограниченно больших количеств спирта или эфира. Если катализируемое вещество и катализатор находятся в одном и том же агрегатном состоянии и не имеют видимых поверхностей раздела (подобно тому, как это было в описанном примере), катализ называют гомогенным, если же катализатор представляет собой твер- [c.145]

К кислотно-основным каталитическим реакциям относятся процессы изомеризации, гидратации и дегидратации, гидролиза, эте-рификации, алкилирования, деполимеризации и многие другие. [c.623]

Катализ второго класса — ионный — протекает ца твердых телах, не имеющих свободных носителей тока в объеме, т. е. на изоляторах. Электропроводность этих тел, заметная при высоких температурах, — ионная, аналогичная электропроводности электролитов. Катализаторы этого типа, как правило, не окрашены реакции происходят без разделения электронных пар и объединяются в тип гетеролитических. Сюда относятся реакции изомеризации, присоединения (гидратации, аминирования), замещения гидролиза), дезаминирования. Указанные два класса каталитических реакций не включают в себя, однако, всех возможных механизмов катализа. [c.13]

Изменение химического состава катализатора под влиянием среды весьма часто не приводит к образованию новой фазы, но заметно сказывается на каталитической активности. В окисных полупроводниковых катализаторах это связано с обогащением или обеднением окисла кислородом по сравнению со стехиометрическим составом. Такого типа явления наблюдались, например, в реакции разложения метанола на окиси цинка [101 ] и в реакции окисления водорода на окиси никеля [102]. Для кислотно-основных катализаторов такого типа влияние среды на катализатор связано со степенью гидратации, а следовательно, с величиной функции кислотности катализатора. Действительно, при реакциях гидратации-дегидрата-ции всегда существует равновесие гидратированных и дегидратированных форм катализатора [c.49]

Кинетика реакции. Кинетические соотношения, полученные для реакции гидратации этилена на твердых катализаторах (окиси вольфрама), описывают процесс как поверхностную каталитическую реакцию без адсорбции и ингибирования. [c.192]

В качестве катализаторов щироко используются металлы, такие как никель, платина, палладий, медь и др. Эти металлы используют в реакциях гидрирования и дегидрирования, платину применяют также в реакциях каталитического окисления, например, при окислении аммиака до оксида азота (II). Очень хорошими катализаторами являются кристаллические алюмосиликаты — цеолиты, АЬОз, АЬ(804)з. Эти вещества образуют кристаллогидратные соединения с водой, поэтому их используют как катализаторы в реакциях гидратации и дегидратации. [c.46]

Приближенные данные по равновесию парофазных, каталитических реакций гидратации олефинов приведены в табл. 35. Позднейшие работы не внесли очень больших изменений в приведенные значения. Джиллиленд [3] предложил следующее уравнение для изменения свободной энергии при реакции [c.145]

Приближенные данные по равновесию парофазных, каталитических реакций гидратации олефинов приведены в табл. 37. Данные позднейших работ не очень отличаются от приведенных здесь значений. Для изменения свободной энергии при реакции [c.131]

Ионные промежуточные соединения, каталитический нецепной механизм. Кинетика реакции гидратации изобутилена в присутствии кислотного катализатора [c.35]

По кислотно-основному механизму идут каталитические реакции гидролиза, гидратации и дегидратации, полимеризации, поликонденсации, крекинга, алкилирования, изомеризации и др. Типичные катализаторы для кислотно-основного взаимодействия — кислоты и основания. Активными катализаторами являются соединения бора, фтора, алюминия, кремния, фосфора, серы и других. элементов, обладающих кислотными свойсгвами, или соединения элементов 1 и 2 групп периодической системы, обладающих основными свойствами. [c.27]

Практика, как показано выше, подтвердила предположение Кучерова. Открытие замечательной каталитической реакции гидратации ацетиленовых углеводородов, естественно, должно было заинтересовать широкий круг химиков-органиков и, в первую очередь, тех, кто занимался изучением ацетиленовых углеводородов. [c.56]

Гетеролитический, или так называемый ионный катализ, имеет место в каталитических реакциях крекинга, изомеризации, циклизации, алкилирования, деалкилирования, полимеризации углеводородов, дегидратации спиртов, гидратации олефинов, гидролиза и многих других химических и нефтехимических процессах. [c.416]

К кислотно-основным каталитическим реакциям можно отнести каталитический крекинг, полимеризацию, изомеризацию, гидратацию углеводородов и ряд других превращений. [c.215]

Установите структурные формулы олефинов, гидратацией которых можно получить 3-метилгекса-нол-3. Напишите уравнения реакций гидратации этих олефинов и рассмотрите механизмы гидратации 1) сернокислотной и 2) каталитической (в присутствии каталитических количеств минеральных кислот). [c.27]

В промышленности реакция гидратации алкенов реализуется в каталитическом газообразном варианте при 250 °С и давлении 8 кПа. В качестве катализаторов используются фосфаты С(1, Си и Со на алюмосиликате (глина) [c.349]

Явления ускорения протекания реакции в присутствии ряда не-изменяющихся веществ Берцелиус объединяет общим названием каталитические реакции [ 22]. Использование катализаторов с целью интенсификации химических процессов и повышения их селективности нашло широкое применение в восстановлении, окислении, гидратации, дегидратации, алкилировании, конденсации, разложении, присоединении, замещении и др. [123]. [c.37]

В некоторых каталитических процессах промежуточное охлаждение можно производить дополнительным введением одного из реагентов между стадиями контактирования. Таким реагентом может быть холодный газ, например азото-водородная смесь в синтезе аммиака, воздух — в реакциях окисления, водяной пар — в реакциях гидратации и конверсии углеводородов с водяным паром. [c.242]

По данным авторов ряда работ, кинетические исследования кислотно-каталитических реакций и данные электрохимического метода определения кислотности растворов соляной кислоты подтверждают этот вывод. Гидратация протонов оказывается значительно более чувствительной к изменению состояния водной среды, чем гидратация других молекулярных и иных форм в растворе (В, ВН+, анионов). [c.87]

По сравнению с другими областями катализа каталитическая гидратация и дегидратация изучались менее интенсивно, несмотря на то, что исследования в этой области начались раньше, чем в некоторых других. В последние годы, нолучение бутадиена из спирта и возможность синтеза спиртов путем гидратации олефинов возобновили интерес к каталитической гидратации и дегидратации. В соответствующей главе ссбраны экспериментальные результаты и даются современные представления о механизме каталитических реакций гидратации и дегидратации. [c.9]

Несмотря на отутствие теории, богатый экспериментальный материал, накопленный в области изучения и применения каталитических процессов, позволяет делать очень полезные обобщения. Например, известно, что реакции гидрирования и дегидрирования ката.яизируются металлами, хорошо растворяющими водород, переводя его при этом в атомарное состояние (N1, Р1, Рс1 и др.) реакции, в которых участвует кислород, ускоряются кислородными соединениями с большим его содержанием (МпОг, РЬОг, УгОб и др.) реакции гидратации и дегидратации чувствительны к присутствию гидрофильных веществ (высокопористые фарфор, силикагель, алюмосиликаты и др.) и т. п. [c.221]

При изучении каталитической активности кислых ионообменных смол в реакции гидратации окиси этилена в интервале 80— 180 С было установлено три типа адсорбции окиси этилена на сухом катализаторе. При температуре выше 150 °С стадиями, определяющими скорость процесса, являлись не гидратация окиси этилена, а адсорбция ее иа активных центрах катализатора и процесс массопередачи продуктов в газовой фазе. Скорость гидратации окиси этилена в паровой фазе на этих смолах прямо пропорциональна парциальному давлению окиси эти- [c.93]

Гидратацию олефиновых углеводородов, вероятно, можно считать наиболее широкораспространенным процессом гидратации. Он используется для получения этилового спирта из этилена, изопропилового - из пропилена и бутилового - из бутиленов. Например, изопропанол получают поглошением жидкого или газообразного пропилена 75%-ной серной кислотой при комнатной температуре. Продукт реакции разбавляют водой и гидролизуют водяным паром, с которым и удаляется изопропиловый спирт /4/. Читатель вправе подумать, что серная кислота - реагент, который образует в качестве промежуточного соединения изопропилсерную кислоту, гидролизующуюся водой. Это действительно так и есть, и в других каталитических реакциях образуются аналогичные промежуточные соединения. [c.340]

Рассматриваемый процесс, как и другие каталитические реакции, является равновесньп . Изопропиловый спирт присутствует в смеси серной кислоты с изопропилсерной кислотой еще дс разбавления реакционной смеси водой, и его можно удалить продувкой другим газом. Удалению изопропилового спирта способствует то, что в реакционную смесь добавляют воду, чтобы возместить ту ее часть, которая израсходована на гидратацию пропилена. Только в очень немногих каталитических реакциях удается так легко обнаружить промежуточный продукт и следить за равновесным состо шием. [c.340]

Этиленгликоль, получаемый по реакции гидратации оксида этилена, является одним из важнейших продуктов основного органического синтеза. Именно поэтому не стихает интерес как к поиску новых селективных катализаторов процесса, так и к получению адекватного кинетического уравнения, позволяющего управлять процессом. На (зснове представлений о механизме реакции гидратации и кинетических закономерностей была выведена математическая модель гетерогенно-каталитического (с использованием в качестве катализатора анионита) трубчатого реактора г-идратации оксида этилена для изотермических условий. [c.5]

Еще лучшие технологические условия достигаются в ряде процессов переводом реагирующих веществ в газовую фазу (испарением их). Многие реакции, которые в жидкой фазе проводятся в несколько стадий, удалось осуществить прямым путем, в газовой фазе на твердых катализаторах, применяя высокие температуры. Примерами могут служить прямая гидратация этилена (см. гл. ХУП1), прямое восстановление нитробензола в анилин и многие другие газовые каталитические реакции, которые пришли на смену малоэффективным, громоздким по аппаратурному оформлению процессам в жидкой фазе. Газовые каталитические реакции можно проводить непрерывно, в малогабаритной аппаратуре (благодаря высоким скоростям реакций), циклически, с минимальными потерями реагентов, с полной автоматизацией производства. [c.144]

На рис. 155 и 162 (см. гл. XVOI) показаны типы реакционных колонн для взаимодействия газообразных реагентов с жидким катализатором и для взаимодействия газа с жидкостью, несущей поток взвеси катализатора или растворенный катализатор. Такие аппараты используются для многих каталитических реакций гидрирования, гидратации, алкилнрования, [c.193]

К процессам второго класса относятся реакции кислотноосновного взаимодействия крекинг, гидратация, различные случаи полимеризации, изомеризации, конденсации и др. В этих реакциях имеет место промежуточное кислотно-основное взаимодействие реагирующих веществ с катализатором, т. е. переход протона от катализатора к одному из реагирующих веществ или, наоборот, от реагирующего вещества к катализатору. При последующих стадиях каталитической реакции протон перемещается в обратном направлении и катализатор восстанавливает свой состав. Типичными катализаторами для них являются твердые тела, обладающие кислотными (алюмосиликаты, А12О3, ЗЮа, ЗпОа) и основными (ВаО, Ag20) свойствами. Чаще всего — это ионные кристаллы (диэлектрики) или аморфные непроводящие твердые вещества (гели). [c.471]

А. М. Рубинштейн провел замечательное кинетическое и рентгеноструктурное исследование каталитических реакций спиртов над окисью магния [190]. Спирты в основном дегидрируются и дегидратируются окись магния (структура тлпа КаС1) имела несколько изменяющийся параметр решетки в зависимости от способа ее приготовления. Оказалось, что чем больше параметр решетки, т. е. расстояние между атомами катализатора, тем сильнее идет дегидратация по сравнению с дегидрогенизацией (рис. 12, вверху). Межатомные расстояния в индексных группах больше для гидратации, чем для дегидрогенизации (рис. 12, внизу). Существует оптимальное межатомное расстояние для этих реакций. [c.46]

Оанавной профилирующий практикум Катализ в органической химии. Гетерогенный катализ — проводится на IV курсе. Задачей его является изучение студентами типичных каталитических реакций, значительная часть которых представляет практический интерес. Опыт проведения практикума позволил из большого числа разнообразных каталитических процессов отобрать методически наиболее удобные. В программу включены задачи и коллоквиумы по следующим разделам 1) каталитическая гидрогенизация, 2) каталитическая дегидрогенизация и дегидроциклизация каталитический крекинг, 3) каталитическая гидратация и дегидратация, 4) каталитическое окисление, 5) каталитическое алкилирование. [c.214]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология