Razlika med hidracijo in hidrogenacijo

The ključna razlika med hidracijo in hidrogenacijo je to hidracija se nanaša na dodajanje molekul vode organski spojini, medtem ko se hidrogenacija nanaša na dodajanje molekule vodika organski spojini.

Hidracija in hidrogenacija sta pomembni pri reakcijah kemijske sinteze. Obe reakciji vključujeta odpiranje dvojne vezi v organski spojini z dodajanjem substituenta ogljikovim atomom v dvojni vezi. Nadomestki, ki jih dodamo v teh postopkih, so med seboj različni.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je hidracija
3. Kaj je hidrogenacija
4. Primerjava ob strani - hidracija proti hidrogenaciji v tabeli
5. Povzetek

Kaj je hidracija?

Hidracija je dodajanje molekule vode organski spojini. Organska spojina je ponavadi alken, ki ima dvojno vez med dvema ogljikovima atomoma. Molekuli vode se doda ta dvojna vez v obliki hidroksilne skupine (OH^-) in proton (H⁺). Zato se molekula vode pred tem dodatkom disociira na svoje ione. Hidroksilna skupina je vezana na en atom ogljika dvojne vezi, medtem ko je proton vezan na drug atom ogljika.

Slika 01: Preprosta hidracijska reakcija

Ker gre za pretrganje vezi in oblikovanje vezi, je reakcija zelo eksotermična. To pomeni; reakcija sprošča energijo v obliki toplote. Gre za postopno reakcijo; v prvem koraku alken deluje kot nukleofil in napada protone vodne molekule in se z njim veže skozi manj substituiran atom ogljika. Tukaj sledi reakcija na Markonikovo pravilo.

Drugi korak vključuje pritrditev kisikovega atoma vodne molekule na drug ogljikov atom (visoko substituiran ogljikov atom) dvojne vezi. Na tej točki atom kisika vodne molekule nosi pozitiven naboj, ker nosi tri enojne vezi. Nato pride še ena molekula vode, ki prevzame dodatni proton vezane molekule vode, pri čemer pušča hidroksilno skupino pri manj substituiranem atomu ogljika. Tako ta reakcija vodi do nastanka alkohola. Vendar lahko alkini (trikratna vez, ki vsebujejo ogljikovodike) tudi podvržejo reakciji hidracije.

Kaj je hidrogenacija?

Hidrogenacija je postopek dodajanja molekule vodika organski spojini. Nadalje ta reakcija vključuje obdelavo organske spojine z vodikovim plinom. Običajno se reakcija pojavi v prisotnosti katalizatorja, kot so nikelj, paladij ali platina. Nekatalitične hidrogenacije so možne le pri zelo visokih temperaturah. Ta proces je pomemben tudi pri zmanjševanju nenasičenih organskih spojin. To pomeni; hidrogenacija lahko odpre organske spojine dvojne ali trojne vezi in jih pretvori v spojine, ki vsebujejo enojne vezi.

Postopek hidrogeniranja ima tri komponente: nenasičen substrat, vir vodika in katalizator. Reakcijski pogoji, kot sta temperatura in tlak, se razlikujejo glede na vrsto nenasičene spojine in katalizatorja. Substrat je lahko alken ali alkin. Hidrogeniranje lahko poteka na dva načina: homogena kataliza in heterogena kataliza.

Pri homogeni katalizi se kovina katalizatorja veže tako z alkenom kot vodikom, da dobimo vmesni produkt (vmesni kompleks alken-katalizator-vodik). Potem pride do prenosa enega vodikovega atoma iz kovine v ogljik v dvojni vezi (ali trojni vezi). Sledi prenos drugega vodikovega atoma iz vodikovega vira v alkilno skupino s hkratno disociacijo alkana.

Slika 02: Trije koraki hidrogeniranja

Pri heterogeni katalizi se nenasičena vez veže s katalizatorjem, medtem ko se vir vodika disociira na dva vodikova atoma. Nato pride do reverzibilnega koraka, kjer se en atom vodika veže na nenasičeno vez. Končno pride do nepovratne reakcije, ko se drugi vodikov atom veže na alkilno skupino.

Kakšna je razlika med hidracijo in hidrogenacijo?

Hidracija in hidrogenacija sta pomembna procesa v kemijski sintezi. Ključna razlika med hidracijo in hidrogenacijo je, da se hidracija nanaša na dodajanje molekul vode organski spojini, medtem ko se hidrogenacija nanaša na dodajanje molekule vodika organski spojini.

Spodaj infografika povzema razliko med hidracijo in hidrogenacijo.

Povzetek - Hidracija proti hidrogenaciji

Referenca:

1. „Specifikacija za ionsko-selektivne elektrode, referenčne elektrode, kombinirane elektrode in ionsko-selektivne elektrode za določanje ionov v raztopini.“ doi: 10.3403 / 00222406u.

Vljudnost slik:

1. "Hidracijska reakcija" s strani Ccrobertsa - lastno delo (Public Domain) prek Commons Wikimedia
2. "Hidrogenacija katalizatorja" Michael Schmid - risanje ustvaril sam (CC BY-SA 4.0) prek Commons Wikimedia

Znanost in narava