Hidrogenare

Hidrogenarea este o reacție chimică prin care un compus chimic sau un element chimic reacționează cu hidrogenul molecular (H₂), de obicei în prezența unui catalizator metalic de nichel, paladiu sau platină. Hidrogenarea poate fi ori reducere (ca parte a unei reacții redox), ori reacție de hidrogenarea a unor compuși organici nesaturați, prin care aceștia devin saturați.

De cele mai multe ori, hidrogenarea presupune adiția unor perechi de atomi de hidrogen la o moleculă, caz în putem avea compuși nesaturați (alchene, alchine, etc.). Catalizatorii sunt importanți pentru desfășurarea reacției, iar hidrogenarea necatalitică nu are loc decât la temperaturi ridicate.^[1]

Procedee

Aspecte termodinamice și cinetice

Adiția de hidrogen la o legătură dublă sau triplă a unei hidrocarburi este un tip de reacție redox care poate fi favorizată termodinamic. De exemplu, adiția de hidrogen la o alchenă are o variație a energiei libere Gibbs de -101 kJ·mol⁻¹.^[2] Totuși, rata de desfășurare a reacției pentru majoritatea hidrogenărilor este neglijabilă în absența catalizatorilor. Hidrogenarea este o reacție puternic exotermă. De exemplu, energia eliminată prin hidrogenarea uleiurilor vegetale și a acizilor grași este de aproximativ 25 kcal per mol (105 kJ/mol). Mecanismul de reacție pentru hidrogenarea cu catalizator metalic a alchenelor și alchinelor a fost studiată pe larg.^[3] Avem următoarea ecuație generală:

RCH=CH₂ + D₂ → RCHDCH₂D

Hidrogenarea catalizată poate fi de două tipuri:

Cataliză omogenă
Cataliză heterogenă

Hidrogenarea anorganică

Un exemplu cunoscut este hidrogenarea azotului cu obținerea de amoniac, care poate fi realizată la scară largă prin procedeul Haber-Bosch.

{\ce {\overbrace {N{\equiv }N} ^{diazot}+\overbrace {3H2} ^{\underset {(200\ atm)}{hidrogen}}->[{\ce {Fe\ catalizator}}][350-550^{\circ }{\ce {C}}]\overbrace {2NH3} ^{amoniac}}}

Vezi și

Referințe

^ Hudlický, Miloš (1996). Reductions in Organic Chemistry. Washington, D.C.: American Chemical Society. p. 429. ISBN 0-8412-3344-6.
^ Atkins, Peter W. (2010). Shriver & Atkins' inorganic chemistry (ed. 5th). New York: W. H. Freeman and Co. p. 696. ISBN 978-1-4292-1820-7.
^ Kubas, G. J., "Metal Dihydrogen and σ-Bond Complexes", Kluwer Academic/Plenum Publishers: New York, 2001

[1] Hudlický, Miloš (1996). Reductions in Organic Chemistry. Washington, D.C.: American Chemical Society. p. 429. ISBN 0-8412-3344-6.

[Textbook-2] Atkins, Peter W. (2010). Shriver & Atkins' inorganic chemistry (ed. 5th). New York: W. H. Freeman and Co. p. 696. ISBN 978-1-4292-1820-7.

[3] Kubas, G. J., "Metal Dihydrogen and σ-Bond Complexes", Kluwer Academic/Plenum Publishers: New York, 2001

[1]

[2]

[3]