Reducerea fierului 3 la 2. Catalizatori de fier pentru sinteza. Recuperare cu acid sulfuric și sărurile acestuia

§ 24. Determinarea compuşilor de fier (III).

Determinarea compușilor de fier (III) prin metoda permanganometrică se bazează pe reducerea preliminară la un agent reducător adecvat și titrarea ulterioară a fierului (II) cu o soluție standard de permanganat.

Reducerea fierului (III) în fier (II) poate fi realizată cu zinc, aluminiu, bismut, clorură de staniu (II), amalgame lichide etc. Dintre metale, cel mai des se utilizează zinc granulat, praf de zinc sau zinc amalgamat. . Reducerea cu zinc metalic sau zinc amalgamat este indicată să se efectueze în absența altor ioni capabili să fie reducăți în soluția analizată (de exemplu, titan, vanadiu, crom, molibden etc.).

Reducerea compușilor de fier (III) cu clorură de staniu (II). Uneori, ionii - sunt redusi cu clorura de staniu(II):

Un exces de clorură de staniu (II) este oxidat prin adăugarea de clorură de mercur (II):

Calomelul format în timpul titrarii fierului (II) cu permanganat se oxidează foarte lent și nu interferează cu determinarea.

Reducerea compușilor de fier (III) cu zinc metalic. Când zincul este redus, greutatea calculată a sării de fier (III) este plasată într-un balon cu fund rotund, în care se adaugă acid sulfuric diluat; apoi cantitatea calculată (cu un exces mare) de praf de zinc sau așchii este turnată în balonul.balonul se inchide cu dop dotat cu valva Bunsen (Fig. 54 ) si se incalzeste in baie de apa pana la dizolvarea completa a zincului.balonul se pune oblic pentru a evita stropirea.dupa dizolvarea zincului solutia este răcit și transferat cantitativ într-un balon cotat, amestecat și titrat cu permanganat.

Reducerea compușilor de fier (III) cu zinc amalgamat (în reductorul Joyce). Reductorul Jones (Fig. 55) este un tub de sticlă lung de 25-30 cm și cu diametrul interior de cm.În partea superioară, tubul are o prelungire cu o capacitate. În partea de jos a tubului este îngustat și echipat cu un robinet de sticlă, ca o biuretă. Receptorul este un balon conic. Dacă soluția redusă se oxidează cu ușurință de aer, atunci vasul se închide cu un dop cu două găuri, prin care trece tubul reductor (este înlocuit cu o biuretă în timpul titrarii), prin celălalt - un tub prin care balonul poate fi umplut cu dioxid de carbon.

Notă. Dacă reducerea se efectuează cu accesul de aer, atunci se formează peroxid de hidrogen, care reduce agentul de oxidare în timpul titrarii ulterioare a agentului reducător.

În partea inferioară a reductorului se așează o placă de porțelan perforată, o placă de sticlă poroasă sau mai multe bile de sticlă, pe care se așează un strat de vată de sticlă. Pe patul filtrant se așează bucăți (mm în dimensiune) de zinc amalgamat.

Zincul se amalgamează prin tratament cu o soluție de oxid de clorură de mercur, pentru care se toarnă 200 g de zinc într-o soluție de oxid de clorură de mercur, se agită timp de 5-6 minute și se spală cu apă fierbinte prin decantare.

Pentru încărcare, cutia de viteze se umple mai întâi cu apă distilată și apoi se toarnă cu grijă zinc în ea, asigurându-se că bulele de aer nu pătrund în stratul de metal. Inaltimea stratului de zinc este de 20-25 cm.Stratul superior de metal trebuie intotdeauna acoperit cu apa.

Cataliză- accelerarea selectivă a uneia dintre direcțiile posibile termodinamic admise ale unei reacții chimice sub acțiunea unui catalizator care intră în mod repetat într-o interacțiune chimică intermediară cu participanții la reacție și își restabilește compoziția chimică după fiecare ciclu de interacțiuni chimice intermediare.

Cu alte cuvinte, esența catalizei este modificarea vitezei reacțiilor chimice sub acțiunea catalizatorilor.

Catalizator- substanțe care modifică viteza unei reacții chimice sau o provoacă, dar NU fac parte din produse.

Catalizatorii sunt clasificați în omogenși eterogen. catalizator omogen este în aceeași fază cu substanțele care reacţionează, eterogen - formează o fază independentă, separată prin interfață de faza în care se află substanțele care reacţionează. Catalizatorii omogene tipici sunt acizii și bazele. Metalele, oxizii și sulfurile lor sunt utilizate ca catalizatori eterogene.

Reacțiile de același tip pot avea loc atât cu catalizatori omogene, cât și cu catalizatori eterogene. Astfel, împreună cu soluțiile acide, sunt utilizați Al2O3, TiO2, ThO2, aluminosilicați și zeoliți cu proprietăți acide. Catalizatori eterogene cu proprietăți de bază: CaO, BaO, MgO.

catalizatori eterogene au, de regulă, o suprafață foarte dezvoltată, pentru care sunt distribuite pe un purtător inert (silicagel, oxid de aluminiu, cărbune activ etc.).

Catalizatorii eterogene sunt rar utilizați sub formă de substanțe individuale și, de regulă, conțin un purtător și diverși aditivi, care sunt numiți modificatori. Scopurile introducerii lor sunt variate: creșterea activității catalizatorului (promotorii), selectivitatea și stabilitatea acestuia și îmbunătățirea proprietăților mecanice și structurale. Modificatorii de fază și structural stabilizează faza activă și, respectiv, structura poroasă a suprafeței catalizatorului.

În catalizatori mixți, în care componentele sunt în cantități proporționale (de exemplu, în catalizatori aluminiu-cobalt sau aluminiu-nichel-molibden pentru hidrotratarea materiilor prime petroliere), compuși noi, mai activi, soluția lor solidă în componenta principală sau multifazică pot fi formate sisteme cu efect catalitic specific. Deci, Co sau Ni singur au o activitate de dehidrogenare mare, dar sunt extrem de sensibile la efectul de otrăvire al compușilor cu sulf. Mo este inactiv în această reacție, dar are o afinitate mare pentru compușii cu sulf. Catalizatorii, în care Mo și Co sau Ni sunt prezenți simultan în rapoarte optime, sunt foarte eficienți în reacțiile de hidrogenoliză a sulfului și a altor compuși heteroorganici ai materiei prime petroliere.

Nu mai puțin important este rolul purtătorilor pentru catalizatorii eterogene, mai ales în cazul catalizatorilor metalici scumpi (Pt, Pd, Ni, Co, Ag). Prin selectarea purtătorului, se obține structura poroasă necesară, suprafața specifică, rezistența mecanică și rezistența la căldură. Ca purtători sunt utilizați oxizi de aluminiu, aluminosilicați, oxizi de crom sau siliciu, cărbune activ, piatră ponce, kieselguhr și alte materiale naturale și sintetice. O clasă specială este reprezentată de catalizatorii de aluminosilicat care conțin zeolit ​​pentru cracarea materiei prime petroliere. Rolul principal în ei este jucat de zeoliții cristalini, care au o structură de cadru cu cavități de fagure relativ mari, care sunt conectate prin ferestre mici care leagă cavitățile între ele. În 1 g de zeolit ​​există aproximativ 1020 de cavități și 800 m2 de suprafață capabilă de schimb ionic pentru metale. Zeoliții sunt dispersați într-o matrice amorfă, care acționează ca un purtător cu pori largi și în timpul cracării promovează descompunerea primară a materiei prime de ulei cu conținut molecular ridicat și, prin urmare, pregătește materia primă pentru reacțiile secundare ulterioare asupra zeolitului.

Pe baza celor de mai sus, putem concluziona că catalizatorii industriali constau din: matrici (purtător ), componentă activăși aditivi auxiliari sau aditivi. În funcție de mecanismul de interacțiune, catalizatorii aplicați sunt „sorbția” și „impregnarea”.

„Sorpție” - în procesul de preparare, există o interacțiune între purtător și substanța inițială adsorbită la suprafață. „Impregnare” - o astfel de interacțiune este practic absentă și compusul original al componentului activ este în stare dizolvată în porii purtătorului.

O proprietate caracteristică a catalizatorilor aplicați este distribuția neuniformă a componentei active pe secțiunea transversală a granulei. Patru tipuri principale: I - cu o distribuție uniformă; II - „crusta”, în care componenta activă este concentrată la periferia granulelor; III - componenta activă este concentrată în centrul granulei („gălbenuș de ou”); IV - componenta activă este situată în regiunea mijlocie, la distanță atât de centru, cât și de suprafața exterioară a granulului de catalizator.

Matricea trebuie să asigure păstrarea proprietăților catalitice ale catalizatorului la temperaturi ridicate, să-l protejeze de efectele otrăvurilor catalitice, să creeze o anumită formă, distribuție a dimensiunii particulelor și rezistența mecanică necesară a particulelor și să asigure disponibilitatea metalelor active. pentru moleculele de materie primă. Substanța matricei contribuie la distribuția uniformă a metalelor active în porii catalizatorului și la fluxul intensiv de procese de transfer de masă și căldură. Afectează semnificativ stabilitatea termică a catalizatorului.

Principalele caracteristici tehnologice ale catalizatorilor sunt activitatea și selectivitatea (selectivitatea) în raport cu o reacție dată, stabilitatea și regenerarea, precum și distribuția dimensiunii particulelor, densitatea, rezistența mecanică la strivire și uzura.

Activitatea catalizatorului- este determinată de viteza specifică a unei reacții catalitice date, adică cantitatea de produs formată pe unitatea de timp pe unitatea de volum a catalizatorului sau reactorului. Activitatea este cuantificată ca viteza unei reacții în condiții date minus viteza aceleiași reacții în absența unui catalizator. Pierderea activității catalizatorului are loc în principal ca urmare a depunerilor de cocs la suprafață și în porii suportului său.

Situri active ale unui catalizator eterogen- centrii specifici de pe suprafața unui solid (sau macromolecule), la interacțiunea cu care moleculele reactantului sunt activate și reacția se desfășoară cu o viteză mai mare ( activ catalitic nu este întreaga suprafață a unui catalizator eterogen, ci doar unele părți ale acestuia). În cataliza omogenă, în cazul ideal, toate moleculele catalizatorului dizolvat sunt AC și formează produse reactive intermediare cu reactivii.

În marea majoritate a cazurilor, în prezența acestui catalizator, pe lângă reacția principală, au loc o serie de reacții paralele sau secvenţiale. Proporția substanțelor inițiale reacționate cu formarea produselor țintă se caracterizează selectivitatea catalizator. Depinde nu numai de natura catalizatorului, ci și de parametrii procesului catalitic; prin urmare, ar trebui să fie atribuit anumitor condiții de reacție. Selectivitatea depinde și de echilibrul termodinamic. În rafinarea petrolului, uneori selectivitatea este exprimată condiționat ca raport dintre randamentele țintei și ale produselor secundare, cum ar fi benzină/gaz, benzină/cocs sau benzină/gaz + cocs.

Stabilitate este unul dintre cei mai importanți indicatori ai calității catalizatorului, caracterizează capacitatea acestuia de a-și menține activitatea în timp. Acesta determină stabilitatea funcționării centralelor, durata reviziei acestora, proiectarea tehnologică, consumul de catalizator, costurile materiale și economice, problemele de mediu și indicatorii tehnici și economici ai procesului etc.

În timpul funcționării pe termen lung, catalizatorii suferă modificări fizico-chimice cu o anumită intensitate, ducând la scăderea sau pierderea activității lor catalitice (uneori a selectivității), adică, catalizatorii suferă dezactivare fizică și chimică.

Decontaminare fizică (sinterizare) catalizatorul apare sub influența temperaturii ridicate (în unele procese catalitice) și a vaporilor de apă și în timpul transportului și circulației acestuia. Acest proces este însoțit de o scădere a suprafeței specifice atât a purtătorului (matricei) catalizatorului, cât și a componentei active (ca urmare a recristalizării - coalescența metalului depus cu pierderea dispersității).

Decontaminare chimică catalizatorul este determinat de:

otrăvirea situsurilor sale active cu unele impurități conținute în materia primă, numite otravă (de exemplu, compuși cu sulf în cazul catalizatorilor de reformare a alumină-platină);

blocarea centrilor săi activi cu depozite carbonice (cocs) sau compuși organometalici conținuți în materia primă uleioasă.

În funcție de faptul că activitatea catalitică este restabilită sau nu după regenerarea catalizatorului, se disting dezactivarea reversibilă și respectiv ireversibilă. Cu toate acestea, chiar și în cazul dezactivării reversibile, catalizatorul „îmbătrânește” în cele din urmă și trebuie să fie descărcat din reactor.

are un impact semnificativ asupra proceselor industriale Putere mecanică catalizator. Astfel, în toate unitățile moderne de cracare catalitică, se utilizează principiul mișcării continue a catalizatorului - sub formă de pat fluidizat, de-a lungul unei linii de transport pneumatic sau mai rar sub forma unui strat de particule grosier granulate. În toate cazurile, particulele suferă frecare și impacturi împotriva pereților aparatului și unele împotriva altora, ca urmare a cărora se pot despica sau se pot uza. Formarea așchiilor de catalizator și a prafului perturbă modul de transport pneumatic și fluidizare, crește căderea de presiune în conductă. Praful și firimiturile rezultate sunt îndepărtate, așa că este necesar să le înlocuiți cu porțiuni proaspete de catalizator, ceea ce crește costul de funcționare a instalației. Rezistența mecanică a catalizatorilor este determinată de metoda de uzură a probelor într-un sistem circulant - într-un pat fluidizat, cu impacturi simultane ale particulelor pe o suprafață metalică etc.

O altă caracteristică a catalizatorului este sa regenerabilitate. Regenerabilitatea unui catalizator este înțeleasă ca atât capacitatea sa de a restabili activitatea după un tratament adecvat, cât și caracteristicile cantitative ale procesului de regenerare, în primul rând viteza acestuia.

Metoda de preparare a acestuia are o mare influență asupra calității catalizatorului. Deoarece reacția catalitică are loc la suprafață, se recomandă obținerea unui catalizator cu suprafața cea mai dezvoltată și cu un număr mare de pori. Pentru diferite reacții, porii îngusti sau, dimpotrivă, mai largi, precum și combinațiile acestora, pot fi optime. La fel de importante sunt forma și dimensiunea granulelor de catalizator - de aceasta depind productivitatea specifică, rezistența hidraulică a patului de catalizator și proiectarea aparatului de reacție (cu pat de catalizator staționar, în mișcare sau fluidizat). În plus, însăși activitatea unei unități de suprafață a catalizatorului depinde nu numai de compoziția sa chimică, ci și de metoda de preparare a acestuia.

Textul lucrării este plasat fără imagini și formule.
Versiunea completă a lucrării este disponibilă în fila „Fișiere de locuri de muncă” în format PDF

1. Introducere

Cataliza este obișnuită în natură (majoritatea proceselor care au loc în organismele vii sunt catalitice) și este utilizată pe scară largă în tehnologie (majoritatea reacțiilor industriale sunt catalitice). Prin urmare, am decis să studiem acest fenomen mai detaliat.

Obiectul de studiu: cataliză

Subiect de studiu: condiţiile care afectează cursul procesului de cataliză

Ipoteză: dacă se dezvăluie dependența cursului catalizei de diverși factori și se creează condiții adecvate, atunci aplicarea practică a catalizei va fi eficientă

Ţintă: relevă dependența cursului de cataliză de diverși factori care determină aplicarea sa practică

Sarcini:

1) Să studieze istoria dezvoltării teoriei catalizei în chimie

2) Explorați tipurile de cataliză

3) Să studieze condițiile de apariție a reacțiilor catalitice

4) Demonstrați experimental influența catalizatorilor și a condițiilor de reacție asupra vitezei lor, ceea ce determină aplicarea lor practică

2. Corpul principal

Cataliza - modificarea vitezei unei reacții chimice atunci când sunt expuse la substanțe (catalizatori sau inhibitori) care participă la reacție, dar nu fac parte din produse.

catalizatori - substanțe care cresc viteza reacțiilor chimice, a căror compoziție și cantitate la sfârșitul reacției rămân neschimbate.

Inhibitori substanțe care încetinesc viteza reacțiilor chimice, a căror compoziție și cantitate la sfârșitul reacției rămân neschimbate.

2.1. Studierea istoriei dezvoltării teoriei catalizei în chimie

Cuvântul „cataliza” a fost probabil introdus pentru prima dată în secolul al XVI-lea de chimistul A. Libavius ​​​​în manualul său „Alchimie” și însemna „descompunere” sau „distrugere”. În 1835, acest termen a fost legalizat de I. Berzelius pentru reacțiile care au loc în prezența compușilor străini, care ei înșiși nu par să participe la reacție. Mai exact, Berzelius a scris despre forța catalitică care duce la descompunerea corpurilor.

De fapt, chiar și „non-biologic”, adică. cataliza non-enzimatică a fost cunoscută cu mult înainte de Libavius ​​​​și chiar mai mult de Berzelius. Primul exemplu de proces catalitic non-biologic cunoscut de noi este sinteza eterului dietilic din alcool cu ​​participarea acidului sulfuric (secolul al VIII-lea, Jabir ibn Khayyam). Această reacție a fost descoperită pentru a doua oară în 1540 de Valery Kordus și a primit formalizare tehnologică în lucrările lui S. Frobenius.

În secolele al XVII-lea și al XVIII-lea, în timpul creării fundamentelor științifice ale chimiei, au fost descoperite mai multe reacții catalitice care implică catalizatori nebiologici. Așadar, în 1666, A. Lefebvre și N. Lemery au dezvoltat o metodă de cameră pentru sinteza acidului sulfuric, pe baza dezvoltărilor anterioare. Acesta este secolul al XVII-lea. Și abia la sfârșitul următorului secol al XVIII-lea, mecanismul sintezei acidului sulfuric a fost studiat de M. Clement și H. Desormes.

Secolele 18-19 se caracterizează în general prin dezvoltarea rapidă a industriei, cu toate acestea, industria chimică abia începe să apară, acizii minerali sunt solicitați în cantități mari, în primul rând, prin urmare, apar procese catalitice de producere a H 2 SO 4 , apoi procese de producere a HNO3.

Sfârșitul secolului al XIX-lea - începutul secolului al XX-lea - dezvoltarea agriculturii - nevoia de îngrășăminte minerale. Apar procesul Haber de sinteză a amoniacului și procesul de oxidare a amoniacului, adică sinteza acidului azotic.

Anii 30-40 ai secolului XX:

Germania, care dezvoltă activ industria militară și are nevoie de combustibil pentru echipamentele militare, este izolată de sursele de materii prime de hidrocarburi. Această situație provoacă o creștere rapidă a lucrărilor de obținere a combustibilului sintetic din surse alternative de materii prime. Acestea sunt lucrările lui Fischer-Tropsch și opera lui Reppe.

Și, în sfârșit, în anii 1950-60 - începutul dezvoltării rapide a petrochimiei și chimiei polimerilor - Ziegler și Natta creează catalizatori pentru polimerizarea olefinelor și apar procese de obținere a produselor care conțin oxigen în timpul oxidării olefinelor.

2.2. Studiul tipurilor de cataliză

În funcție de efectul asupra vitezei de cataliză a reacției, multe surse sunt împărțite în pozitiv (viteza de reacție crește) și negativ (viteza de reacție încetinește). În acest din urmă caz, are loc un proces de inhibiție, care nu poate fi considerat „cataliză negativă”, întrucât inhibitorul este consumat în timpul reacției.

Cataliza are loc omogen și eterogen (a lua legatura). În cataliza omogenă, catalizatorul se află în aceeași fază cu reactanții, în timp ce catalizatorii eterogene diferă ca fază (Anexa 1).

Merita mentionat separat microeterogene cataliză, în care catalizatorul este în stare coloidală sau macromoleculară. Exemple de acest tip de cataliză sunt biocatalitic procese în care enzimele sunt catalizatori care accelerează multe dintre reacțiile chimice care sunt esențiale pentru cursul proceselor vieții.

În funcție de natura interacțiunii intermediare, se disting două grupuri de reacții catalitice - bază acidă și cataliza redox.

În reacțiile primului grup, există o interacțiune intermediară acido-bază a reactanților cu catalizatorul, adică transferul unui proton de la catalizator la unul dintre reactanți sau, dimpotrivă, de la reactant la catalizator. În etapele ulterioare ale reacției catalitice, protonul se mișcă în direcția opusă, iar catalizatorul își restabilește compoziția. Exemple de cataliză acido-bazică sunt: ​​hidroliza esterilor accelerată de acizi, hidratarea olefinelor în prezența catalizatorilor de acid fosforic, izomerizarea, cracarea hidrocarburilor pe catalizatori de aluminosilicat și multe alte reacții.

În reacțiile de cataliză redox, interacțiunea intermediară este asociată cu tranziții electronice între catalizator și reactanți. Acest grup de reacții catalitice include oxidarea dioxidului de sulf la trioxid în producerea acidului sulfuric, oxidarea amoniacului în oxid azotic în producerea acidului azotic, numeroase reacții de oxidare parțială a compușilor organici, cum ar fi etilena la oxid de etilenă, naftalină la anhidridă ftalică, hidrogenarea, dehidrogenarea, ciclizarea și aromatizarea hidrocarburilor, descompunerea peroxidului de hidrogen, reducerea și oxidarea ionilor metalici în soluții și multe alte reacții.

Pentru explicație mecanismul reacțiilor catalitice au fost propuse trei grupe de teorii: geometrice, electronice și chimice. LA geometric Teoriile se concentrează pe corespondența dintre configurația geometrică a atomilor centrilor activi ai catalizatorului și atomii acelei părți a moleculelor de reacție care este responsabilă de legarea de catalizator. Electronic teoriile se bazează pe ideea că chimisorbția se datorează interacțiunii electronice asociate cu transferul de sarcină, aceste teorii relaționând activitatea catalitică cu proprietățile electronice ale catalizatorului. Chimic Teoria consideră un catalizator ca un compus chimic cu proprietăți caracteristice care formează legături chimice cu reactanții, rezultând formarea unui complex de tranziție instabil. După descompunerea complexului cu eliberarea de produse, catalizatorul revine la starea inițială. Această din urmă teorie este acum considerată cea mai adecvată.

2.3. Studiul condițiilor de apariție a reacțiilor catalitice

Catalizatorii modifică viteza unei reacții chimice prin schimbarea mecanismului acesteia. Să presupunem că între substanța A și substanța B este posibilă interacțiunea cu formarea substanței AB: A + B → A ... B → AB

Energia de activare a acestei reacții este mare - prin urmare, reacția se desfășoară la o viteză foarte scăzută, practic egală cu zero. Să presupunem că există o substanță K (catalizator), care, interacționând ușor cu substanța A, formează un compus AK: A + K → A ... K → AK

Această reacție este rapidă deoarece energia sa de activare este scăzută. Compusul AK, din același motiv, interacționează ușor cu substanța B, formând substanțele AB și K: B + AK → B ... A ... K → AB + K. Schema energetică a reacției este prezentată în Anexa 2 .

Însumând ultimele două ecuații, obținem:

B + AK = AB + K

Astfel, substanța K a luat parte la proces, dar ca urmare a rămas neschimbată din punct de vedere chimic. În absența unui catalizator, reacția a decurs foarte lent cu interacțiunea directă a substanțelor A și B. Reacția catalitică are loc în două etape: prin formarea unui compus intermediar AK - foarte rapid.

3. Partea experimentală

Pentru un studiu practic al fenomenului de cataliză, am efectuat o serie de experimente, fotografii ale cărora sunt plasate în Anexa 3.

Experimentul #1 proces de cataliză. Reacția a fost efectuată într-o hotă. Am amestecat 1 g de pudră de aluminiu și 4 g de iod, măcinate într-un mojar. Apoi turnat într-o grămadă în formă de con. Nu au existat semne de reacție, așa că am adăugat câteva picături de apă. Treptat, un fum violet gros a început să iasă în evidență (foto1). În această reacție, apa acționează ca un catalizator.

Experimentul #2 Un exemplu de cataliză omogenă. Am efectuat reacția de descompunere a peroxidului de hidrogen în prezența soluției de sulfat de cupru (II) tetraamină SO 4 . Am pregătit catalizatorul în avans amestecând sulfat de cupru (II) cu o soluție de amoniac.

Cu SO 4 + 4NH3 ∙ H 2 O \u003d SO 4 + 4H 2 O

SO4

2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2

Experimentul #3 Un exemplu de cataliză eterogenă. Am oxidat amoniacul cu oxigen atmosferic în prezența oxidului de crom (III), care se formează în timpul descompunerii dicromatului de amoniu:

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

Soluția de amoniac a fost introdusă într-un balon chimic cu o capacitate de 500 ml și închis cu un dop. Bicromat de amoniu a fost încălzit pe o lampă cu spirt, apoi a fost plasat într-un balon cu amoniac. Particulele de dicromat de amoniu scânteiau din amoniacul care ardea din jurul lor. Această experiență se numește „ploaie de stele” (foto 3).

4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O

Experimentul #4 Catalizator pozitiv și negativ. A)Într-un pahar chimic cu 3 ml apă, am adăugat 1 picătură de soluții de tiocianat de potasiu și clorură de fier (III). S-a format o soluție roșie, care a fost turnată în mod egal în două eprubete. În alte două eprubete, câte 2 ml de tiosulfat de sodiu, iar într-una dintre ele s-au adăugat câteva picături dintr-o soluție de sulfat de cupru (II) - catalizator. O soluție de tiosulfat de sodiu a fost adăugată la o soluție de tiosulfat de fier (III). Soluția a devenit galbenă. La a doua eprubetă s-a adăugat tiosulfat de sodiu cu sulfat de cupru cu tiocianat de fier. Soluția a devenit și ea galbenă, dar aici a căzut un precipitat (foto 4).

FeCI3 + 3KCNS = Fe(CNS)3 + 3KCI

2Fe(SCN) 3 + 2Na 2S2 O 3 = Na 2S4 O 6 + 2Fe (SCN) 2 + 2NaSCN

b) Am turnat 2 ml de soluție de sulfat de cupru (II) în două eprubete și am plasat o granulă de aluminiu în fiecare. Într-una dintre eprubete, s-au adăugat câteva cristale de catalizator, sare de masă. În eprubeta cu catalizator, granula a fost rapid acoperită cu cupru, în timp ce cealaltă a rămas neschimbată. Clorura de sodiu accelerează procesul (foto 5).

2Al + 3CuSO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3Cu

c) Descompunerea peroxidului de hidrogen în prezenţa acidului boric. Procesul a fost lent, deoarece acidul boric H 3 BO 3 acţionează ca un inhibitor (foto 6).

Experimentul #5 Catalizatori biologici – enzime. A)În două pahare s-a turnat peroxid de hidrogen, în primul pahar s-a pus o bucată de cartof fiert, iar în celălalt s-a pus sucul de cartofi. În primul pahar nu s-a întâmplat nimic, iar în al doilea, peroxidul a început imediat să se descompună.

2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2

b)În două pahare se toarnă peroxid de hidrogen, în primul pahar se pune o bucată de morcov fiert, iar în al doilea se pune suc de morcovi. Rezultatele sunt în concordanță cu cele anterioare (foto 7).

Peroxidul de hidrogen este o substanță toxică care se formează în celulă în timpul vieții. Luând parte la neutralizarea unui număr de substanțe toxice, poate provoca auto-otrăvire (denaturarea proteinelor, în special a enzimelor). Acumularea de H 2 O 2 este împiedicată de enzima catalază, care este comună în celulele care pot exista într-o atmosferă de oxigen. Enzima catalaza, care împarte H 2 O 2 în apă și oxigen, joacă un rol protector în celulă. Enzima funcționează la o viteză foarte mare, o moleculă din ea împarte 200.000 de molecule în 1 s.

Experimentul #6 Determinarea calitativă a activității diferiților catalizatori. Catalizatorii au fost oxid de plumb (II) și oxid de mangan (IV). Am adăugat 10 picături dintr-o soluție de peroxid de hidrogen 3% în două eprubete. S-a adăugat puțin oxid de plumb într-o eprubetă și s-a adăugat aceeași cantitate de oxid de mangan în cealaltă și s-a notat timpul de descompunere completă în fiecare. Într-o eprubetă cu oxid de mangan, descompunerea a fost finalizată în 55 s, iar într-o eprubetă cu oxid de plumb în 7 min. De aici rezultă că oxidul de mangan este mai activ decât oxidul de plumb.

Experimentul nr. 7. Studiul efectului cantității de catalizator asupra vitezei de descompunere a peroxidului de hidrogen. Cu ajutorul unui cilindru de măsurare, am turnat 5 ml dintr-o soluție de peroxid de hidrogen 3% în două eprubete. Pulbere de oxid de mangan (IV) a fost adăugată într-o eprubetă la vârful unei spatule, de două ori mai mult în a doua. În primul tub, descompunerea a fost finalizată în 2 min 46 s, iar în al doilea tub în 1 min 35 s. Prin urmare, cu cât mai mult catalizator, cu atât reacția este mai rapidă.

Experimentul #8 Autocataliză. Am studiat fenomenul de autocataliză folosind exemplul interacțiunii permanganatului de potasiu cu acidul oxalic, procedând conform ecuației:

5H 2 C 2 O 4 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 10CO 2 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O

O picătură de soluție de permanganat de potasiu a fost adăugată într-o eprubetă, adăugată la o soluție de apă distilată într-o astfel de cantitate încât s-a obținut o soluție transparentă de culoare roz. 10 picături din soluția rezultată, 2 picături de acid oxalic și 4 picături de soluție de acid sulfuric au fost turnate într-o eprubetă uscată. Agitați eprubeta. Soluția a devenit incoloră în 38 s. Același lucru a fost turnat într-o altă eprubetă, după adăugarea unui cristal de sulfat de mangan (II) la amestec. Soluția a devenit incoloră instantaneu. În primul caz, reacția este accelerată treptat datorită cantității tot mai mari de ioni de mangan, care sunt catalizatorul. În al doilea caz, reacția decurge rapid, deoarece ionii de mangan au fost prezenți în soluție încă de la început.

4. Concluzie

Utilizarea catalizatorilor a contribuit la dezvoltarea rapidă a industriei chimice. Sunt utilizate pe scară largă în rafinarea petrolului, obținând diverse produse, creând noi materiale (de exemplu, materiale plastice), adesea mai ieftine decât cele folosite înainte. Aproximativ 90% din producția chimică modernă se bazează pe procese catalitice. Procesele catalitice joacă un rol deosebit în protecția mediului.

1) Cataliza face posibilă desfășurarea reacțiilor în condiții normale care necesită cantități mari de energie.

2) Cataliza este o parte integrantă a vieții noastre. El este implicat în multe procese.

După ce am efectuat lucrări de cercetare, am aflat care este esența procesului de cataliză, a scos la iveală dependența cursului acestui fenomen de diverși factori care determină aplicarea sa practică.

Astfel, ipoteza cercetării mele este confirmată.

5. Referințe

1. Afanasiev V.A., Zaikov G.E. În lumea catalizei. M.: Nauka, 1977. - 107 p.

2. Akhmetov N. S. Chimie anorganică. Proc. pentru universitati. - Ed. a IV-a, Rev. - M.: Şcoala superioară, 2001. - 743 p.

3. Balaev I.I. Experiment de acasă în chimie. M.: Iluminismul, 1977

4. Zbarsky B.I., Ivanov I.I., Mardashev S.R. Chimie biologică. L.: Medicină. Lenjerie. departament, 1972

5. Scurtă enciclopedie chimică v. 1-5. Ed. I.L. Knunyants, M.: „Enciclopedia sovietică”, 1981-1987.

6. Nikolaev L.A. Chimia vieții. M.: Iluminismul, 1973

7. Olgin O.M. Experimente fără explozii. Moscova: Chimie, 1986

Site-uri de internet:

http://www.hemi.nsu.ru/ucheb216.htm

http://www.himhelp.ru/section23/section5/section33ytrg/

http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1913.html

6. Aplicații

Anexa 1. Clasificarea catalizei

Anexa 2. Schema energetică a procesului catalitic

Anexa 3. Fotografii ale experimentelor

Reducerea și oxidarea sunt procese indisolubil legate. Dacă una dintre substanțele implicate în reacție este redusă, atunci cealaltă este oxidată. Prin urmare, clasificarea unor reacții ca reacții de oxidare, iar altele ca reacții de reducere este legată de substanța care este produsul țintă în acest caz.

Recuperare este procesul prin care un atom sau un grup de atomi dobândește electroni. Viceversa, oxidare este pierderea de electroni.

Mai precis, este vorba de modificarea densității norilor de electroni , care înconjoară gruparea considerată de atomi. Când este restaurat, acesta crește , iar când este oxidat scade . Un exemplu este reacția dintre un ion de iod și o moleculă de clor:

Pentru a determina dimensiunea norului de electroni dintr-un atom sau un grup de atomi, se folosește conceptul de „stare de oxidare”.

În procesele redox, împreună cu redistribuirea norului de electroni al moleculei, de obicei schimbări si ea compus . De exemplu, atunci când o legătură dublă este restabilită, molecula dobândește doi atomi de hidrogen :

iar în reducerea alcoolilor sau compușilor nitro, molecula pierde atomi de oxigen :

Numeroase metode de reducere și oxidare pot fi împărțite în patru grupuri : chimice, catalitice, electrolitice și biochimice (microbiologice). Toate aceste metode sunt utilizate pe scară largă în industria farmaceutică.
^

Metode chimice

Metodele de recuperare chimică pot fi împărțite în mai multe grupe în funcție de tipul de agent reducător.

1. Recuperare cu metale si saruri metalice

^

1.1. Recuperarea sodiului

A) Reducerea sodiului în alcool (după Bouvot - Blanc) folosit recuperare esterii acizilor carboxilici la alcoolii corespunzători. Metoda are cea mai mare importanță în sinteza alcoolilor alifatici superiori, care sunt greu de obținut în orice alt mod. Acizii polibazici sunt redusi numai grupări carboxil esterificate .

Total ecuația reacției se pare ca:

Mecanism recuperarea poate fi reprezentată astfel:

Ieșire produsele țintă sunt de obicei nu depaseste 80% . Pierderile se datorează unei reacții directe între sodiu și alcool. Hidrogenul eliberat este inactiv, iar alcoolații rezultați provoacă condensare și transesterificare și formarea de produse secundare cu punct de fierbere ridicat.

Metodologie recuperare după Bouveau și Blanc, simplu, dar periculos.

Bucăți de sodiu metalic, luate în exces ușor, se adaugă în porții la un amestec fierbinte de ester și de cinci ori cantitatea de alcool absolut. După încărcarea întregului sodiu și expunerea necesară, masa de reacție se toarnă în apă pentru a descompune alcoolații formați. Alcoolul este distilat și produsele de reacție sunt extrase prin extracție.

Disiparea căldurii este o problemă tehnică complexă, deoarece efectul termic al reacţiei este foarte mare (520 kJ/mol). Este imperativ să utilizați un revers care acționează bine (eficient). frigider . Pentru a facilita sarcina de răcire a masei de reacție și pentru a reduce pericolul procesului, este posibilă creșterea temperaturii procesului prin înlocuirea alcoolului etilic alcooli cu punct de fierbere ridicat inclusiv amil. Da, recuperare. ester dietilic al acidului sebacic efectuat în 1-butanol .

Esterul dietil al acidului sebacic se dizolvă în alcool butilic anhidru, apoi se adaugă sodiu în mai multe etape la 70°C cu agitare puternică. Temperatura se ridică la 100-125°C. Randament produs 72%.

Pentru a reduce pericolul reducerea esterului etilic al acidului difenilpropionic în producție difrilacomanda de încărcare reactivii sunt inversați, și anume, la sodiu se adaugă o soluție alcoolică de eter:

Acest lucru permite utilizarea completă a sodiului metalic, care în metoda standard poate să nu reacționeze parțial și să rămână în masa de reacție, ceea ce creează un pericol atunci când masa de reacție este diluată cu apă.

^ B) Reducerea sodiului în amoniac lichid - aplicat recuperare:

A) esteri la alcool (mai bine decât Bouvo-Blanc)

B) alchine la olefine (în acest caz, legătura triplă de la capătul lanțului nu este restabilită)

LA) halogenuri organice, care merge in doua directii:

Mecanism similar cu mecanismul de recuperare Bouvot-Blanc

Metalele alcaline (potasiu, sodiu și litiu) se dizolvă bine în amoniac și permit într-o gamă largă de concentrații . Gradul scăzut de disociere a amoniacului face posibilă refacerea compușilor care sunt hidrolizați în apă. Amoniacul poate forma o amidă cu sodiul, dar în absența catalizatorilor și în prezența compușilor care pot fi reducăți, acest proces nu are importanță practică.

Pentru a rula procesul, aveți nevoie echipament special, deoarece temperatura punctul de fierbere al amoniacului este foarte scăzut (-33,5°C). La o temperatură mai mare, reacția este efectuată într-o autoclavă . Pentru a obține omogenitatea amestecului, este necesar energicamestecarea .

C) Restaurare cu amalgam de sodiu(soluție de sodiu în mercur)

amalgam de sodiu nu doar o soluție de sodiu în mercur. Mercurul se formează cu metale alcaline și alcalino-pământoase mercuride MeHgx (de exemplu, NaHg2, KHg2, MgHg).

Amalgam care conține mai puțin 1,25% sodiu , la temperatura camerei lichid . La concentrații mai mari de sodiu, amalgamul la temperatura camerei devine solid și poate fi zdrobită mecanic.

Proces dizolvarea sodiului în mercur efectuat sub un strat de toluen și în atmosferă de azot pentru a proteja amalgamul cald de expunerea la oxigenul atmosferic. Trebuie remarcat faptul că procesul de dizolvare a sodiului în mercur este exotermic. Îndepărtarea căldurii de reacție provoacă anumite dificultăți, deoarece. se exclude utilizarea apei ca agent frigorific. De obicei, prepararea amalgamului se realizează la 40-50°C, obținându-se astfel 2-3% amalgam.

Cel mai pur lichidşi se obţine un amalgam omogen care conţine până la 0,5% sodiu metoda electrolitică.

^ amalgam de sodiu restabili:

A) legături duble conjugate (dar nu izolat)

b) reprezentanți individuali ai arenelor, de exemplu, acizi ftalici, hidrocarburi policiclice aromatice (la derivați di- sau tetrahidro).

LA) carbonil grupîn aldehide și cetone la alcoolii corespunzători (foarte ușor!).

G) Nitro - și alte grupări care conțin azot (foarte ușor), dar această metodă nu a primit valoare practică din cauza prezenței unor agenți reducători mai accesibili.

Mecanism restaurare cu amalgam de sodiu - ionic . În stratul de adsorbție de pe suprafața metalului, unul sau doi electroni sunt atașați de molecula substratului. Apoi radicalii anionici rezultați sau anionii dublu încărcați se combină cu protoni:

Metoda de recuperare: substratul este dizolvat sau suspendat în alcool sau apă deoarece Amalgamul de sodiu reacţionează lent cu apa. În unele cazuri, pentru a accelera reacția, solventi organici, miscibil cu apa si alcool, pentru o mai buna dizolvare a substratului, sau emulsionant fonduri. În amestec se adaugă treptat un exces de amalgam ( 25-40% din teoretic ) . După descompunerea completă a amalgamului, mercurul eliberat este separat prin decantare și spălat cu apă sau alcool.

Viteză , iar uneori depinde compoziția produselor de recuperare din valoarea pH-ului , care crește în cursul reacției, în timp ce viteza de reacție încetinește. Controlul precis și continuu al valorii pH-ului se realizează potențiometric. Valoarea pH-ului este ajustată prin trecerea CO2.
^

1.2. Recuperare cu staniu și clorură de staniu(II).

- o metodă simplă și cunoscută de mult timp de recuperare grupări nitro, nitrozo, hidroxiamino, azo și diazo. Este utilizat pe scară largă în practica de laborator, dar nu și în industrie (din motive economice).

^ A) Recuperare cu tablă deosebit de util pentru conversie compuși nitro aromatici (precum și compuși nitrozoși și alchilhidroxilamine) în amine , care sunt utilizate pe scară largă ca intermediari în sinteza produselor farmaceutice. Recuperarea continuă in trepte printr-o serie de conexiuni intermediare:

Ecuația procesului :

Clorura de staniu (II) formată inițial poate interacționa cu compușii nitro ca agent reducător:

^ Recuperarea staniului . Pentru soluție sau suspensie compuși nitroîn acid clorhidric concentrat, luat în exces ușor, se adaugă pe porții staniu granulat. Reacția este începută prin încălzirea cu grijă a amestecului de reacție pe o baie de apă după încărcarea primei porțiuni de staniu. Dacă se încarcă mult staniu, reacția va începe prea violent și va fi necesară răcirea rapidă a masei de reacție pentru a preveni ejectarea acesteia. Reacția, de regulă, se efectuează prin menținerea unui fierbere calm a masei de reacție (condensator de reflux) până când se obține o soluție limpede. Soluția fierbinte este apoi filtrată rapid din staniu nereacționat printr-un filtru rezistent la acid clorhidric. Filtratul care conține amina sub formă de sare complexă cu cloruri de staniu este alcalinizat cu amoniac sau alcali. Dacă produsul de reacție este distilat cu vapori de apă, atunci acesta este distilat direct din masa de reacție. În alte cazuri, amina este extrasă cu un solvent adecvat.

^ B) Recuperare cu clorură de staniu (II). vă permite să oferiți mai puternică și mai specifică acțiune de restaurare și dă adesea rezultate mai bune decât restaurarea din tablă metalică.

Clorura de staniu(II). reface nitro - și compuși azoici la amine , săruri de diazoniu la arilhidrazină, selectiv reface grupuri nitro în compuși polinitro-, heterociclici și halonitro:

cel mai distinct selectivitatea reducerea se manifestă în derivații benzen trisubstituiți cu două grupări nitro în pozițiile 2 și 4 față de al treilea substituent. Deci, în 2,4-dinitrotoluen, clorura de staniu reduce gruparea nitro în poziţia 2, practic fără a afecta gruparea nitro în poziţia 4.

Metoda vă permite să restaurați într-un mediu omogen deoarece clorura de staniu este solubilă în apă și alcool etilic. Din acest motiv, reducerea se realizează rapid, cu randamente bune, și la temperaturi scăzute, deși reacția poate fi efectuată și la temperatura de fierbere. Efectuarea reducerii cu clorură de staniu nu provoacă dificultăți deosebite și practic nu diferă de metoda de reducere cu staniu. Ordinea în care sunt încărcați reactivii nu contează.

Recuperarea staniului Cel mai bine este să efectuați metoda electrochimică. Această metodă vă permite să reveniți la ciclul de aproape toată tabla. În practica de laborator, precipitarea staniului sub formă de sulfură insolubilă este uneori folosită atunci când hidrogenul sulfurat este trecut prin masa de reacție.
^

1.3. Recuperarea zincului

Reducerea cu zinc în industrie se realizează atât în ​​medii acide, cât și în medii alcaline. Amalgamul de zinc este folosit și pentru restaurare.

^ A) Zincul în mediu acid se reduce : compuși carbonilici la alcooli, cloruri arensulfonice la tiofenoli, legătură dublă în -compuşi carbonilici nesaturaţi însă valoare practică are doar recuperare nitro-, nitrozo- și alte grupări care conțin azot la aminele corespunzătoare.

În sinteză sarcolizină Praful de zinc într-un mediu de acid clorhidric restaurează „azlactona”, după care benzoilsarcolizina rezultată este hidrolizată:

Recuperare în mediu acid formic poate fi însoțită de formilarea grupării amino rezultate:

B) Zinc în mediu alcalin restabileste:

a) carbonil conexiuni la alcooli

b) derivaţi de halogen în hidrocarburi

în ) nitroarenele în compuși azo-, hidrazo și mai departe în amine:

La primirea compușilor hidrazo utilizați de obicei praf de zinc , care are o suprafață specifică mare, și o încarcă cu 10-15% mai mult decât suma calculată teoretic. Hidroxid de sodiu în reacție neconsumat deoarece zincatul rezultat este hidrolizat în condițiile de reacție, dând zinc și hidroxizi de sodiu. Prin urmare, alcaliile iau de 5-100 de ori mai puțin decât este necesar conform teoriei.

înalt concentrația alcaline poate duce la formarea unei amine împreună cu un compus hidrazo. Cu toate acestea, cu o alcalinitate insuficientă, recuperarea este lentă. Prin urmare, procesul este împărțit în două etape . În primul rând, reducerea se efectuează în alcali concentrat la 80-90 ° C până la formarea de compuși azoxi și azo, iar praful de zinc și alcalii sunt dozate strict. Apoi compușii rezultați se reduc cu o nouă porțiune de praf de zinc, dar deja într-o soluție alcalină diluată la 65-70°C.

La recuperare Control temperatura, pH-ul mediului și culoarea soluției. Compușii azoici formați în procesul de reducere au o culoare intensă, iar la o reducere ulterioară dau compuși hidrazo necolorați. Reacția este oprită imediat după albire soluţie, deoarece reducerea suplimentară poate duce la apariția aminelor în masa de reacție.

Compusul hidrazo precipită împreună cu hidroxidul de zinc. Hidroxidul se dizolvă prin acidificarea atentă a masei de reacție până la neutru și compusul hidrazo este filtrat .

Recuperarea cu succes necesită se amestecă energic o masă destul de vâscoasă, în care se adaugă uneori solvenți organici pentru a reduce vâscozitatea. În acest caz, produsele de reacție intră în soluție, ceea ce facilitează izolarea lor.

Reducerea compușilor nitro cu zinc într-un mediu alcalin se realizează în oțel sau fontă dispozitive cu agitator de ancoră și jachetă.

^ B) Amalgam de zinc în acid clorhidric ( metoda Clemmensen ) înlocuiește oxigen carbonil grupuri doi atomi de hidrogen:

Reacția are loc când este încălzită în apă-alcool medii , în unele cazuri într-un mediu de acid acetic sau în solvenți inerți.

Compușii hidroxi nu se reduc în aceste condiții, ceea ce indică faptul că reducerea grupului CO nu trece prin stadiul de formare a alcoolului.
^

1.4. Recuperarea fierului

A) Fier în prezența electroliților - reface compușii nitro aromatici la aminele corespunzătoare (una dintre metodele industriale comune). În același timp, patru reactii :

Viteza procesului recuperarea se limitează la prima etapă, care este similară cu procesul de coroziune umedă a fierului. Prin urmare, recuperarea se realizează în mediu electrolit , de obicei, în mediu ușor acid . Cu o creștere a valorii pH mediu viteza de reacție scade. La pH > 12, procesul practic se oprește.

electroliti injectat în masa de reacție în formă finită (clorură de amoniu) sau obținut în reactor propriu-zis prin decaparea așchiilor de fontă cu acid clorhidric. Cel mai activ electrolitul este clorură de amoniu, mai putin activ clorură de fier (II), sulfat de amoniu etc.

Cel mai bun mod de a restaura este utilizarea așchii de fier gri , care este o risipă a industriilor de prelucrare a metalelor. Activitate Fonta cenușie se explică prin apariția în prezența electroliților a unei perechi galvanice la interfață: fier - grafit. Datorită structurii granulare, fonta cenușie se rupe în particule mici în timpul procesului de reducere, ceea ce duce la o accelerare a reacției.

Fonta trebuie să fie special pregătit pentru o reacție. După zdrobire și cernure, precum și îndepărtarea prafului, așchiile din fontă sunt degresate și murate cu o cantitate mică de acid clorhidric, ceea ce îi crește activitatea datorită formării de cloruri.

Proces de recuperare așchii de fontă la o temperatură fierberea masei de reacţie. Încălzirea se face cel mai adesea cu abur viu.

De obicei, un produs nitro este încărcat treptat într-o suspensie de așchii de fontă într-o soluție de electrolit încălzită până la punctul de fierbere. Fiecare porție următoare se administrează numai după ce cea anterioară a reacționat. In unele cazuri comanda de încărcare poate fi schimbat.

Dacă rezultatul amine volatile abur, o parte din acesta este distilat în timpul procesului de abur. Un amestec de apă și vapori de amină este condensat într-un frigider, după care intră într-un rezervor de decantare pentru separare. Restul aminei este distilat cu abur după terminarea procesului de recuperare şi alcalinizarea masei de reacţie. Uneori, amina pre-eliberată este sifonată după ce masa de reacție s-a depus în reductor. Amine, slab distilate cu vapori de apă, extrage din masa de reacție cu solvenți organici.

În producție, reducerea se realizează în oțel sau fontă dispozitive (cutii de viteze), căptușit cu plăci diabaze pe chit rezistent la acizi și echipat cu un agitator (lamă sau brăzdar) și un barbotor pentru alimentarea cu abur viu.

Aceasta metoda utilizare în producția de anestezin, novocaină, difenilsulfonă și o serie de alte medicamente:

Avantajele metodei : simplitatea tehnologiei, costul scăzut al materiilor prime, randamentul ridicat al produsului de reacție țintă. Defecte : reducerea bazei de materie primă și calitate instabilă a așchiilor de fontă; dificultăți în eliminarea nămolului rezultat (filtrare, transport de sedimente grele slab filtrate care conțin particule abrazive).

^ B) Pilitura de fier în mediul acizilor clorhidric sau acetic - reface compușii nitro , compuși azoici șialdehide .

Proces se efectuează la punctul de fierbere, adăugând încet compusul nitro într-o suspensie de fier în soluție apoasă sau hidroalcoolică ușor acidă. mediu inconjurator . Concentrația de alcool poate face o mare diferență. Cele mai bune rezultate se obțin atunci când se lucrează cu fier redus de hidrogen. Adăugând o cantitate mică clorură de nichel accelereaza reactia.

^ C) Sulfat de fier (II) în prezența amoniacului - restabilește grupul nitro în moleculele compuşilor care conţin alte grupări reductibile. Această metodă dă rezultate bune în reducerea acizilor nitrocarboxilici aromatici și a nitroaldehidelor.

^

1.5. Reducerea alcoolaților de aluminiu (metoda Meerwein-Ponndorf-Werley)

alcoolați de aluminiu restabili aromatice și alifatice compuși carbonilici în alcoolii corespunzători, fără a afecta alte grupe funcționale.

Schema de reactie:

De obicei folosit pentru recuperare izopropoxid de aluminiu în alcool izopropilic; mai rar - etoxid de aluminiu în alcool etilic (pentru reducerea aldehidelor).

Recuperare merge datorită alcoolului radical alcoolat , care este oxidat la un compus carbonil. Noul alcoxid de aluminiu rezultat poate fi alcoolizat prin acțiunea unui solvent, prin care izopropoxidul de aluminiu este regenerat. De aceea alcoolați joacă rolul principal catalizator. Cu toate acestea, cele mai bune rezultate se obțin cu alcoolat in cantitati 1 mol sau mai mult pe mol de substrat.

Produsul țintă (alcool) aloca prin tratarea alcoolatului de aluminiu rezultat cu acid sulfuric diluat. iesirile produsele țintă reprezintă de obicei 80-95%.

Aldehidele sunt restaurate mult Mai uşor , Cum cetone datorită influenţei mai mici a factorului spaţial şi electrofilităţii mai mari a atomului de carbon carbonil. Aldehidele, cum ar fi, de exemplu, furfuralul, sunt reduse la rece.

procesul de reducere a alcoolatului de aluminiu reversibil, deci se face de obicei când este încălzită cu distilarea componentei cu punct de fierbere scăzut (acetona), care contribuie la formarea produsului țintă.

Timp de reactie depinde foarte mult de natura substratului. Dacă timpul de proces este prea lung, temperatura de reacție poate fi crescută prin utilizarea unui solvent cu un punct de fierbere mai mare (toluen, xilen). Cu toate acestea, creșterea temperatura crește rata reacțiilor secundare într-o măsură mai mare decât cea principală. Este posibil să se accelereze semnificativ reacția și să se mărească randamentul produsului țintă prin adăugarea la amestecul de reacție Raney nichel sau clorura de aluminiu. Cu un proces lung de reducere a aldehidei sau cu formarea de produse instabile în aer, azotul sau hidrogenul este trecut prin masa de reacție.

Recuperarea Meerwein-Ponndorf este utilizată în sinteza levomicetinei, mezatonului, fetanolului și a unui număr de alte medicamente:

^

1.6. Recuperare cu hidruri metalice

Hidrururile metalice, în special hidrura de litiu aluminiu (LiAlH4) și borohidrură de litiu LiBH4 sau NaBH4 de sodiu, au proprietăți reducătoare puternice și sunt utilizate pentru a reduce compușii polari având duble legături carbon-heteroatom.

^ A) hidrură de litiu aluminiu - un compus complex asemănător sării cu formula Li  AlH 4 - , care se dizolvă lent în eteri cu formarea de noi complexe - eterează .

hidrură de litiu aluminiu restabileste:

carbonil conexiuni, acizi carboxilici si tot lor oxigen si halogenat derivate la alcooli, derivați care conțin azot și alifatici compuși nitro - la amine și, de asemenea halogenuri și alcooli - la hidrocarburi.

După ușurința reducerii, substraturile pot fi dispuse în următoarea ordine: aldehide > cetone > esteri > anhidride > acizi > nitrili > amide > grupări nitro.

Hidrura de litiu aluminiu restabilește aproape toate legăturile carbon-heteroatomi, dar nu legături duble carbon-carbon . Astfel de selectivitatea vă permite să restabiliți grupele funcționale din hidrocarburile nesaturate.

Recuperare curge înăuntru condiții blânde si de obicei cu randamente mari . Adăugarea unei cantități echimolare de clorură de aluminiu la hidrură de litiu și aluminiu în mod semnificativ crește efectul său reducător, care se datorează aparent formării de hidrură de aluminiu și clorură de litiu.

Reducerea hidrură de litiu aluminiu continuă în mediu anhidru , de obicei, in aer . În loc de dietil eter, pot fi utilizați ca solvenți tetrahidrofuranul, dibutil eterul, morfolina etc.. Utilizarea acestor solvenți face posibilă reducerea la o temperatură mai mare decât în ​​eterul dietilic. Pentru a crește solubilitatea substratului, esterii sunt uneori amestecați cu benzen sau toluen.

Lucrează cu hidrură de litiu-aluminiu necesită precauții speciale . Este important să se evite contactul hidrurii de litiu-aluminiu cu apa, deoarece aceasta provoacă descompunerea violentă a produsului, eliberând imediat hidrogen inflamabil. Atent deshidratare solvenții sunt o condiție prealabilă pentru lucrul cu hidrură de litiu-aluminiu.

Hidrura de litiu aluminiu este utilizată:

a) pentru a restabili esterul etilic al acidului sebacic cu un randament mai bun decât în ​​alte metode (în sinteza unui medicament antifungic decamină):

B) într-una din metodele de sinteza a componentei pirimidinice vitamina B 1 :

C) în sinteza octadinei:

D) în sinteza medicamentelor steroizi:

^ B) Borhidruri de sodiu (potasiu). sunt reactivi mai puțin activi decât hidrura de litiu aluminiu, dar reduc astfel desolvenți polari precum apa, metanol, piridina, acetonitril. Ei de obicei restabili numai cloruri acide acizi, carbonil conexiuni si Bazele lui Schiff .

Borhidrurile de sodiu și potasiu sunt utilizate pe scară largă pentru electoral recuperare grupări carbonil în prezența altor grupări funcționale și legături nesaturate:

^

2. Recuperare cu compuși ai sulfului

În industrie aplica rareori , deoarece există agenți reducători mai convenabili, iar eliminarea apelor uzate care conțin compuși nocivi de sulf (hidrogen sulfurat) provoacă dificultăți serioase ( defect ). Pentru prima dată, sulfura a fost folosită în acest scop de N.N. Zinin, care a obținut anilină prin reducerea nitrobenzenului cu sulfură de amoniu.
^

2.1. Reducerea compușilor nitro la amine cu sulfuri de metale alcaline

În aceste scopuri utilizare - sulfură și polisulfuri sodiu Na 2 S n (n = 2, 3…) și hidrosulfură (sulfhidrat) NaHS de sodiu.

polisulfuri sodiu a primi prin încălzirea soluției de Na 2 S cu cantitatea calculată de sulf:

^ Scheme de reacție recuperare cu sulfuri de metale alcaline:

La restaurarea compușilor nitro sulfură de sodiu alcalinitatea mediului crește, ceea ce favorizează formarea coloranților azoici și reduce randamentul produsului țintă și înrăutățește calitatea acestuia.

Recuperare trisulfură Na 2 S 3 trece cu eliberarea de sulf, a cărui eliberare prezintă dificultăți semnificative.

Recuperare hidrosulfură și disulfit de sodiu mult mai convenabil, totuși, ele trebuie să fie preparate înainte de utilizare prin saturarea unei soluții apoase sau alcoolice de hidroxid de sodiu cu o cantitate calculată de hidrogen sulfurat sau prin topirea sulfurei de sodiu cu sulf.

^ tehnica de recuperare. a se incalzi temperatura 80-90°C sau până la fierbere emulsii sau suspensii compuși nitro în apă treptat, cu amestecare puternică Se adaugă soluție de sulfură 15-25%. Exces sulfura ar trebui să fie de 20-40% (cu recuperare completă) și cu recuperare parțială - nu mai mult de câteva procente. Durată recuperarea este foarte dependentă de temperatură și durează de obicei câteva ore.

Amine aloca: solid insolubil - prin filtrare sau centrifugare (filtre nutsch, centrifuge); lichid insolubil - prin depunerea în pâlnii de separare; solubil prin extracție sau sărare.

băuturi-mamă tratate cu oxigen atmosferic pentru a oxida sulfurile rămase la Na 2 S 2 O 3 . Soluția de tiosulfat rezultată este evaporată și purificată cu cărbune activat. Soluția concentrată fierbinte rezultată este răcită și se izolează tiosulfatul tehnic, care este purificat prin recristalizare.

Mediul nu este coroziv, deci ca reductor poate fi folosit aparate din oțel cu manta sau fontă și elice sau turbină agitator . Deoarece procesul are loc la fierberea masei de reacție din cauza descompunerii sulfurilor, hidrogen sulfurat poate fi eliberat, iar reactorul trebuie echipat cu un condensator de reflux și sistem de captare sulfat de hidrogen.

Recuperarea compușilor nitro aromatici cu alcalii sulfuroase aplicatîn industrii despre- și P- anizidine, despre- și P-fenetidine, acid aminosalicilic, aminofenoli, m-nitroanilina (din m-dinitrobenzen), 1-naftilamină etc.

La recuperare despre-rasiurile de fier nitroanisol au dificultăți semnificative în izolarea produsului. Toate aceste dificultăți dispar la restaurare despre-sulfură de nitroanisol sau hidrosulfură de sodiu. Prin urmare, în ciuda reducerii randamentului produsului la 86-87% și a dificultăților de mediu, această metodă este utilizată în industrie.

^ Avantajele metodei : produs de reacție iese mai ușor în evidență, tehnologia este mai usoara, coroziune echipamente în mod semnificativ mai puțină, mai multă selectivitate, decât atunci când se utilizează așchii din fontă. Metoda face posibilă reducerea selectivă a unei grupări nitro în compuși polinitro fără a afecta restul sau toate grupările nitro, iar în compușii nitroazo pentru a restabili gruparea nitro fără a afecta grupările azo.

Defecte: producția este periculoasă, este necesară etanșarea echipamentelor speciale, dificultăți de mediu.
^

2.2. Recuperarea grupării sulf nitro într-un mediu alcalin.

Este interesant că în unele cazuri (de exemplu, restaurare P-nitrotoluenul în producerea solutizonei) are loc cu oxidarea simultană a grupării metil la aldehidă:

^

2.3. Recuperare cu acid sulfuric și sărurile acestuia

Acidul sulfuros și sărurile sale sunt agenți reducători ușori în medii apoase și organice și restabili: A) sulfocloruri la acizii corespunzători; b) chinone - la hidrochinone; în) compuși nitrozoși - inainte de aminosulfonați; d) reducerea sărurilor de diazoniu inainte de arilihidrazine :

^ Recuperarea sărurilor de diazoniu este una dintre cele mai importante reacții efectuate cu sulfitul de sodiu.

De obicei, o soluție de sare de diazoniu este adăugată la o soluție de sulfit proaspăt preparată (din NaOH și SO2) și răcită. Apoi, masa de reacție este acidulată cu atenție cu acid clorhidric în timp ce se agită și încălzită într-o baie de apă. Până la sfârșitul reacției, culoarea portocalie a masei de reacție ar trebui să se schimbe în galben. O cantitate mică de produse rășinoase formate este filtrată, iar produsul este izolat din filtratul răcit.

Hidrosulfitul sau acidul sulfuros pot fi, de asemenea, utilizați pentru a reduce compușii diazo. Randamentul arilhidrazinelor este de obicei mare și ajunge la 90-95%.
^

2.4. Recuperare cu ditionit de sodiu

Acidul ditionic (H 2 S 2 O 4) în forma sa liberă este instabil și se folosește sub formă de săruri. ditionit de sodiu reface dicetone la derivați hidroxi; compuși nitro alifatici - inainte de oxime , A aromatice - inainte de amine ; și, de asemenea, foarte ușor și cu randament ridicat compuși azoici la amine :

Reacția este de obicei efectuată într-o soluție apoasă alcalină la 40-90°C.
^

Reducere catalitică cu hidrogen

Reducerea compușilor organici cu hidrogen în prezența catalizatorilor devine din ce în ce mai importantă în fiecare an. Virtuțile metodele sunt: ​​1) universalitatea; 2) viteza mare a procesului; 3) puritatea produselor rezultate și 4) ușurința izolării lor și neajunsuri 1) deficitul de hidrogen electrolitic și catalizatori utilizați, 2) pericolul ridicat de incendiu și explozie al procesului și 3) necesitatea de a folosi autoclave în multe cazuri.

^ Rata de recuperare hidrogenul de pe suprafața catalizatorului (reducerea catalitică de contact) depinde din structura substratului . Hidrogenarea ușoară grupuri individuale, de regulă, scade în următoarea succesiune: duble legături > nitro > carbonil > nitril > sisteme aromatice și heterociclice > hidroxil > grupări carboxil .

Acest lucru permite efectuarea hidrogenare selectivă .

^ Direcție și ieșire reactii depind atât de condițiile procesului, cât și de activitatea și metoda de preparare a catalizatorului. Activitate catalizatorii pot fi mariti sau micsorati prin adaugarea de substante speciale ( promotori și inhibitori )

Cel mai des folosit catalizatori metalici, în special metale din grupa VIII a sistemului periodic de elemente, oxizii, sulfurile, clorurile acestora. În funcție de metoda de gătit distingeți următoarele tipuri de catalizatori:

DAR) gloată – un metal foarte fin dispersat, de obicei precipitat dintr-o soluție a sării sale prin reducere;

B) catalizatori Adams – platină sau paladiu măcinată fin obținute prin reducerea oxizilor acestora cu hidrogen;

LA) catalizatori scheletici (catalizatori Raney) - se obțin sub forma unei mase poroase („spongioase”) de aliaje binare (nichel, fier, cupru sau cobalt, respectiv, cu aluminiu sau siliciu) prin dizolvarea unui component de aliaj în acid sau alcali;

G) catalizatori suportati - metal sub formă de negru, oxizi sau săruri, depus pe un purtător poros (piatră ponce, silicagel, cărbune, carbonați de metal alcalino-pământos etc.) pentru a mări suprafața și a reduce consumul de metal nobil scump;

D) catalizatori de oxizi si sulfuri - cromiti de cupru, zinc, sulfuri de molibden, wolfram etc. catalizatori industriali stabili si relativ ieftini.

Există destul de număr mareipoteze încercând să explice modelele de reducere catalitică cu hidrogen. Unele dintre aceste ipoteze iau în considerare, în primul rând, structura catalizatorului, fără a atinge problema motivelor formării unei legături de chimisorbție între reactanți și catalizator. Dimpotrivă, ipotezele electronice ale catalizei se concentrează pe natura și regularitățile formării legăturilor dintre reactanți și suprafața catalizatorului, în funcție de structura electronică a acestuia din urmă. Este evident, însă, că rolul catalizatorului este de a activa reactivii - compusul redus si hidrogenul molecular.
^

1. Recuperare pe catalizatori de nichel

Catalizatorii de nichel (catalizatorul Sabatier, nichel Raney etc.) și catalizatorii pe bază de nichel (cupru-nichel, carbonat de nichel etc.) sunt utilizați pe scară largă în sinteza substanțelor medicinale.

^ DAR) Catalizator de nichel nepiroforic a primi : descompunerea formiatului de nichel în mediu de parafină la o temperatură de 250-270°C; restaurare azotat de nichel hidrogen la temperatură ridicată ( catalizator Sabatier ) și alte metode:

Activitate catalizatorul de nichel Sabatier depinde de temperatura de preparare a acestuia. Temperatura optima 300-320°C.

Recuperare după metoda lui Sabatier și Senderen se efectuează în fază gazoasă, trecând peste nichel (sau printr-un strat de catalizator) un amestec de hidrogen cu vapori ai substanței care se reduc.

^ B) Catalizator scheletic Raney nichel bucătar dintr-un aliaj de nichel și aluminiu, dizolvând aluminiu în alcali apos sub formă de aluminat (20% alcali la 50°C). Raney Nickel Are specific structura poroasași conţine un numar mare de hidrogen absorbitși hidrură de nichel. El piroforic (capabil de ardere spontană în aer), deci este depozitat sub un strat de apă. Activitatea catalizatorului depinde de metoda de preparare (concentrația alcaline, temperatura, durata de scurgere și metoda de spălare) și scade în timpul depozitării catalizatorului.

Recuperare hidrogen în prezență Raney nichel efectuate sub presiune înautoclave de obicei într-un mediu alcoolic. Deoarece catalizatorul are o densitate mare și se depune rapid la fundul reactorului, este necesar bunamestecarea . După terminarea reducerii, care se apreciază după cantitatea de hidrogen absorbită, catalizatorul este separat prin filtrare, iar alcoolul este distilat.

^ C) catalizatori de nichel larg utilizare pentru a restabili o varietate de conexiuni . Adâncimea de recuperare depinde de condițiile procesului și de activitatea catalizatorului. Deci, de exemplu, la reducerea nitrobenzenului cu hidrogen în prezența nichelului Raney la o presiune de 1 atm. ia anilina, iar la 95 atm. ciclohexilamina:

Condițiile de reacție alese corect și activitatea catalizatorului de nichel Raney fac posibilă implementarea următoarelor procese:

^ 1. Recuperarea legăturilor multiple izolate, fără a afecta sistemul aromatic și alte grupe funcționale, se efectuează la 10 - 30 atm și temperaturi de până la 50 ° C: se efectuează la 150 ± 30°C si presiune peste 70 atm , de exemplu, în sinteza mentolului din timol:

În condiții similare, derivații de piridină sunt reduse:

În ciuda diferențelor puternice în condițiile de reducere, trebuie remarcat faptul că inelele aromatice sunt cel mai greu de restaurat: la 70-100 atm și temperaturi peste 100 ° C. Alte funcții - la presiuni de până la 30 atm și temperaturi sub 100 ° C.

^ 6. Aminare reductivă (reacția aldehidelor și cetonelor cu amoniacul și hidrogenul în prezența nichelului Raney) este utilizat în sinteza asalinei, izopropanului, butamidei, benzamonului, fenaminei etc.:

Metilbenzilcetona, 12-15% amoniac apos și nichel Raney sunt încălzite într-o autoclavă și hidrogenul este trecut la 60-65°C timp de 1 oră sub presiune ușoară. Apoi hidrogenul este înlocuit cu azot, catalizatorul este filtrat sub un strat de amoniac apos, filtratul este evaporat și se obține baza tehnică fenamină. Randament produs 90-91%.
^

2. Recuperare pe catalizatori de platină și paladiu

Catalizatori de platină și paladiu, având toate avantajele nichelului, în mod semnificativ mai activ lor. Hidrogenul în prezența lor reface aproape toți compușii organici capabile să fie reduse, adesea la presiunea atmosferică. Cu toate acestea, catalizatori de platină și paladiu scump și, datorită activității mari, catalizatorii convenționali au selectivitate scăzută . Pentru a modifica activitatea catalizatorilor și a crește selectivitatea acestora, diverse aditivi .

Sunt folosite cel mai des la fel de platină sau paladiu gloată , sau după depunerea metalelor, clorurilor și oxizilor acestora pe mass-media - cărbune activ, piatră ponce, silice, silicagel.

1. Grupul nitro se reduce cu hidrogen în prezența negru de platină sau paladiu foarte ușor. Ca rezultat, se formează amine cu randament aproape cantitativ. Această reacție a fost descoperită de M.M. Zaitsev (fratele mai mic al celebrului A.M. Zaitsev) în 1872. Recuperarea poate fi efectuată atât în ​​faza de vapori (gaz), cât și în fază lichidă.

^ 2. Recuperarea legăturilor duble sau triple în compuşii alifatici sau aliciclici se procedează mult mai uşor decât reducerea arenelor. Spre deosebire de hidrogenul din momentul eliberării hidrogen activat catalitic interacţionează mai uşor cu legăturile duble izolate decât cu cele conjugate. Compușii din seria acetilenei sunt foarte sensibili la acțiunea hidrogenului activat. În primul rând, ele sunt reduse la derivați de etilenă și apoi la compuși saturați.

Pentru a reduce selectiv o legătură triplă la o legătură dublă, catalizator Lindlar , care este paladiu depus pe carbonat de calciu cu adaos de acetat de plumb. Acest proces este utilizat în multe industrii chimice și farmaceutice, inclusiv în producția de vitamine E și A:

^ 5. Restaurarea arenelor mergând cel mai greu .Ușurință de recuperare hidrocarburile aromatice crește odată cu creșterea numărului de inele condensate: benzen . Datorită asemănării aromatice și compuși heteroaromatici acestea din urmă sunt hidrogenate aproape în același mod. in orice caz piridină în acest caz se hidrogenează mai ușor decât benzenul:

Compuși policiclici in functie de activitatea catalizatorului si de conditiile procesului se hidrogeneaza integral sau parțial. Compuși monociclici sunt cele mai greu de recuperat și se obțin numai produse recuperare totală.

Când heterocicluri cu cinci membri despicarea inelului are loc adesea. De exemplu, silvanul este redus la 5-hidroxi-2-pentanonă:

Reducerea parțială a compușilor heterociclici poate fi efectuată folosind ca catalizatori cupru sau cromit .

Pe lângă catalizatorii de paladiu și platină, există și mai ieftin , de exemplu, cromit de cupru, dar reacțiile se desfășoară în condiții mult mai severe. Astfel, aril cetonele sunt reduse cu randamente bune la alchilbenzeni la 180–250°C în prezența catalizator cupru-crom. La 110-130°C despre- și P-hidroxibenzaldehidele se reduc la crezolurile corespunzatoare, si despre- și P-hidroxiaril cetonele sunt hidrogenate la hidroxialchilbenzeni:

2-Metilfuranul (silvan) se obține prin trecerea unui amestec de furfural și hidrogen la 200-250°C și presiune normală peste cromit de cupru fin divizat pe cărbune:

Pe catalizatorii de platină și paladiu, procese similare au loc în condiții blânde (40-90°C, 0,1-0,5 MPa).
^

Recuperare electrolitică

Aceasta este cea mai promițătoare metodă de recuperare industrială. Dispunând de toate avantajele hidrogenării catalitice, reducerea electrolitică este semnificativă Beneficii:

1) Absența hidrogenului în producție și, în consecință, riscul de explozie și incendiu al producției este redus drastic. 2) Procesul se desfășoară la presiune atmosferică - nu este nevoie de autoclave și toate măsurile de siguranță asociate acestora.

dezavantaje metoda sunt cunoștințele insuficiente, intensitatea energetică, unele dificultăți tehnice și tehnologice, eterogenitatea produselor de reducere rezultate. În ciuda randamentelor bune, metodele electrochimice nefolosit pe scară largă în sinteza organică fină. Acest lucru se datorează, în special, lipsei de producție în serie a echipamentelor speciale.

^ Recuperare electrochimic Legături C=C , de exemplu, sinteza piperidinei din piridină (1896 Ahrens), compuși nitro la amine (se pot obține toți intermediarii), acizi carboxilici, inclusiv aldehide, aldehide în alcooli etc.

Electroliza acidului salicilic se realizează în electrolizoare cu diafragmă poroasă de cauciuc folosind catozi rotativi de cupru amalgamat la o densitate de curent de 1500 A/m2 și o viteză de rotație de 1800 rpm. Anozii sunt fabricați din plumb perfluorizat.

^ Pentru procese reducerea electrolitică necesită o sursă de curent constantă şi echipament special . Doi electrozi sunt plasați în vasul de reducere, separând spațiul catodic de spațiul anodic cu o diafragmă poroasă. Recuperarea are loc la catod . Pentru o alimentare uniformă a substanței reduse la catod, este necesar mixer . Din moment ce compușii organici fie nu se disociază, fie se disociază foarte slab, atunci ca electroliți utilizați acizi anorganici sau alcalii.

Alegerea condițiilor recuperarea (catodul corespunzător, densitatea curentului, solventul, temperatura, concentrația, durata procesului) pentru compuși individuali se realizează de obicei empiric .
^

Caracteristici de siguranță în timpul proceselor de recuperare

În timpul proceselor de recuperare, multe tipuri de materii prime și produse pot fi o sursă de incendiu, explozie sau otrăvire.

În încăperile în care se efectuează restaurarea Metale alcaline Este inacceptabil să folosiți apa ca căldură și lichid de răcire. Trebuie luate alte măsuri pentru a se asigura că apa nu intră în contact cu metalul alcalin.

praf de zinc formează amestecuri explozive cu aerul. Prin urmare, este recomandabil să încărcați praful de zinc sub formă de suspensie.

La recuperare alcaline sulfuroase etanșarea echipamentelor din care poate fi eliberată hidrogen sulfurat trebuie să fie atât de completă încât să nu existe miros de H 2 S în cameră. Intoxicarea cu hidrogen sulfurat are loc deja la concentrația sa în aer de 0,15 g / m 3.

Procese de recuperare hidrogen și hidruri metalice , mai ales la utilizare catalizatori piroforici sunt extrem de explozive și inflamabile. Prin urmare, trebuie acordată o atenție deosebită respectării tehnologiei, etanșării echipamentelor și eficienței ventilației.

Pentru a preveni crearea de concentrații explozive de gaze și vapori de lichide inflamabile și gaze otrăvitoare în condiții de urgență, dispozitivele automate de semnalizare trebuie instalate în locuri periculoase cu ventilația de urgență activată sau luate alte măsuri de siguranță. Măsurile de stingere a incendiilor în ateliere ar trebui să vizeze în principal prevenirea incendiului și exploziei, precum și localizarea acestora în caz de apariție.

Gătit și regenerare catalizatori piroforici ar trebui ținută într-o cameră separată. Este necesar să se asigure că particulele de catalizator nu sunt aruncate pe pereții reactorului, deoarece sunt capabile de ardere spontană atunci când sunt uscate. Convertorul catalitic uzat poate, de asemenea, să ia foc. Prin urmare, nu este presat uscat pe filtru și transportat sub formă de suspensie în apă sau alcool. Acolo unde este posibil, ar trebui utilizați catalizatori nepiroforici.

Zdrobirea maselor de reactie explozive se realizeaza cu azot sau alt gaz inert.

Multe substraturi și produse de reacție în procesele de reducere sunt dăunătoare sau otrăvitoare.