Rozdiel medzi hydratáciou a hydrogenáciou

kľúčový rozdiel medzi hydratáciou a hydrogenáciou je to hydratácia znamená pridanie molekúl vody k organickej zlúčenine, zatiaľ čo hydrogenácia znamená pridanie molekuly vodíka k organickej zlúčenine.

Hydratácia a hydrogenácia sú dôležité pri reakciách chemickej syntézy. Obidve tieto reakcie zahŕňajú otvorenie dvojitej väzby v organickej zlúčenine pridaním substituenta k atómom uhlíka v dvojitej väzbe. Substituenty, ktoré sa pridávajú v týchto procesoch, sa navzájom líšia.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je hydratácia 
3. Čo je hydrogenácia  
4. Porovnanie bok po boku - hydratácia verzus hydrogenácia v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo je hydratácia?

Hydratácia je pridanie molekuly vody k organickej zlúčenine. Organická zlúčenina je obvykle alkén, ktorý má dvojitú väzbu medzi dvoma atómami uhlíka. K tejto dvojitej väzbe sa pridá molekula vody vo forme hydroxylovej skupiny (OH)^-) a protón (H⁺). Preto sa molekula vody pred týmto pridaním disociuje na svoje ióny. Hydroxylová skupina je pripojená k jednému atómu uhlíka dvojitej väzby, zatiaľ čo protón je pripojený k druhému atómu uhlíka.

Obrázok 01: Jednoduchá hydratačná reakcia

Pretože zahŕňa prerušenie väzby a vytvorenie väzby, reakcia je vysoko exotermická. To znamená; reakcia uvoľňuje energiu vo forme tepla. Je to postupná reakcia; v prvom kroku alkén pôsobí ako nukleofil a napadá protón molekuly vody a viaže sa s ním cez menej substituovaný atóm uhlíka. Tu sa reakcia riadi Markonikovovým pravidlom.

Druhý krok zahrnuje pripojenie atómu kyslíka molekuly vody k ďalšiemu atómu uhlíka (vysoko substituovaný atóm uhlíka) dvojitej väzby. V tomto okamihu nesie atóm kyslíka molekuly vody kladný náboj, pretože nesie tri jednoduché väzby. Potom prichádza ďalšia molekula vody, ktorá zachytáva ďalší protón naviazanej molekuly vody, pričom hydroxylová skupina zostáva na menej substituovanom atóme uhlíka. Táto reakcia teda vedie k tvorbe alkoholu. Alkyny (uhľovodíky obsahujúce trojitú väzbu) však môžu tiež podstúpiť hydratačnú reakciu.

Čo je hydrogenácia?

Hydrogenácia je proces pridania molekuly vodíka k organickej zlúčenine. Ďalej táto reakcia zahŕňa spracovanie organickej zlúčeniny plynným vodíkom. Obvykle sa reakcia uskutočňuje v prítomnosti katalyzátora, ako je nikel, paládium alebo platina. Nekatalytické hydrogenácie sú možné iba pri veľmi vysokých teplotách. Tento postup je tiež dôležitý pri redukcii nenasýtených organických zlúčenín. To znamená; hydrogenácia môže v organických zlúčeninách otvoriť dvojité alebo trojné väzby a premeniť ich na zlúčeniny obsahujúce jednoduché väzby.

Hydrogenačný proces má tri zložky: nenasýtený substrát, zdroj vodíka a katalyzátor. Reakčné podmienky, ako je teplota a tlak, sa líšia v závislosti od typu nenasýtenej zlúčeniny a katalyzátora. Substrát môže byť buď alkén alebo alkín. Hydrogenácia sa môže uskutočňovať dvoma spôsobmi: homogénnou katalýzou a heterogénnou katalýzou.

Pri homogénnej katalýze sa kov katalyzátora viaže s alkénom aj vodíkom za vzniku medziproduktu (komplex medziprodukty alkén-katalyzátor-vodík). Potom dochádza k prenosu jedného atómu vodíka z kovu na uhlík v dvojitej väzbe (alebo trojitej väzbe). Ďalej sa uskutoční prenos druhého atómu vodíka zo zdroja vodíka na alkylovú skupinu so súčasnou disociáciou alkánu..

Obrázok 02: Tri kroky hydrogenácie

Pri heterogénnej katalýze sa nenasýtená väzba viaže s katalyzátorom, zatiaľ čo zdroj vodíka podlieha disociácii na dva atómy vodíka. Potom nastane reverzibilný krok, keď sa jeden atóm vodíka viaže na nenasýtenú väzbu. Nakoniec nastane ireverzibilná reakcia, keď sa ďalší atóm vodíka viaže na alkylovú skupinu.

Aký je rozdiel medzi hydratáciou a hydrogenáciou?

Hydratácia a hydrogenácia sú dôležité procesy v chemickej syntéze. Kľúčový rozdiel medzi hydratáciou a hydrogenáciou je v tom, že hydratácia sa týka pridania molekúl vody k organickej zlúčenine, zatiaľ čo hydrogenácia sa týka pridania molekuly vodíka k organickej zlúčenine..

Nižšie uvedený infographic sumarizuje rozdiel medzi hydratáciou a hydrogenáciou.

Zhrnutie - Hydratácia vs Hydrogenácia

Hydratácia a hydrogenácia sú dôležité procesy v chemickej syntéze. Kľúčový rozdiel medzi hydratáciou a hydrogenáciou je v tom, že hydratácia sa týka pridania molekúl vody k organickej zlúčenine, zatiaľ čo hydrogenácia sa týka pridania molekuly vodíka k organickej zlúčenine..

referencie:

1. „Špecifikácia pre iónové selektívne elektródy, referenčné elektródy, kombinované elektródy a merače iónov selektívnych elektród na stanovenie iónov v roztoku.“ doi: 10,3403 / 00222406u.

S láskavým dovolením:

1. „Hydratácia“ od spoločnosti Ccroberts - vlastná práca (public domain) prostredníctvom Commons Wikimedia
2. „Hydrogenácia na katalyzátore“ Autorom Michael Schmid - Drawing sa vytvoril (CC BY-SA 4.0) prostredníctvom Commons Wikimedia