المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
تنفيذ وتقييم خطة إعادة الهيكلة (إعداد خطة إعادة الهيكلة1)
2024-11-05
مـعاييـر تحـسيـن الإنـتاجـيـة
2024-11-05
نـسـب الإنـتاجـيـة والغـرض مـنها
2024-11-05
المـقيـاس الكـلـي للإنتاجـيـة
2024-11-05
الإدارة بـمؤشـرات الإنـتاجـيـة (مـبادئ الإنـتـاجـيـة)
2024-11-05
زكاة الفطرة
2024-11-05

كيف يُزيَّنُ للناسِ سوءُ أعمالهم ؟!
10-10-2014
الصفاتُ الجَماليّة و الجَلاليَّة الذاتيّة
3-07-2015
المضاف أقسامه وخواصّه
1-07-2015
نيوترون neutron
21-6-2017
التنين:(كوكبة)
21-2-2017
فسيولوجية تغذية الماشية
2024-10-30

Catalyst Activity and Selectivity  
  
2368   02:34 صباحاً   date: 21-1-2022
Author : John D. Roberts and Marjorie C. Caserio
Book or Source : Basic Principles of Organic Chemistry : LibreTexts project
Page and Part : ........


Read More
Date: 28-8-2018 1945
Date: 27-8-2018 1928
Date: 6-6-2016 2113

Catalyst Activity and Selectivity

For maximum catalytic activity, the metal usually is prepared in a finely divided state. This is achieved for platinum and palladium by reducing the metal oxides with hydrogen prior to hydrogenation of the alkene. A specially active form of nickel ("Raney nickel") is prepared from a nickel-aluminum alloy. Sodium hydroxide is added to the alloy to dissolve the aluminum. The nickel remains as a black powder which is pyrophoric (burns in air) if not kept moist:

2Ni−Al+2OH+2H2O2Ni+2AlO2+3H2 (11.2.1)

Highly active platinum, palladium, and nickel catalysts also can be obtained by reduction of metal salts with sodium borohydride (NaBH4).

As mentioned previously, multiple bonds are not hydrogenated with equal facility. This fact can be used to advantage in carrying out selective reactions. For instance, hydrogenation of a carbon-carbon double bond can be achieved without simultaneously reducing a carbonyl bond in the same molecule. For example the carbon-carbon double bond of the following aldehyde can be reduced selectively:

Alkynes are hydrogenated more easily than alkenes mainly because alkynes are adsorbed more readily on the catalyst surface. Hydrogenation proceeds in stages, first to the cis-alkene and then to the alkane. For example,

Normally, it is not possible to stop the hydrogenation of an alkyne at the alkene stage, but if the catalyst is suitably deactivated, addition to the triple bond can be achieved without further addition occurring to the resulting double bond. The preferred catalyst for selective hydrogenation of alkynes is palladium partially "poisoned" with a lead salt (Lindlar catalyst). This catalyst shows little affinity for adsorbing alkenes and hence is ineffective in bringing about hydrogenation to the alkane stage:

Aromatic hydrocarbons are hydrogenated with considerable difficulty, requiring higher temperatures, higher pressures, and longer reaction times than for alkenes or alkynes:

In addition to having synthetic applications, catalytic hydrogenation is useful for analytical and thermochemical purposes. The analysis of a substance for the number of carbon-carbon double bonds it contains is carried out by measuring the uptake of hydrogen for a known amount of sample. Measurement of the heat evolved in the hydrogenation of alkenes gives information as to the relative stabilities of alkenes, provided that the differences in ΔS0 values are small.

The experimental values of ΔH0 for hydrogenation of a number of alkenes and alkynes are listed in Table 11-2. The ΔH0 calculated from average bond energies is −30kcal/mol for a double bond and −69kcal/mol for a triple bond. The divergences from these values reflect the influence of structure on the strengths of multiple bonds. Some important generalizations can be made:

  1. The more alkyl groups or other substituents there are on the multiple bond, the less heat is evolved on hydrogenation. Because less heat evolved signifies a stronger, more stable bond, it appears that alkyl substitution increases the stability (strength) of the multiple bond.
  2. Trans isomers of 1,2-dialkyl-substituted ethenes evolve less heat (are more stable) than the corresponding cis isomers. This is the result of molecular overcrowding in the cis isomers from nonbonded interactions between two alkyl groups on the same side of the double bond. The effect amounts to almost 10kcal/mol with two cis-tert-butyl groups. This effect is another manifestation of steric hindrance and can be seen most clearly with space-filling models (Figure 11-3).

Figure 11-3: Space-filling models of cis- and trans-2,2,5,5-tetramethyl-3-hexene, which show the difference in steric interactions between the tert-butyl groups.

3. Conjugated dienes are more stable than isolated dienes (compare 1,3- and 1,4-pentadiene).

4. Cumulated dienes appear to be less stable than conjugated or isolated dienes (see 1,2-propadiene).

Table 11-2: Heats of Hydrogenation of Gaseous Alkenes and Alkynes (kcal/mol,1atm,25o)




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .