Diferența dintre hidrogenare și reducere

Diferența principală - hidrogenarea vs. reducerea

Reacțiile de hidrogenare și de reducere sunt legate de procesele chimice. Hidrogenarea este un tip de reducere. Reducerea are trei definiții diferite: scăderea numărului de oxidare, pierderea oxigenului și obținerea de hidrogen. Definiția cea mai acceptabilă este scăderea numărului de oxidare. A treia definiție (câștigând hidrogen) se potrivește definiției hidrogenării. in orice caz, hidrogenarea necesită, în esență, un catalizator, în timp ce reducerea nu necesită un catalizator, cu excepția cazului în care este o hidrogenare. Acesta este principala diferență între hidrogenare și reducere.

Domenii cheie acoperite

1. Ce este hidrogenarea
      - Definiție, mecanism
2. Ce este Reducerea
     - Definiție, Explicație, Exemple
3. Care este relația dintre hidrogenare și reducere
4. Care este diferența dintre hidrogenare și reducere
     - Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: Catalizator, Hidrogenare, Nichel, Oxidare, Oxidare Număr, Paladiu, Platină, Redox Reacții, Reducere, Saturație, Nesaturate

Ce este hidrogenarea

Hidrogenarea este o reacție chimică între hidrogenul molecular (H₂) și o altă specie chimică. O hidrogenare apare de obicei în prezența unui catalizator cum ar fi nichel, paladiu sau platină și oxizii lor. Hidrogenarea este utilizată pentru reducerea și saturarea unui compus chimic. Pot exista două tipuri de hidrogenare:

1. Adăugarea hidrogenului la o legătură dublă sau o legătură triplă într-un compus
2. Adăugarea hidrogenului care provoacă disocierea moleculei

Aproape toți compușii organici compuși din legături duble sau legături triple pot să reacționeze cu hidrogen molecular în prezența unui catalizator. Reacția de hidrogenare este de mare importanță pentru procesele de sinteză industrială; de exemplu, în industria petrolieră, hidrogenarea este utilizată pentru fabricarea benzinei și a diferitelor produse petrochimice.

Mecanismul de hidrogenare

Atunci când se ia în considerare mecanismul de hidrogenare, există trei componente principale care trebuie luate în considerare. Acestea sunt substratul nesaturat, sursa de hidrogen și un catalizator. Temperatura și presiunea sistemului pot varia în funcție de substrat și de catalizatorul utilizat.

Sursa de hidrogen este adesea hidrogenul în sine. Este disponibil în comerț în cilindri sub presiune. Substraturile pentru hidrogenare pot fi alchene, alchine, aldehide, alcooli, cetone, esteri, acizi carboxilici și compuși nitro. Catalizatorii se găsesc în două tipuri ca catalizatori omogeni și catalizatori heterogeni. Diferența dintre catalizatorii omogeni și heterogeni este că catalizatorii omogeni se dizolvă în soluția care conține substratul, în timp ce catalizatorii heterogeni sunt suspendați în acea soluție.

Figura 1: Mecanismul de hidrogenare

Hidrogenarea care apare în solide (catalizator heterogen) este explicată prin mecanismul Horiuti-Polanyi. Acesta prevede următorii pași.

1. Legarea legăturii nesaturate și a hidrogenului atomic (de la disocierea hidrogenului molecular) la suprafața catalizatorului.
2. Adăugarea unui atom de hidrogen la legătura nesaturată. Acest pas este reversibil.
3. Adăugarea celui de-al doilea atom de hidrogen; acest lucru este ireversibil.

Dar, în procesele de hidrogenare care implică o cataliză omogenă, metalul se leagă la ambele componente pentru a da un intermediar alchenă-metal (H)₂ complex.

Ce este Reducerea

Reducerea este reducerea numărului de oxidare a unei specii chimice. Se face, de obicei, prin adăugarea de electroni. O reacție de reducere este o jumătate de reacție care apare paralel cu o reacție de oxidare în reacțiile redox. Reacția de oxidare crește numărul de oxidare. Prin urmare, reducerea este opusul oxidării.

Dar, în unele reacții, oxidarea și reducerea se referă la adăugarea sau îndepărtarea oxigenului respectiv. Aici, oxidarea este câștigul de oxigen, în timp ce reducerea este pierderea de oxigen. O altă definiție mai veche pentru oxidare și reducere implică transferul de hidrogen. Aici, oxidarea este pierderea de hidrogen, în timp ce reducerea este câștigul de hidrogen. Cu toate acestea, conform definițiilor general acceptate, oxidarea este cunoscută ca fiind creșterea stării de oxidare, în timp ce reducerea este cunoscută ca scăderea stării de oxidare.

Figura 2: Reacțiile Redox

Reducerea poate fi unul dintre cele trei fenomene care urmează.

1. Scăderea numărului de oxidare de la o valoare pozitivă la o valoare negativă
2. Reducerea numărului de oxidare de la o valoare pozitivă la zero
3. Scăderea numărului de oxidare de la zero la o valoare negativă.

Exemple

Unele exemple comune de reacții de reducere:

• Reducerea fierului (III) la fier (II):
• Reducerea H⁺ la H₂
• Reducerea Cu⁺² la Cu

Relația dintre hidrogenare și reducere

• Hidrogenarea este un tip de reacție de reducere. Una dintre cele trei definiții ale reducerii indică faptul că câștigul de hidrogen este o reducere.

Diferența dintre hidrogenare și reducere

Definiție

Hidrogenarea: Hidrogenarea este o reacție chimică între hidrogenul molecular (H₂) și o altă specie chimică.

Reducere: Reducerea este scăderea numărului de oxidare a unei specii chimice.

Mecanism

Hidrogenarea: Hidrogenarea este, în esență, adăugarea de hidrogen.

Reducere: Reducerea este scăderea numărului de oxidare; pierderea de oxigen; câștig de hidrogen.

Componente

Hidrogenarea: Compușii care conțin legături duble sau legături triple vor fi supuși hidrogenării.

Reducere: Speciile chimice care au un număr mai mare de oxidare pot suferi o reducere.

Catalizator

Hidrogenarea: Hidrogenarea necesită un catalizator ca o componentă esențială.

Reducere: Reacția de reacție nu necesită un catalizator decât dacă este o hidrogenare.

Concluzie

Hidrogenarea este un tip de reacție de reducere. Se utilizează pentru a transforma compușii nesaturați în compuși saturați. Reducerea se referă la scăderea numărului de oxidare a unei specii chimice. Întotdeauna apare paralel cu o reacție de oxidare. Principala diferență între hidrogenare și reducere este că hidrogenarea necesită în esență un catalizator, în timp ce reducerea nu necesită un catalizator decât dacă este o hidrogenare.

Referinţă:

1. Helmenstine, Anne Marie. "Definirea reducerii în chimie". ThoughtCo, 3 septembrie 2017, disponibil aici.
2. Libretele. "Definiții de oxidare și reducere". Chimie LibreTexts, Libretexts, 2 mai 2016, Disponibil aici.
3. "Hidrogenarea" Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc, 1 mai 2017, Disponibil aici.

Datorită fotografiei:

1. "Mecanism care implică hidrogenarea paladiului" De Wesleye1000 - Lucrări proprii (CC BY-SA 4.0) prin Wikimedia Commons
2. "Redox Halfs" de Cameron Garnham - Activitate proprie (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons