Rozdíl mezi hydratací a hydrogenací

klíčový rozdíl mezi hydratací a hydrogenací je to hydratace označuje přidání molekul vody k organické sloučenině, zatímco hydrogenace označuje přidání molekuly vodíku k organické sloučenině.

Hydratace a hydrogenace jsou důležité při reakcích chemické syntézy. Obě tyto reakce zahrnují otevření dvojné vazby v organické sloučenině přidáním substituentu k atomům uhlíku v dvojné vazbě. Substituenty, které se přidávají v těchto procesech, se od sebe navzájem liší.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je hydratace 
3. Co je hydrogenace  
4. Porovnání bok po boku - hydratace vs. hydrogenace v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je hydratace?

Hydratace je přidání molekuly vody k organické sloučenině. Organická sloučenina je obvykle alken, který má dvojnou vazbu mezi dvěma atomy uhlíku. K této dvojné vazbě se přidá molekula vody ve formě hydroxylové skupiny (OH^-) a proton (H⁺). Molekula vody se proto před tímto přidáním disociuje na své ionty. Hydroxylová skupina je připojena k jednomu atomu uhlíku dvojné vazby, zatímco proton je připojen k druhému atomu uhlíku.

Obrázek 01: Jednoduchá hydratační reakce

Protože se jedná o přerušení a vytvoření vazby, reakce je velmi exotermická. To znamená; reakce uvolňuje energii ve formě tepla. Je to postupná reakce; v prvním kroku alken působí jako nukleofil a napadá proton molekuly vody a váže se na ni prostřednictvím méně substituovaného atomu uhlíku. Zde se reakce řídí Markonikovovým pravidlem.

Druhý krok zahrnuje připojení atomu kyslíku molekuly vody k jinému atomu uhlíku (vysoce substituovaný atom uhlíku) dvojné vazby. V tomto okamžiku atom kyslíku molekuly vody nese kladný náboj, protože nese tři jednoduché vazby. Pak přichází další molekula vody, která zabírá další proton připojené molekuly vody, přičemž hydroxylová skupina zůstává na méně substituovaném atomu uhlíku. Tato reakce tedy vede k tvorbě alkoholu. Alkyny (uhlovodíky obsahující trojnou vazbu) však mohou také podstoupit hydratační reakci.

Co je hydrogenace?

Hydrogenace je proces přidání molekuly vodíku k organické sloučenině. Tato reakce dále zahrnuje zpracování organické sloučeniny plynným vodíkem. Obvykle se reakce provádí v přítomnosti katalyzátoru, jako je nikl, palladium nebo platina. Nekatalytické hydrogenace jsou možné pouze při velmi vysokých teplotách. Tento proces je také důležitý při redukci nenasycených organických sloučenin. To znamená; hydrogenací může v organických sloučeninách otevřít dvojné nebo trojné vazby a přeměnit je na sloučeniny obsahující jednoduché vazby.

Proces hydrogenace má tři složky: nenasycený substrát, zdroj vodíku a katalyzátor. Reakční podmínky, jako je teplota a tlak, se liší v závislosti na typu nenasycené sloučeniny a katalyzátoru. Substrát může být buď alken nebo alkin. Hydrogenace může probíhat dvěma způsoby: homogenní katalýzou a heterogenní katalýzou.

Při homogenní katalýze se kov katalyzátoru váže s alkenem i vodíkem za vzniku meziproduktu (komplex mezi alkenem, katalyzátorem a vodíkem). Poté dochází k přenosu jednoho atomu vodíku z kovu na uhlík ve dvojné vazbě (nebo trojné vazbě). Dalším krokem je přenos dalšího atomu vodíku ze zdroje vodíku na alkylovou skupinu se současnou disociací alkanu.

Obrázek 02: Tři kroky hydrogenace

Při heterogenní katalýze se nenasycená vazba váže na katalyzátor, zatímco zdroj vodíku podléhá disociaci na dva atomy vodíku. Poté dojde k reverzibilnímu kroku, kdy se jeden atom vodíku váže na nenasycenou vazbu. Nakonec dojde k nevratné reakci, kdy se druhý atom vodíku váže na alkylovou skupinu.

Jaký je rozdíl mezi hydratací a hydrogenací?

Hydratace a hydrogenace jsou důležité procesy v chemické syntéze. Klíčový rozdíl mezi hydratací a hydrogenací spočívá v tom, že hydratace se týká přidání molekul vody k organické sloučenině, zatímco hydrogenace se týká přidání molekuly vodíku do organické sloučeniny..

Níže infographic shrnuje rozdíl mezi hydratací a hydrogenací.

Shrnutí - Hydratace vs. Hydrogenace

Hydratace a hydrogenace jsou důležité procesy v chemické syntéze. Klíčový rozdíl mezi hydratací a hydrogenací spočívá v tom, že hydratace se týká přidání molekul vody k organické sloučenině, zatímco hydrogenace se týká přidání molekuly vodíku do organické sloučeniny..

Odkaz:

1. „Specifikace pro iontově selektivní elektrody, referenční elektrody, kombinované elektrody a iontově selektivní elektrody pro stanovení iontů v roztoku.“ doi: 10,3403 / 00222406u.

Obrázek se svolením:

1. „Hydratace“ od Ccroberts - vlastní práce (public domain) přes Commons Wikimedia
2. „Hydrogenace na katalyzátoru“ Michael Schmid - Kresba se sama vytvořila (CC BY-SA 4.0) přes Commons Wikimedia