እንዴት ቱሉይን ናይትሬት እንደሚገኝ እንነጋገር። እጅግ በጣም ብዙ መጠን ያላቸው ከፊል የተጠናቀቁ ምርቶች ፈንጂዎችን ለማምረት ጥቅም ላይ የሚውሉ ፋርማሱቲካልስ ምርቶች የሚገኘው በእንደዚህ ዓይነት መስተጋብር ነው።
የናይትሬሽን አስፈላጊነት
የቤንዚን ተዋጽኦዎች በአሮማቲክ ናይትሮ ውህዶች መልክ የሚመረቱት በዘመናዊው የኬሚካል ኢንዱስትሪ ነው። Nitrobenzene በአኒሊን, ሽቶ, ፋርማሲዩቲካል ምርት ውስጥ መካከለኛ ምርት ነው. ሴሉሎስ ናይትሬትን ጨምሮ ለብዙ ኦርጋኒክ ውህዶች በጣም ጥሩ መሟሟት ነው, ከእሱ ጋር የጂልቲን ስብስብ ይፈጥራል. በፔትሮሊየም ኢንዱስትሪ ውስጥ እንደ ቅባት ማጽጃ ጥቅም ላይ ይውላል. የቶሉይን ናይትሬሽን ቤንዚዲን፣ አኒሊን፣ አሚኖሳሊሲሊክ አሲድ፣ ፌኒሌኔዲያሚን ይሰጣል።
የናይትሬሽን ባህሪ
ናይትሬሽን የNO2 ቡድንን ወደ ኦርጋኒክ ውህድ ሞለኪውል በማስገባቱ ይታወቃል። በመነሻው ንጥረ ነገር ላይ በመመስረት, ይህ ሂደት የሚካሄደው ራዲካል, ኑክሊዮፊል, ኤሌክትሮፊክ አሠራር ነው. ናይትሮኒየም cations, ions እና NO2 radicals እንደ ንቁ ቅንጣቶች ይሠራሉ. የ toluene ናይትሬሽን ምላሽ መተካትን ያመለክታል. ለሌሎች ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮችመተኪያ ናይትሬሽን እንዲሁም መደመር በድርብ ቦንድ በኩል ይቻላል::
በአሮማቲክ ሃይድሮካርቦን ሞለኪውል ውስጥ የሚገኘው የቶሉይን ናይትሬሽን ናይትሬትድ ድብልቅ (ሰልፈሪክ እና ናይትሪክ አሲድ) በመጠቀም ይከናወናል። የካታሊቲክ ባህሪያት በሰልፈሪክ አሲድ ታይተዋል፣ በዚህ ሂደት ውስጥ እንደ ውሃ ማስወገጃ ወኪል ሆኖ ያገለግላል።
የሂደት እኩልታ
የቶሉይን ናይትሬሽን አንድ ሃይድሮጂን አቶም በናይትሮ ቡድን መተካትን ያካትታል። የሂደቱ ዲያግራም ምን ይመስላል?
የቶሉይንን ናይትሬሽን ለመግለፅ የምላሽ ቀመር እንደሚከተለው ሊወከል ይችላል፡
ArH + HONO2+=Ar-NO2 +H2 O
የግንኙነቱን አጠቃላይ አካሄድ ብቻ እንድንፈርድ ያስችለናል፣ነገር ግን የዚህን ሂደት ሁሉንም ገፅታዎች አይገልጥም። በእውነቱ እየሆነ ያለው በአሮማ ሃይድሮካርቦኖች እና በናይትሪክ አሲድ ምርቶች መካከል ያለው ምላሽ ነው።
በምርቶቹ ውስጥ የውሃ ሞለኪውሎች በመኖራቸው የናይትሪክ አሲድ መጠን እንዲቀንስ ስለሚያደርግ የቶሉይን ናይትሬሽን ፍጥነት ይቀንሳል። ይህንን ችግር ለማስወገድ ይህ ሂደት በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ይከናወናል, ከመጠን በላይ ናይትሪክ አሲድ በመጠቀም.
ከሰልፈሪክ አሲድ በተጨማሪ አሴቲክ አንሃይራይድ፣ ፖሊፎስፎሪክ አሲድ፣ ቦሮን ትሪፍሎራይድ ውሃን ለማስወገድ ያገለግላሉ። የናይትሪክ አሲድ ፍጆታን ለመቀነስ፣የግንኙነት ቅልጥፍናን ለመጨመር ያስችላሉ።
የሂደቱ ልዩነቶች
የቶሉይን ናይትሬሽን በአስራ ዘጠነኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ በV.ማርኮቭኒኮቭ. የተከማቸ ሰልፈሪክ አሲድ በምላሽ ድብልቅ ውስጥ በመገኘቱ እና በሂደቱ ፍጥነት መካከል ግንኙነት መመስረት ችሏል። በዘመናዊ የናይትሮቶሉይን ምርት ውስጥ፣ አኔይድሬትስ ናይትሪክ አሲድ ጥቅም ላይ ይውላል፣ በመጠኑም ቢሆን ይወሰዳል።
በተጨማሪም የቶሉይን ሰልፎኔሽን እና ናይትሬሽን ከቦሮን ፍሎራይድ ያለውን ውሃ የሚያስወግድ አካል ጋር የተያያዘ ነው። በምላሹ ሂደት ውስጥ መግባቱ የተገኘውን ምርት ዋጋ ለመቀነስ ያስችላል, ይህም የቶሉቲን ናይትሬሽን እንዲኖር ያደርገዋል. የአሁን ሂደት እኩልነት በአጠቃላይ ቅፅ ከዚህ በታች ቀርቧል፡
ArH + HNO3 + BF3=Ar-NO2 + BF3 H2 O
ግንኙነቱ ከተጠናቀቀ በኋላ ውሃ ይተዋወቃል፣በዚህም ምክንያት ቦሮን ፍሎራይድ ሞኖይድሬት ዳይሃይድሬት ይፈጥራል። በቫክዩም ውስጥ ይጸዳል, ከዚያም ካልሲየም ፍሎራይድ ይጨመራል, ውህዱን ወደ መጀመሪያው መልክ ይመልሳል.
የናይትሬሽን ዝርዝሮች
የዚህ ሂደት አንዳንድ ባህሪያት ከሪኤጀንቶች ምርጫ፣ የምላሽ ንጣፍ ምርጫ ጋር የተያያዙ አሉ። አንዳንድ አማራጮቻቸውን በበለጠ ዝርዝር አስቡባቸው፡
- 60-65% ናይትሪክ አሲድ ከ96% ሰልፈሪክ አሲድ ጋር ተቀላቅሏል፤
- የ98% ናይትሪክ አሲድ እና የተከማቸ ሰልፈሪክ አሲድ ድብልቅ ለትንሽ ምላሽ ለሚሰጡ ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች ተስማሚ ነው፣
- ፖታሲየም ወይም አሞኒየም ናይትሬት ከተከማቸ ሰልፈሪክ አሲድ ጋር ፖሊሜሪክ ናይትሮ ውህዶችን ለማምረት በጣም ጥሩ ምርጫ ነው።
Nitration kinetics
ጥሩ መዓዛ ያላቸው ሃይድሮካርቦኖች ከሰልፈሪክ ድብልቅ እና ጋር መስተጋብር መፍጠርናይትሪክ አሲዶች በአዮኒክ አሠራር ናይትሬትድ ናቸው. V. ማርኮቭኒኮቭ የዚህን መስተጋብር ልዩ ባህሪያት ለመለየት ችሏል. ሂደቱ በበርካታ ደረጃዎች ይከናወናል. በመጀመሪያ, ናይትሮሰልፈሪክ አሲድ ይፈጠራል, እሱም በውሃ መፍትሄ ውስጥ መበታተን ይጀምራል. ናይትሮኒየም ions ከቶሉይን ጋር ምላሽ ይሰጣሉ, ናይትሮቶሉይንን እንደ ምርት ይመሰርታሉ. የውሃ ሞለኪውሎች ወደ ድብልቅው ውስጥ ሲጨመሩ ሂደቱ ይቀንሳል።
ኦርጋኒክ ተፈጥሮ ባላቸው ፈሳሾች ውስጥ - ናይትሮሜታን ፣ አሴቶኒትሪል ፣ ሰልፎላን - የዚህ cation መፈጠር የናይትሬሽን መጠን እንዲጨምሩ ያስችልዎታል።
በዚህም የተገኘው ናይትሮኒየም ካቴሽን ከአሮማቲክ ቶሉይን እምብርት ጋር ተያይዟል፣ እና መካከለኛ ውህድ ይፈጠራል። በመቀጠል ፕሮቶን ተለያይቷል፣ ይህም ወደ ናይትሮቶሉይን መፈጠር ምክንያት ይሆናል።
የሂደቱን ሂደት ለዝርዝር መግለጫ የ"sigma" እና "pi" ውስብስቦችን መፈጠር ግምት ውስጥ ማስገባት እንችላለን። የ "ሲግማ" ስብስብ መፈጠር የግንኙነቱ ገደብ ደረጃ ነው. የምላሽ መጠኑ በቀጥታ በአሮማቲክ ውህድ ኒውክሊየስ ውስጥ ካለው የኒትሮኒየም cation ወደ ካርቦን አቶም የመጨመር መጠን ጋር በቀጥታ የተያያዘ ይሆናል። ፕሮቶንን ከቶሉይን ማስወገድ በቅጽበት ነው።
በአንዳንድ ሁኔታዎች ብቻ ከዋና ዋና የኪነቲክ ኢሶቶፕ ተጽእኖ ጋር የተያያዙ ማናቸውም የመተካት ችግሮች ሊኖሩ ይችላሉ። ይህ የሆነበት ምክንያት የተለያዩ አይነት መሰናክሎች ባሉበት የተገላቢጦሹ ሂደት መፋጠን ነው።
የተከመረ ሰልፈሪክ አሲድ እንደ ማነቃቂያ እና የውሃ ማስወገጃ ወኪል በሚመርጡበት ጊዜ የሂደቱ ሚዛን ወደ ምላሽ ምርቶች መፈጠር ላይ ለውጥ ይታያል።
ማጠቃለያ
ቶሉይን ናይትሬት በሚፈጠርበት ጊዜ ናይትሮቶሉይን የሚፈጠረው የኬሚካል ኢንደስትሪ ጠቃሚ ምርት ነው። ይህ ንጥረ ነገር ፈንጂ ውህድ ነው, ስለዚህ በፍንዳታ ውስጥ ተፈላጊ ነው. ከኢንዱስትሪ ምርቱ ጋር ተያይዘው ከሚከሰቱ የአካባቢ ችግሮች መካከል ከፍተኛ መጠን ያለው ሰልፈሪክ አሲድ ጥቅም ላይ መዋሉን እናስተውላለን።
ይህን ችግር ለመቋቋም ኬሚስቶች ከናይትሬሽን ሂደት የሚመነጨውን የሰልፈሪክ አሲድ ቆሻሻን የሚቀንሱበትን መንገዶች ይፈልጋሉ። ለምሳሌ, ሂደቱ በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ይካሄዳል, በቀላሉ የሚታደሱ ሚዲያዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ. ሰልፈሪክ አሲድ የብረታ ብረትን ዝገት ላይ አሉታዊ ተጽእኖ የሚያሳድር እና ህይወት ባላቸው ፍጥረታት ላይ ስጋት የሚፈጥር ጠንካራ የኦክሳይድ ባህሪ አለው። ሁሉም የደህንነት መመዘኛዎች ከተጠበቁ፣ እነዚህን ችግሮች መፍታት እና ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን የናይትሮ ውህዶች ማግኘት ይቻላል።
