Forskjellen mellom hydrogenering og reduksjon

Hovedforskjell - hydrogenering vs reduksjon

Hydrogenerings- og reduksjonsreaksjoner er relaterte kjemiske prosesser. Hydrogenering er en form for reduksjon. Reduksjon har tre forskjellige definisjoner: reduksjon av oksidasjonsnummeret, oksygenavfall og oppnåelse av hydrogen. Den mest akseptable definisjonen er reduksjonen av oksidasjonsnummeret. Den tredje definisjonen (å få hydrogen) passer til definisjonen av hydrogenering. derimot, hydrogenering krever i hovedsak en katalysator, mens reduksjon ikke krever en katalysator, med mindre det er en hydrogenering. Dette er hovedforskjell mellom hydrogenering og reduksjon.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er hydrogenering
      - Definisjon, mekanisme
2. Hva er Reduksjon
     - Definisjon, Forklaring, Eksempler
3. Hva er forholdet mellom hydrogenering og reduksjon
4. Hva er forskjellen mellom hydrogenering og reduksjon
     - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelbetingelser: katalysator, hydrogenering, nikkel, oksydasjon, oksidasjonsnummer, palladium, platina, redoksreaksjoner, reduksjon, metning, umettede

Hva er hydrogenering

Hydrogenering er en kjemisk reaksjon mellom molekylært hydrogen (H₂) og en annen kjemisk art. En hydrogenering skjer vanligvis i nærvær av en katalysator som nikkel, palladium eller platina og deres oksider. Hydrogenering brukes til reduksjon og metning av en kjemisk forbindelse. Det kan være to typer hydrogenering:

1. Tilsetning av hydrogen til en dobbeltbinding eller trippelbinding i en forbindelse
2. Tilsetning av hydrogen som forårsaker dissosiasjon av molekylet

Nesten alle organiske forbindelser sammensatt av dobbeltbindinger eller trippelbindinger kan reagere med molekylært hydrogen i nærvær av en katalysator. Hydrogeneringsreaksjonen er av stor betydning for industrielle synteseprosesser; For eksempel, i petroleumsindustrien, brukes hydrogenering til å produsere bensin og ulike petrokjemikalier.

Hydrogeneringsmekanisme

Når man vurderer hydrogeneringsmekanismen, er det tre hovedkomponenter som må vurderes. De er det umettede substratet, hydrogenkilden og en katalysator. Temperaturen og trykket i systemet kan variere avhengig av substratet og katalysatoren som benyttes.

Vannkilden er ofte hydrogengass selv. Det er kommersielt tilgjengelig i trykkbeholdere. Substratene for hydrogenering kan være alkener, alkyner, aldehyder, alkoholer, ketoner, estere, karboksylsyrer og nitroforbindelser. Katalysatorer finnes i to typer som homogene katalysatorer og heterogene katalysatorer. Forskjellen mellom homogene og heterogene katalysatorer er at homogene katalysatorer oppløses i oppløsningen som inneholder substratet mens heterogene katalysatorer suspenderes i den løsningen.

Figur 1: Hydrogeneringsmekanisme

Hydrogenering som forekommer i faste stoffer (heterogen katalysator) er forklart av Horiuti-Polanyi-mekanismen. Det angir følgende trinn.

1. Binding av det umettede bindingen og atom hydrogen (fra dissosiasjon av molekylært hydrogen) til overflaten av katalysatoren.
2. Tilsetning av ett hydrogenatom til det umettede bindingen. Dette trinnet er reversibelt.
3. Tilsetning av andre hydrogenatom; Dette er irreversibelt.

Men i hydrogeneringsprosesser som involverer homogen katalyse binder metallet til begge komponenter for å gi et mellomliggende alken-metall (H)₂ komplekse.

Hva er Reduksjon

Reduksjon reduserer oksidasjonsnummeret til en kjemisk art. Det gjøres vanligvis ved tilsetning av elektroner. En reduksjonsreaksjon er en halvreaksjon som skjer parallelt med en oksidasjonsreaksjon i redoksreaksjoner. Oksidasjonsreaksjonen øker oksidasjonsnummeret. Derfor er reduksjon det motsatte av oksydasjon.

Men i noen reaksjoner refererer oksidasjon og reduksjon til tilsetning eller fjerning av oksygen. Her er oksydasjon økt oksygen, mens reduksjon er oksygenforlengelse. En annen eldre definisjon for oksidasjon og reduksjon innebærer overføring av hydrogen. Her er oksidasjon tapet av hydrogen, mens reduksjon er veksten av hydrogen. Imidlertid er ifølge de allment aksepterte definisjonene oksidasjon kjent for å være økningen av oksidasjonstilstanden mens reduksjon er kjent for å være reduksjonen av oksidasjonstilstanden.

Figur 2: Redoks Reaksjoner

Reduksjonen kan være et av de tre følgende fenomenene.

1. Redusere oksidasjonsnummeret fra en positiv verdi til en negativ verdi
2. Redusere oksidasjonsnummeret fra en positiv verdi til null
3. Redusere oksidasjonsnummeret fra null til en negativ verdi.

eksempler

Noen vanlige eksempler på reduksjonsreaksjoner:

• Reduksjon av jern (III) til jern (II):
• Reduksjon av H⁺ til H₂
• Reduksjon av Cu⁺² til Cu

Forholdet mellom hydrogenering og reduksjon

• Hydrogenering er en type reduksjonsreaksjon. En av de tre definisjonene av reduksjon indikerer at hydrogenøkning er en reduksjon.

Forskjellen mellom hydrogenering og reduksjon

Definisjon

hydrogene: Hydrogenering er en kjemisk reaksjon mellom molekylært hydrogen (H₂) og en annen kjemisk art.

Reduksjon: Reduksjon er reduksjonen av oksidasjonsnummeret til en kjemisk art.

Mekanisme

hydrogene: Hydrogenering er i hovedsak tilsetning av hydrogen.

Reduksjon: Reduksjon er reduksjonen av oksidasjonsnummeret; tap av oksygen; oppnåelse av hydrogen.

komponenter

hydrogene: Forbindelser som inneholder dobbeltbindinger eller trippelbindinger vil gjennomgå hydrogenering.

Reduksjon: Kjemikalier med høyere oksidasjonsnummer kan gjennomgå reduksjon.

Catalyst

hydrogene: Hydrogenering krever en katalysator som en viktig komponent.

Reduksjon: Reduksjonsreaksjon krever ikke en katalysator med mindre det er en hydrogenering.

Konklusjon

Hydrogenering er en type reduksjonsreaksjon. Det brukes til å omdanne umettede forbindelser til mettede forbindelser. Reduksjon refererer til å redusere oksidasjonsnummeret til en kjemisk art. Det skjer alltid parallelt med en oksidasjonsreaksjon. Hovedforskjellen mellom hydrogenering og reduksjon er at hydrogenering i hovedsak krever en katalysator, mens reduksjon ikke krever en katalysator med mindre det er hydrogenering.

Henvisning:

1. Helmenstine, Anne Marie. "Reduksjon Definisjon i kjemi." ThoughtCo, 3. september 2017, Tilgjengelig her.
2. Libretexts. "Definisjoner av oksidasjon og reduksjon." Kjemi LibreTexts, Libretexts, 2. mai 2016, Tilgjengelig her.
3. "Hydrogenering." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, ink., 1. mai 2017, Tilgjengelig her.

Bilde Courtesy:

1. "Mekanisme som involverer palladiumhydrogenering" av Wesleye1000 - Egentlig arbeid (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Redox Halves" Av Cameron Garnham - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia