เอทิลีนทําปฏิกิริยากับกรดไนตริกอย่างไร?

เฮ้ ในฐานะซัพพลายเออร์เอทิลีนฉันมักจะถูกถามว่าเอทิลีนทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกอย่างไร เป็นหัวข้อที่น่าสนใจและฉันตื่นเต้นที่จะแบ่งปันสิ่งที่ฉันรู้จักกับคุณ

ก่อนอื่นเรามาพูดคุยกันเล็กน้อยเกี่ยวกับเอทิลีน เอทิลีนเป็นวัตถุดิบปิโตรเคมีที่สำคัญ คุณสามารถค้นหารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้ในหน้านี้:เอทิลีนวัตถุดิบปิโตรเคมี- มันเป็นก๊าซที่ไม่มีสีที่มีกลิ่นหวาน ทางเคมีมันมีพันธะคู่ระหว่างอะตอมคาร์บอนสองตัวซึ่งทำให้มันค่อนข้างมีปฏิกิริยา นอกจากนี้ยังมีเอทิลีนที่มีความบริสุทธิ์สูงและคุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมได้ที่นี่:เอทิลีนที่บริสุทธิ์สูง- หมายเลข CAS สำหรับเอทิลีนคือ 74 - 85 - 1 และหากคุณต้องการทราบเพิ่มเติมเกี่ยวกับมันลองดูลิงค์นี้:เอทิลีน CAS 74 - 85 - 1-

ตอนนี้เรามาทำปฏิกิริยาระหว่างเอทิลีนและกรดไนตริก ปฏิกิริยาระหว่างเอทิลีนและกรดไนตริกนั้นไม่ตรงไปตรงมาและอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาพปฏิกิริยาเช่นอุณหภูมิความเข้มข้นของกรดไนตริกและการปรากฏตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา

กลไกปฏิกิริยา

ภายใต้เงื่อนไขที่ไม่รุนแรง

ภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรงเอทิลีนสามารถรับปฏิกิริยาไนเตรตกับกรดไนตริก กรดไนตริก ($ HNO_3 $) เป็นสารออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่ง เมื่อเอทิลีน ($ c_2h_4 $) ทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกพันธะคู่ในเอทิลีนเป็นที่ตั้งของการโจมตี ปฏิกิริยาเริ่มต้นเมื่ออิเล็กโทรฟิลไนโตรเนียมไอออน ($ no_2^+$) ในกรดไนตริกโจมตีอิเล็กตรอน - พันธะคู่ที่อุดมไปด้วยของเอทิลีน

ไอออน nitronium เกิดขึ้นในวิธีต่อไปนี้ ในกรดไนตริกเข้มข้นมีดุลยภาพที่สามารถนำไปสู่การก่อตัวของไอออนไนโตรเนียม:
[2hno_3 \ Rightleftharpoons no_2^++ no_3^-+h_2o]

จากนั้นไอออนไนโตรเนียมจะทำปฏิกิริยากับเอทิลีนเพื่อสร้างคาร์โบไฮเดรตระดับกลาง ปฏิกิริยาสามารถแสดงเป็น:
[C_2H_4+NO_2^+\ RIGHTARROW C_2H_4NO_2^+]

คาร์โบไฮเดรตนี้สามารถทำปฏิกิริยากับไอออนไนเตรต ($ no_3^ - $) ในการแก้ปัญหาเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่ถูกแทนที่ด้วยไนโตร ตัวอย่างเช่นมันสามารถสร้าง 2 - nitroethanol ถ้าปฏิกิริยาเกิดขึ้นในตัวกลางน้ำ ปฏิกิริยาโดยรวมสามารถเขียนเป็น:
[C_2H_4+HNO_3 \ RIGHTARROW C_2H_5NO_3]

อย่างไรก็ตามปฏิกิริยานี้ไม่ได้พบได้บ่อยภายใต้สภาวะปกติเนื่องจากกรดไนตริกเป็นสารออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งและมีแนวโน้มที่จะออกซิไดซ์เอทิลีนมากกว่าเพียงแค่ไนเตรต

ภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรง

ภายใต้สภาวะที่รุนแรงเช่นอุณหภูมิสูงและกรดไนตริกเข้มข้นเอทิลีนจะถูกออกซิไดซ์โดยกรดไนตริก พันธะคู่ในเอทิลีนแตกและอะตอมคาร์บอนจะถูกออกซิไดซ์เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ออกซิเดชั่นต่างๆ

เอทิลีนสามารถออกซิไดซ์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ปฏิกิริยาโดยรวมสามารถเขียนเป็น:
[C_2H_4+ 6HNO_3 \ RIGHTARROW 2CO_2+ 6NO_2+ 4H_2O]

ปฏิกิริยานี้เป็นคายความร้อนสูงซึ่งหมายความว่าจะปล่อยความร้อนจำนวนมาก ในความเป็นจริงมันอาจเป็นอันตรายได้หากไม่ได้ควบคุมอย่างเหมาะสมเนื่องจากความร้อนที่ปล่อยออกมาอาจทำให้ปฏิกิริยาที่ไม่สามารถควบคุมได้และอาจนำไปสู่การระเบิด

ปัจจัยที่มีผลต่อปฏิกิริยา

ความเข้มข้นของกรดไนตริก

ความเข้มข้นของกรดไนตริกมีบทบาทอย่างมากในปฏิกิริยา กรดไนตริกเจือจางมีโอกาสน้อยที่จะออกซิไดซ์เอทิลีนอย่างสมบูรณ์ มันอาจยังคงตอบสนองต่อรูปแบบผลิตภัณฑ์ไนโตร - ทดแทนตามที่อธิบายไว้ข้างต้น ในทางกลับกันกรดไนตริกเข้มข้นเป็นสารออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งกว่ามาก มันมีแนวโน้มสูงกว่าที่จะทำลายพันธะคาร์บอนคู่ในเอทิลีนและออกซิไดซ์อะตอมคาร์บอนให้เป็นสถานะออกซิเดชันที่สูงขึ้น

อุณหภูมิ

อุณหภูมิยังส่งผลต่อปฏิกิริยา ที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะช้าลงและการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ไนโตร - ทดแทนมีแนวโน้มมากขึ้น เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นปฏิกิริยาจะมีความรุนแรงมากขึ้นและการเกิดออกซิเดชันของเอทิลีนต่อคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำกลายเป็นปฏิกิริยาที่โดดเด่น

การปรากฏตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา

ตัวเร่งปฏิกิริยาบางตัวสามารถมีอิทธิพลต่อปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่นตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะเช่นทองแดงหรือเงินสามารถเร่งปฏิกิริยาและอาจเปลี่ยนเส้นทางปฏิกิริยา พวกเขาสามารถช่วยในการก่อตัวของผลิตภัณฑ์เฉพาะโดยอำนวยความสะดวกในการก่อตัวของตัวกลางปฏิกิริยา

แอปพลิเคชันอุตสาหกรรม

ปฏิกิริยาระหว่างเอทิลีนและกรดไนตริกไม่มีการใช้งานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่โดยตรง อย่างไรก็ตามผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเหล่านี้มีประโยชน์ในอุตสาหกรรมอื่น ๆ

ตัวอย่างเช่น Nitro - ผลิตภัณฑ์ทดแทนเช่น 2 - Nitroethanol สามารถใช้เป็นตัวทำละลายหรือเป็นตัวกลางในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์อื่น ๆ ผลิตภัณฑ์ออกซิเดชั่นเช่นคาร์บอนไดออกไซด์สามารถใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มเพื่อวัตถุประสงค์ในการคาร์บอเนต

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย

การทำงานกับเอทิลีนและกรดไนตริกนั้นอันตรายอย่างยิ่ง เอทิลีนเป็นก๊าซไวไฟและกรดไนตริกเป็นสารออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่ง เมื่อพวกเขาตอบสนองโดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรงปฏิกิริยาสามารถระเบิดได้

มาตรการความปลอดภัยที่เหมาะสมจะต้องดำเนินการเมื่อจัดการสารเคมีเหล่านี้ ซึ่งรวมถึงการทำงานในพื้นที่ที่มีช่องระบายอากาศสวมใส่อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่เหมาะสมเช่นถุงมือแว่นตาและเสื้อโค้ทแล็บ ปฏิกิริยาควรดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมเช่นฮูดควันและภายใต้การดูแลของบุคลากรที่ผ่านการฝึกอบรม

บทสรุป

โดยสรุปปฏิกิริยาระหว่างเอทิลีนและกรดไนตริกมีความซับซ้อนและขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นปฏิกิริยาของไนเตรตภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรงหรือปฏิกิริยาออกซิเดชันภายใต้สภาวะที่รุนแรงการทำความเข้าใจกลไกการเกิดปฏิกิริยาเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทั้งความปลอดภัยและการใช้งานอุตสาหกรรมที่มีศักยภาพ

หากคุณอยู่ในตลาดสำหรับเอทิลีนที่มีคุณภาพสูงสำหรับความต้องการในอุตสาหกรรมของคุณฉันมาที่นี่เพื่อช่วย ไม่ว่าคุณจะทำการวิจัยเกี่ยวกับปฏิกิริยาทางเคมีเช่นที่เราได้พูดคุยหรือมีแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ อยู่ในใจเราสามารถให้เอทิลีนที่คุณต้องการ อย่าลังเลที่จะติดต่อเราเพื่อขอใบเสนอราคาหรือเพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดเฉพาะของคุณ เรายินดีที่จะพูดคุยเกี่ยวกับวิธีที่เอทิลีนของเราสามารถเข้ากับโครงการของคุณได้อย่างไร

การอ้างอิง

• Atkins, PW, & de Paula, J. (2014) เคมีกายภาพสำหรับวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
• McMurry, J. (2012) เคมีอินทรีย์ Brooks/Cole Cengage Learning
• Carey, FA, & Sundberg, RJ (2007) เคมีอินทรีย์ขั้นสูง: ส่วน A: โครงสร้างและกลไก สปริงเกอร์