Forskel mellem hydrering og hydrogenering

Det vigtigste forskel mellem hydrering og hydrogenering er det hydrering henviser til tilsætning af vandmolekyler til en organisk forbindelse, mens hydrogenering henviser til tilsætning af et brintmolekyle til en organisk forbindelse.

Hydrering og hydrogenering er vigtig i kemiske syntesereaktioner. Begge disse reaktioner involverer åbning af en dobbeltbinding i en organisk forbindelse ved tilsætning af en substituent til carbonatomerne i dobbeltbindingen. Substituenterne, der tilsættes i disse processer, er forskellige fra hinanden.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er hydrering
3. Hvad er hydrogenering
4. Sammenligning side ved side - Hydration vs Hydrogenering i tabelform
5. Resume

Hvad er hydrering?

Hydrering er tilsætningen af et vandmolekyle til en organisk forbindelse. Den organiske forbindelse er normalt en alken, der har en dobbeltbinding mellem to carbonatomer. Vandmolekylet sættes til denne dobbeltbinding i form af en hydroxylgruppe (OH)^-) og en proton (H⁺). Derfor dissocieres vandmolekylet i dets ioner før denne tilsætning. Hydroxylgruppen er bundet til det ene carbonatom i dobbeltbindingen, medens protonen er bundet til det andet carbonatom.

Figur 01: En simpel hydratiseringsreaktion

Da det involverer bindingsbrydning og bindingsdannelse, er reaktionen meget eksoterm. Det betyder; reaktionen frigiver energi i form af varme. Det er en trinvis reaktion; i det første trin fungerer alkenen som en nukleofil og angriber protonet for vandmolekylet og binder med det gennem det mindre substituerede carbonatom. Her følger reaktionen Markonikov-reglen.

Det andet trin inkluderer fastgørelsen af vandmolekylets iltatom til det andet carbonatom (stærkt substitueret carbonatom) i dobbeltbindingen. På dette tidspunkt bærer vandmolekylets iltatom en positiv ladning, fordi det bærer tre enkeltbindinger. Derefter kommer et andet vandmolekyle, der optager det ekstra proton for det vedhæftede vandmolekyle, hvilket efterlader hydroxylgruppen ved det mindre substituerede carbonatom. Denne reaktion fører således til dannelse af en alkohol. Alkyner (tredobbeltbinding indeholdende carbonhydrider) kan imidlertid også gennemgå hydreringsreaktion.

Hvad er hydrogenering?

Hydrogenering er processen med tilsætning af et brintmolekyle til en organisk forbindelse. Yderligere involverer denne reaktion behandlingen af en organisk forbindelse med hydrogengas. Normalt sker reaktionen i nærvær af en katalysator, såsom nikkel, palladium eller platin. Ikke-katalytiske hydrogeneringer er kun mulige ved meget høje temperaturer. Denne proces er også vigtig i reduktionen af umættede organiske forbindelser. Det betyder; hydrogeneringen kan åbne dobbeltbindinger eller tredobbeltbindinger i organiske forbindelser og omdanne dem til forbindelser, der indeholder enkeltbindinger.

Hydrogeneringsprocessen har tre komponenter: umættet substrat, brintkilde og katalysator. Reaktionsbetingelserne, såsom temperatur og tryk, varierer afhængigt af typen af umættet forbindelse og katalysatoren. Underlaget kan enten være en alken eller en alken. Hydrogeneringen kan finde sted på to måder: homogen katalyse og heterogen katalyse.

Ved homogen katalyse binder katalysatormetallet med både alken og brint for at give et mellemprodukt (alken-katalysator-hydrogen-mellemproduktkompleks). Derefter overføres et hydrogenatom fra metal til carbon i dobbeltbinding (eller triple binding). Hvad der derefter sker, er overførslen af det andet hydrogenatom fra brintkilden til alkylgruppen med samtidig dissociation af alkanen.

Figur 02: Tre trin til hydrogenering

Ved heterogen katalyse binder den umættede binding sig med katalysatoren, mens hydrogenskilden gennemgår dissociation i to hydrogenatomer. Derefter forekommer et reversibelt trin, hvor et hydrogenatom binder til den umættede binding. Endelig finder en irreversibel reaktion sted, hvor det andet hydrogenatom binder sig til alkylgruppen.

Hvad er forskellen mellem hydrering og hydrogenering?

Hydrering og hydrogenering er vigtige processer i kemisk syntese. Den vigtigste forskel mellem hydrering og hydrogenering er, at hydrering refererer til tilsætningen af vandmolekyler til en organisk forbindelse, hvorimod hydreringen refererer til tilsætningen af et brintmolekyle til en organisk forbindelse.

Nedenfor infographic opsummerer forskellen mellem hydrering og hydrogenering.

Resume - Hydration vs Hydrogenation

Reference:

1. "Specifikation for ion-selektive elektroder, referenceelektroder, kombinationselektroder og ion-selektive elektrodemetre til bestemmelse af ion i opløsning." doi: 10,3403 / 00222406u.

Billede høflighed:

1. “Hydrationreaction” Af Ccroberts - Eget arbejde (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. “Hydrogenering på katalysator” af Michael Schmid - Tegning skabte mig selv (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia

Videnskab & natur