Каталитическое окисление
Добрый день, уважаемые читатели.
Сегодня мы поговорим с вами о катализе, а в частности о каталитическом окислении.
Итак, катализ - это избирательное ускорение одного из возможных термодинамически разрешённых направлений химической реакции под действием катализатора. Согласно современным представлениям, катализатор многократно вступает в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливает свой химический состав после каждого цикла взаимодействий.
Катализ достаточно широко распространён в природе, а также активно используется в науке и технике. Так, например, его используют в нефтехимии, производстве серной кислоты и аммиака, очистке выхлопных газов и промышленных выбросов и пр.
Пронаблюдать за одним из каталитических процессов можно в домашних условиях. Сегодня мы рассмотрим каталитическое окисление смеси ацетон-изопропиловый спирт и ей подобных.
Для проведения опыта необходимо взять колбу ёмкостью 500-1000 мл, налить на её дно около 10-15 мл смеси, состоящей из 50% ацетона и 50% изопропилового спирта. После этого колбу необходимо взболтать для ускорения заполнения парами смеси. Далее необходимо свернутую в спираль медную проволоку, либо сложенную в несколько слоев медную фольгу нагреть докрасна и опустить в колбу с парами смеси. На поверхности меди начнётся процесс каталитического окисления. Данный процесс экзотермический т.е. протекает с выделением тепла, которое поддерживает необходимую температуру катализатора.
При правильном подборе параметров (площади испарения смеси, соотношения площади поверхности фольги (проволоки) к её массе, скорости отвода паров смеси и продуктов реакции из зоны реакции) процесс каталитического окисления с видимым свечением меди может продолжаться несколько часов - практически до полного израсходования топлива. У меня процесс продолжался около полутора - двух часов, а после этого я его прервал.
Вживую это выглядит вот так:
Выглядит достаточно красиво…
В опыте была применена смесь ацетона и изопропилового спирта для регуляции скорости испарения. В реальности для проведения опыта можно воспользоваться чистым ацетоном, изопропиловым спиртом, этиловым спиртом и даже метиловым спиртом.
В случае использования этилового спирта в качестве продуктов реакции образуется уксусный альдегид и вода. При этом ощущается специфический запах - это и есть запах уксусного альдегида.
В случае использования метанола в качестве продуктов реакции образуется формальдегид и вода. Из-за образующегося ядовитого формальдегида использовать метанол не рекомендуется. Впрочем, и сам метанол тоже ядовит.
В случае использования ацетона в качестве продуктов реакции образуется уксусный альдегид и уксусная кислота. В классическом исполнении опыта используется именно ацетон. Опыт при этом называется «Ацетоновый фонарик».
В случае использования изопропилового спирта в качестве продуктов реакции образуется ацетон и вода. А далее происходит каталитическое окисление ацетона, аналогично предыдущему случаю.
Впрочем, визуально опыт будет выглядеть идентично независимо от того, что вы будете для него по итогу использовать.
А на этом на сегодня всё. Спасибо, что дочитали до конца!