تحقیق درمورد مدل‌سازی واکنش کاتالیستی اکسایش متانول به فرمالدیید در یک راکتور بستر سیال 13 ص

اختصاصی از ژیکو تحقیق درمورد مدل‌سازی واکنش کاتالیستی اکسایش متانول به فرمالدیید در یک راکتور بستر سیال 13 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

مدل‌سازی واکنش کاتالیستی اکسایش متانول به فرمالدیید در یک راکتور بستر سیال

چکیده

تولید فرمالدیید که یکی از ترکیب‌های پرارزش و پرمصرف است به طور معمول از اکسایش کاتالیستی متانول در راکتورهای بستر ثابت به دست می‌آید. در این تحقیق فرایند ذکر شده در راکتور بستر سیال مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور یک راکتور بستر سیال به قطر 22 میلیمتر و طول 50 سانتیمتر از جنس فولاد زنگ‌نزن که قابلیت کنترل دما و شدت جریان مواد را داراست ساخته شده است. اثر پارامترهای متفاوت عملیاتی بر عملکرد راکتور بالا مطالعه شده است. نتیجه‌ها با سه مدل سه فازی تطبیق داده شده و میزان دقت مدل‌ها در پیش‌بینی رفتار راکتور مشخص شده است. نتیجه‌ها نشان می‌دهد که تحت شرایط مناسب میزان تبدیل متانول به فرمالدیید تا 89 درصد افزایش می‌یابد و با بالا رفتن سرعت گاز در بستر سیال این میزان کاهش می‌یابد که دلیل آن کاهش زمان اقامت و در نتیجه کاهش تماس متانول با فرمالدیید است. بررسی مدل‌ها نشان می‌دهد که بیشترین انحراف مربوط به مدل Shiau _ Lin با 23 درصد خطا و بیشترین تطابق مربوط به مدل El_Rafai و El_Halwagi با 10 درصد خطا می‌باشد. بنابراین در این واکنش جریان‌های برگشتی به دلیل کوچک بودن قطر راکتور در مقایسه با طول آن از اهمیت کمتری برخوردار است.

مقدمه

بسترهای سیال از جمله دستگاه‌های مهم عملیاتی در فرایندهای شیمیایی هستند که درآنها محدودیت‌هایی از قبیل انتقال حرارت یا نفوذ وجود دارد. از جمله مزایای راکتورهای بستر سیال نسبت به راکتورهای بستر ثابت کنترل دمای بهتر، عدم وجود نقطه‌های داغ در بستر، توزیع یکنواخت کاتالیست در بستر و عمر طولانی کاتالیست است. بنابراین انجام فرایندها در بستر سیال می‌تواند حایز اهمیت باشد. یکی از موارد مهم در بسترهای سیال مدل‌سازی آنهاست. مدل‌سازی راکتورهای بستر سیال ابتدا با نظریه محیط دوفازی آغاز شد. در بین مدل‌های اولیه دوفازی می‌توان از مدل Davidsoin_Harrison نام برد.

در این مدل فاز چگال (امولسیون) و فاز حباب‌های گاز دو فاز مدل را تشکیل می‌دهند و افزون بر این فرض شده است که فاز امولسیون در حداقل سرعت سیالیت باقی می‌ماند و نیز قطر حباب در طول بستر ثابت بوده و واکنش در فاز امولسیون اتفاق می‌افتد و انتقال جرم بین دو فاز صورت می‌گیرد. این مدل بر مبنای اصول هیدرودینامیک بنا شده است ولی جریانهای برگشتی در فاز امولسیون را درنظر نمی‌گیرد. Fryer مدل جریان برگشتی غیر همسو را که بر مبنای مدل بستر حبابی بود ارایه کرد و سرعت جریان برگشتی جامد را برابر با حداقل سرعت سیالیت در نظر گرفت.

مدل سه فازی Kunii و Levenspiel بر اساس اصول هیدرودینامیک بنا شده و بستر از سه ناحیه حباب، ابر و امولسیون تشکیل شده به طوری که دنباله به عنوان بخشی از فاز ابر در نظر گرفته می‌شود. حباب صعود کننده از مدل Davidsoin پیروی می‌کند و فاز امولسیون در شرایط حداقل سیالیت باقی می‌ماند که در آن پارامتر اصلی قطر حباب است که در بستر توزیع می‌شود و یک قطر موثر در طول بستر در نظر گرفته می‌شود. واکنش درجه اول و جریان در فاز حباب، پلاگ در نظر گرفته می‌شود. تبادل جرم بین فازهای حباب _ ابر و ابر_ امولسیون صورت می‌گیرد.

بخش تجربی

مواد شیمیایی

متانول، هپتامولیبیدات آمونیوم، آهن نیترات، بیسموت نیترات از شرکت MERCK و از نوع آزمایشگاهی تهیه و در تمام فرایند از آب مقطر استفاده شد.

تجهیزات و دستگاه‌ها

برای ساخت کاتالیست از هم‌زن آزمایشگاهی با دور قابل تنظیم 50 تا rmp1500 ساخت شرکت طب‌آزما و برای تنظیم شرایط واکنش ساخت کاتالیست از حمام با دمای ثابت مجهز به ترموستات و Ph متر دیجیتال استفاده شد. راکتور مورد استفاده به قطر داخلی 22 میلیمتر و ارتفاع 50 سانتیمتر دارای 5 قسمت مجزا و مجهز به ترموکوپل نوع K برای اندازه‌گیری پروفایل دمایی در طول بستر است. جنس راکتور و تجهیزات آن از جنس فولاد زنگ‌نزن L 316 AISI است. برای گرم کردن هوا از دو کوره سری با توان W 1500 برای هر کدام و برای تبخیر متانول از یک کوره به توان KW 1 به صورت مجزا استفاده شد. سیستم کنترل از نوع PID و حس‌گر دما از نوع K می‌باشد. شماتیک سیستم مورد استفاده در شکل 1 آمده است. نتیجه‌ها با استفاده از SHIMATZU GC 17A تجزیه شد.

شکل ص 61

شکل 1 _ نمای کلی راکتور بستر سیال مورد استفاده

روش آزمایش

برای انجام آزمایش 2 تا 3 گرم کاتالیست را در راکتور قرار داده و سیستم با گاز نیتروژن به مدت 2 ساعت تمیز شد تا شرایط دمایی در سیستم برقرار شود. سپس به آهستگی جریان هوا روی سیستم باز شده و جریان نیتروژن قطع شد سپس به آهستگی جریان متانول ورودی به کوره تبخیر برقرار شد تا میزان متانول به حد مطلوب و مشخص برسد. پس از گذشت 10 دقیقه نمونه‌گیری و تجزیه خروجی از کندانسور انجام و این عمل در فاصله‌های زمانی معین تکرار شد تا خروجی راکتور به شرایط پایدار برسد.

شرایط عملیاتی جریان سیال حبابی

در راکتورهای بستر سیال حرکت رو به بالای حباب‌های گاز سبب اختلاط در فاز امولسیون و ایجاد شرایط همگن در راکتور می‌شود. بنابراین برای برقراری این نظام جریان در راکتور بایستی پارامترهای عملیاتی سیستم تنظیم شود.

از جمله این پارامترها می‌توان به سرعت گاز ورودی اشاره کرد. این سرعت تابعی از اندازه و چگالی ذره‌ها و نیز چگالی گاز سیال‌کننده و برخی پارامترهای فیزیکی دیگر می‌باشد. در تحقیقات حاضر اندازه ذره‌های کاتالیست بین 147 تا 417 میکرومتر و حداقل سرعت سیال‌سازی بین 98 تا 333 سانتیمتر بر ثانیه است. لذا با توجه به شرایط عملیاتی ذکر شده همواره نظام جریان سیال حبابی برقرار بوده است.

نتیجه‌گیری نهایی

اکسایش جزیی کاتالیستی متانول به فرمالدیید به طور عمومی در راکتورهای بستر ثابت انجام می‌شود اما عدم کنترل موثر دما در راکتور و نیز محدودیت اندازه ذره‌ها، مشکل‌های افت فشار یا مقاومت‌های نفوذی را در پی دارد. همچنین نتیجه‌های به دست آمده در مطالعه حاضر نشان می‌دهد که واکنش‌هایی مانند تبدیل متانول به فرمالدیید به سادگی و با بازده بالا در راکتورهای بستر سیال قابل اجراست. نتیجه‌های بررسی حاضر حاکی از آن است که راکتورهای بستر سیال محتوی ذره‌های ریز کاتالیست اکسید آهن _ اکسید مولیبیدن، به علت ایجاد تبدیل بالای متانول، سطح تماس مطلوب، گزینش‌پذیری مناسب و ساییدگی اندک ذره‌ها، بهترین شرایط عملیاتی را برای اکسایش متانول به فرمالدیید فراهم می‌آورد. بسترهای سیال دارای بازده پایین‌تری نسبت به بسترهای ثابت هستند اما مزایای فراوان این بسترها آنها را عنوان انتخابی برجسته و ممتاز نسبت به بسترهای ثابت درآورده است. مناسب‌ترین مدل برای تطبیق داده‌های تجربی در این مطالعه EL_Rafai و El_ Halwagi است. نتیجه‌های به دست آمده از این سیستم نشان می‌دهد که تحت شرایط مناسب میزان تبدیل متانول به فرمالدیید در محدوده مورد بحث تا 89 درصد افزایش می‌یابد. نتیجه‌ها نشان می‌دهد که بالا رفتن سرعت گاز در بستر سیال باعث کاهش میزان تبدیل می‌شود و این مساله به دلیل کاهش زمان اقامت و در نتیجه کاهش تماس متانول با فرمالدیید است. نتیجه‌های بررسی مدل‌ها نشان می‌دهد که بیشترین انحراف مربوط به مدل Shiau و El_Halwagi، بیشترین تطابق با داده‌ها را با 10 درصد خطا دارد. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که در واکنش تبدیل متانول به فرمالدیید جریان‌های برگشتی اهمیت کمتری دارند و این موضوع منطقی است زیرا قطر راکتور در مقایسه با طول آن کوچک است و این مساله بیانگر عدم وجود جریان‌های برگشتی است.

بهینه‌سازی پویای راکتور شکست حرارتی اتیلن دی کلرید

چکیده

در تحقیق حاضر بررسی مختصری روی روش‌های متفاوت بهینه‌سازی دینامیکی صورت گرفته است. در ادامه بهینه‌سازی دینامیکی راکتور شکست حرارتی اتیلن دی کلرید برای تولید وینیل کلرید (مونو پلیمر PVC ) مورد بررسی قرار گرفته است. راکتور حاضر یک راکتور جریان قالبی است. در این مساله به جای استفاده از توابع هدف وابسته به زمان از تابع وابسته به طول راکتور استفاده شده است. تابع هدف در اینجا در بیشینه‌سازی میزان تولید VCM در انتهای راکتور است. قیدهای موجود نیز معادله‌های دیفرانسیل حالت سیستم است. در نهایت با بررسی های صورت گرفته از روش پونتریاگین برای حل مساله بهره گرفته شده است. برای این کار در محیط برنامه‌نویس دلفی کدنویسی صورت گرفته است و پس از اجرای برنامه، پروفیل دمای بهینه راکتور و همچنین

پروژه اکسایش بنزیل از منظر مهندسی شیمی. doc

اختصاصی از ژیکو پروژه اکسایش بنزیل از منظر مهندسی شیمی. doc دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نوع فایل: word

قابل و یرایش 35 صفحه

مقدمه:

مواد شیمیایی و حلالهای بکار رفته از شرکت مرک آلمان و فلوکای سوئیس تهیه شدند.

رزین تبادل آنیونی بازی قوی Dowexl –x8 بایون مخالف کلرید و 8% دی وینیل بنزین بعنوان عامل اتصال عرضی و ساختار ژلی بامش 50-20 از شرکت فلوکا و بامش از شرکت مرک آلمان  تهیه شد.

از آنجائیکه محصول واکنشها شناخته  شده می باشند. شناسایی  آنها از روی نقطه ذوب خود محصول یا مشتق 2 و 4  دی نیتروفنیل هیدرازون یا طیف زیر قرمز آنها صورت گرفت.

پیشرفت واکنشها توسط کروماتوگرافی لایه نازک بر روی سیلیکاژل با کمک صفحات TLC آماده (SILG/UV 254) دنبال شدند. بازده واکنشها از روی وزن محصول جدا شده یا وزن مشتق  2 و 4 دی نیتروفنیل هیدرازون محاسبه شد.

طیفهای IR توسط اسپکتروفوتومتر Shimadzu مدل 470 گرفته شده اند.

فهرست مطالب:

تکنیکهای عمومی

اکسایش بنزیل الکل بعنوان یک نمونه از الکلهای بنزیلیک توسط 50-20 DMn در حلال

روش عمومی اکسایش الکلهای بنزیلیک و آلیفاتیک توسط PDMn  در حلال

اکسایش بنزیل الکل بعنوان یک نمونه از الکلهای بنزیلیک توسط PDMn در حلال

روش عمومی اکسایش آسیلوئینها توسط 50-20 DMn در حلال

اکسایش بنزوئین توسط50 –20  DMn بعنوان یک نمونه از آسیلوئینها در حلال

روش عمومی اکسایش آسیلوئینها توسطPDMn در حلال

اکسایش بنزوئین توسط PDMn بعنوان یک نمونه از آسیلوئینها در حلال

بعنوان یک نمونه از واکنشهای رقابتی توسط 50-20DMn در حلال

روش عمومی اکسایش الکلهای بنزیلیک و آلیفاتیک توسط    DMn در شرایط بدون حلال

اکسایش بنزیل الکل بعنوان یک نمونه از الکلهای بنزیلیک توسط    DMn در شرایط بدون حلال

اکسایش رقابتی بین بنزیل الکل و بنزهیدرول بعنوان یک نمونه از واکنشهای رقابتی توسط    DMn در شرایط بدون حلال

روش عمومی اکسایش الکلهای بنزیلیک و آلیفاتیک توسط    DMn در شرایط بدون حلال و تحت تابش امواج ماکروویو

اکسایش بنزیل الکل بعنوان یک نمونه از الکلهای بنزیلیک توسط      DMn در شرایط بدون حلال و تحت تابش امواج ماکروویو

اکسایش رقابتی بین بنزیل الکل و بنزهیدرول بعنوان یک نمونه از واکنشهای رقابتی توسط    DMn در شرایط بدون حلال و تحت تابش امواج ماکروویو

هدف

بررسی روش تهیه اکسنده تثبیت شده بر پایه آنیون پرمنگنات بر روی رزین تبادل آنیونی

روش شناسایی آنیون پرمنگنات تثبیت شده بر روی رزین تبادل آنیونی

بررسی خاصیت اکسندگی  رزین تبادل آنیونی Dowex1-x8 حامل آنیون پرمنگنات (DMn)

بررسی واکنش اکسایش در شرایط حلال

جدول (3-4): اکسایش ترکیبات مختلف توسط PDMn در حلال و شرایط رفلاکس

بررسی واکنشهای اکسایش توسط   DMn شرایط بدون حلال

بررسی واکنشهای اکسایش توسط   DMn در شرایط بدون حلال و تحت تابش امواج ماکروویو

بازیابی رزین

نتیجه گیری

فهرست جداول:

جدول (3-1): بررسی اکسایش بنزیل الکل در حلالهای مختلف تحت شرایط رفلاکس

جدول (3-2): نتایج اکسایش ترکیبات مختلف توسط DMn در حلال و در شرایط رفلاکس

جدول 3-3 مقایسه برخی نتایج حاصل از اکسایش بنزیل الکل توسط رزین تبادل آنیونی Dowex1-x8 حامل آنیون پرمنگنات با نتایج مشابه حاصل

از اکسایش توسط سایر واکنشگرهای مذکور

جدول (3-5): اکسایش انتخابی الکلها توسط DMn در حلال

جدول (3-6): اکسایش الکلهای مختلف توسط DMn در شرایط بدون حلال

جدول (3-7): اکسایش رقابتی برخی از ترکیبات توسط      DMn در شرایط بدون حلال

جدول (3-8): اکسایش ترکیبات مختلف توسط DMn     در شرایط بدون حلال و تحت امواج ماکروویو (w210)

جدول(3-9): واکنشهای رقابتی توسط      DMn در شرایط بدون حلال و تحت امواج ماکروویو

جدول (3-10)

منابع ومأخذ:

1. Mark; Bikales; Overberger; Manges; Enclopedia of Polymer Scienec and Engineering, 1987, 8, 341.
2. Freeman, F. Rev. React. Species Chem. React. 1976, L.179, and References Therein.
3. Cotton, F.A., Wilkinson, G. Adranced Inorganic Chemistry, 4th. Ed, John Wiley & Sons, New York, 1980, P. 747.
4. Docky, J.Synthesis 1973, 441.
5. Gokel. G.W., Durst, H.D.synthesis 1976, 168; Aldrichimica Acta 1976, 9,3.
6. Stewart, R.Oxidation Mechanisms: Applications to Organic Chemistry, W.A.Benjamin, New York, 1964.
7. Stewart. R., in Oxidation in Organic Chemistry, Part A, Wilbery, K.B.(ed.), Academic Press, New York, 1965, Chapter.
8. Lee, D.G., in Oxidation, Vol. I Augustine, R.L. (ed.), Marcel Dekker, New York, 1969, Chapter.
9. House, H.O.Modern Synthetic Reagents, 2nd ed., W.A.Benjamin, Menb Park, California, 1972, pp. 275-85.
10. Arndt, D., in Houben-Weyl, Methodender Organischcn Chemic. 4th ed., Muller, E. (ed.), Vol. 44b. Georg Thieme Verlag. Stuttgart, 1975, 579-672.
11. Fieser, L., Fieser, M.Reagents for Organic Synthesis, wiley Interscience, New York, N.Y., Vol, 1 (1967) pp, 942-952; Vol, 2 (1969) pp, 348, Vol, 4 (1974) pp, 412-413, Vol, 5 (1975) pp, 562-563, Vol, 8 (1980) pp, 416-417, Vol, 9 (1981) pp, 388-391.
12. Lee, D. G. The Oxidation of Organic Compounds by Permanganate Ion and Hexavalent Chromium, Open Court, La Salle, Illinois, 1982.
13. Waters, W.A. Quart. Rev. (London) 1958, 12, 296.
14. Waters, W.A. Mechanisms of Oridations of Organic Compounds, Wiley, New York, 1965.
15. Ladbury, J.W., Cullis, C.F.Chem. Rev. 1958, 58, 403.
16. Turney, T.A.Oxidation Mechanisms, Butterworths, London 1965.
17. Chinn, L.J.Selection of Oxidants in Synthesis, Marcel Dekker, New York, 1971, pp. 66, 100, 142, 170.
18. Wanger, G.J.Russ, Phys. Chem.
19. Taylor, Y.E., Williams, D., Edwards, K., Otonna, D., Samanich, D.Can. J.Chem, 1984, 62, 11.

Taylor, J.E.Can.J.Chem, 1984, 62, 2641.

Taylor, J.E.Green, R.Can. J.Chem, 1985, 63, 2777.

1. Simandi, L.L., Jaky. M.J.Chem. Soc. Perkin Trans, 2, 1973, 1856.
2. Jaky, M., Simandi, L.I., Maros, L., Molnar. Perl, I.J.Chem. Soc. Perkin Trans, 2, 1973, 1565.
3. R.Meyer, Ann. 1883, 219, 234.
4. Rawal;ay, S.S., Shechter, H.J.Org.Chem, 1967, 32, 312g.
5. Lieber, E., Somasekhara, S.J.Org.Chem, 1959, 24, 1775.
6. Achmatowiez, O., Tsuda, Y, Marien, L. Can. J.Chem. 1965, 43, 2336.
7. Wiesner, K., Jay, E.W.K., Tsai, T.Y.R., Demerson, c., Jay, L., Kanno, T., Krepinsky, J., Vilim, A., Wu, C.S.Can. J.Chem, 1972, 50, 1925.
8. Shechter. H., Williams, F.T.J. Org. Chem. 1962, 3699.
9. Prasad, R.K., Kumar, A.J.Indian Chem. Soc. 1973, 50, 612.
10. Kreher, R., Wibmann, H. Chem. Ber. 1973, 106, 3097.
11. A.F.Holleman and P.caland. Ber. 1911, 44, 2504.
12. W.P.Wynne and J.Bruce, J.Chem. Soc. 731.
13. J.Moschner, Ber, 1901, 34, 1257.
14. S.Smiles and R.Le Rossignol, J.Chem. Soc. 1908, 754.
15. Hogg, D.R., in: MTP International Review of Science. Organic Chemistry, Series One, Vol, 2, Hey. D.H. (ed.), Vniversity Park Press, Baltimore, 1973, pp. 259-88.
16. Yano, M., Hayatsu, H.Biochem. Biophys. Acta 1970, 199, 303.
17. Levin, Y.A., Kukhtim, V.A.Zh. Obshch, Khim. 1962, 32, 1709, C.A. 1958, 58, 3429.
18. Truce, W.E., Lyons, j.F.J.Am.Chem. Soc. 1951, 73, 126.
19. F.G.Bordwell and G.D.Cooper, J.Am. Chem. Soc. 1952, 74, 1058.
20. G.W.Fenton and C.K.Ingold, J.Chem. Soc. 1928, p. 3127.
21. E.Bourgeois and J.Henrion, Bull. Soc. Chim. France. 1932, 51, 1416.
22. Gokel, G.W., Gerdes, H.M., Dishong, D.M.J.Org. Chem. 1980, 45, 3634.
23. E.O.Beckmann, J. Prakt. Chem. 1878, [2] 17, 439.
24. T.P.Hilditch, J.Chem. Soc 1908, 1618.
25. Ogura, K., Suzuku, M., Tsuchihashi, G.Bull. Chem. Soc. Jpn. 1980, 53, 1414.
26. Claus, a., Neukraz, W.J.Prakt. Chem. 1891, 44, 77.
27. Bodendorf, K., Popelak, A.Justus Liebigs Ann. Chem. 1950. 566, 84.
28. Ruhloff, J.R.Org. Synth. Coll, 1943, 2, 315.
29. Shriner, R.L., Kleiderer, E.C.Org.Synth. Coll. 1943, 2, 538.
30. Rocek, J., in: The Chemistry of the Carbonyl Group, Patai. S. (ed.), Interscience, Landon, 1966, pp, 461-506.
31. Kenyon, J., Symons, M.C.R.J. Chem. Soc. 1953, 2124.
32. Skraup, S., Schwamberger, E. Justus Liebigs Ann. Chem. 1928, 462, 135.
33. Kwart, h., Null, g.D.J.Am.Chem. Soc. 1960, 82, 2348.
34. Baskavan, S; Das, J; Chandrasekaran, S. J. Org. Chem. 1989, 54, 5182.
35. Parish, E.J;
36. Hanson, J.R; Hitchcock P.B., Liman, M.D; Nbagaratnam, S; Manickavasagar, R. J. Chem. Res. 1995, p; 220.
37. Syamala, M.S; Das, J; Baskaran, S; Chandrasekaran, S. Joc, 1992, 57, 1928.
38. Anastasia, M; Fiecchi, A; Scala, A. TL 1979, 3323.
39. Hanson, J.R.; Nagaratnam, S; Stevens, J.J. Chem. Res. 1996, 102.
40. Baskaran, S; Islam, I; Vankar, P.S; Chandrasekaran, S.J.Chem. Soc., Chem, Common., 1992, 626.
41. Manger, f.M, Lee, C. J. Org. Chem, 1979, 44, 3448.
42. Regen, S.L., Kotell, C. Jacks 1977, 99, 3837.
43. Noureldin, n.A; Lee, D.G.TL. 1981, 22, 4889.
44. Nourelidin, N.A; Mc onell, W.B, Lee, D.G. Can. J. Chem, 1984, 62, 2113.
45. Nourelidin, N.A; Bellegarde, T.W, Synthesis, 1999, 6.
46. Mecia
47. Lee, D.G; Chen, T; Wang, Z.J.Org. Chem, 1993, 58, 2918.
48. McBride, C.M; Chrisman, W; Harris, C.E; Singaram, B. 1999, 40, 45.
49. Noureldin, N.A; Zhao, D; Lee, D.G.J. Org. Chem, 1997, 62, 8767.
50. Zhao, D; Lee, D.G. Synthesis, 1994, p: 915.
51. Oussaid, A; Loupy, A.J.Chem. Res. 1997, 342.
52. Harris, C.E; Chrisman, W; Bickford, S.A; Lee, L.Y; Torreblanca, A.E; Singaram, B. TL. 1997, 38, 981.
53. Ferreira, B; Tercio, J; Cruz, W.O; Vieira, P.C; Yonashiro, M.J.Org. Chem, 1987, 52, 3698.
54. Clark, j.H; Cork, D.G.1982, J.Chem. Soc; Chem Commun, 1982, p:635.
55. Sreekunar, R; Padmakumar, R.T.L. 1997, 38, 5143.
56. Joshi, P.L; Hazra, B.G.J.Chem. Res. 2000, p:38.
57. John, K.J; Rajasekharan Pillai, V.N.1989, p:2897.
58. Mark; Bikales; Overberger; Manges; Enclopedia of Polymer Scienec and Engineering, 1987, 8, 341.
59. Herman, F; Mark; Nornan; Gaylord, G.Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 1967, 7, 692.
60. Harland, CE. Ion Exchange, Royal Society of Chemistry, 1994.
61. Hohenstein, W.P and March. J.Polym. Sci, Chem, 1952, 44, 2867.
62. Astle, M.J and Zaslowsky, j.A. Ind, Eng, Chem, 1952, 44, 2867.
63. Shimo, K and Wakamatsu, s; J.Org. Chem, 1963, 28, 504.
64. Collins, M and Laws, D.R.J; J.Chem. Soc. Perkin. Trans. 1973, 1, 2013.
65. Kanazone, y; Nomura, M; Kondo, Y; Kohda, K; T.L, 1987, 28, 4307.
66. Ronu, B.C, Sarkar, C.C.J. Org. Chem, 1989, 53, 4993.
67. 3 Arrad, O; Sasson, Y.J.Org. Chem, 1989, 54, 4993.
68. Cainelli, G; Gardillo, G; Orena, M; Sandri, S; J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 6737.
69. Yang, H; Synth. Commun, 1991, 21, 1527.
70. Cainelli, G.C; Manesalchi, F; Synthesis, 1975, 723.
71. Cainelli, G.C; Manesalchi, F; Synthesis, 1976, 427.
72. Manesalchi, F; orena, M; Savola, d; Synthesis, 1979, 445.
73. Shirini, F; Tajik, H; Jalili, F; Synth. Commun. 2001, 31, 2885.

دانلود مقاله کامل درباره اکسایش کننده ها و عملکرد آنها

اختصاصی از ژیکو دانلود مقاله کامل درباره اکسایش کننده ها و عملکرد آنها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه :34

بخشی از متن مقاله

اکسایش کننده ها و عملکرد آنها

1-1- پتاسیم پر منگنات بعنوان اکسنده  در شیمی آلی  :                            

بیش از یک قرن است که پتاسیم پر منگنات بعنوان عامل اکسنده انعطاف پذیر و قـــوی در  شرایط اسیدی ،قلیایی ، و خنثی بکار گرقته می شود. یون چهار وجهی پر منگنات با پیونــد Πگسترده در شرایط خنثی و کمی قلیایی پایدار است.اما در حضور یون هیدروکسید و شرایط     شدیـدا" قلیایی به منگنز V   (هیپومنگنات) یا منگنز VI  (منگنات)  تسهیم نامتناسب پیــدا  میکند

در شرایطPH بالا بعضی اوقات تشخیص اینکه اکسایش از طریق فرایند های  تک الکترون یا دو الــکترون پیش میرود ، مشکل است

سدیم و پتاسیم پرمنگنات تــــوسط اکســایش الکترولیتیکی  در مقیاس زیاد تولید میشوند پرمنگنات در محـــلولهای قلیایی ناپایدار بوده و به آرامی تجزیه میشود امـا سرعت تجزیه شدن آن در شرایط اسیدی قابل مشاهده است در محلول های خنثی یا کمی قلیایی و در تاریکی تجزیه پر منگنات بسیار آهسته می باشد.اما این تجزیه توسط نور کاتالیز می شود. بنابراین محلول های پرمنگنات باید در شیشه های تیره نگهداری شود. در محلولهای قلیایی پرمنگنات بعنوان یک عامل اکسنده قوی عمل میکند.

در شرایط بازی قوی و در حضور مقادیر اضافی از یون پرمنگنات Mn تولید می شود.(E=+0.56v)

در محلولهای اسیدی ,پرمنگنات توسط مقادیر اضافی از یک عامل کاهنده به  کاهش می یابد.(E=+1.51v)                                    

اما از آنجاییکه آنیون پرمنگنات    را اکسید می کند,محصول در حضور مقادیر اضافی پرمنگنات MnOخواهد بود.                                                                                       

 مکانیسم اکسایش با پر منگنات بسیار پیچیده است و مراحل دو مولکولی متعددی را در بر می گیرد. گستره اکسایش مـــواد آلی با یون پرمــنگنات به PHمحیــط بستگی دارد. منگنز V والانــــسی در شرایط قلیایی یا اســـیدی ضعیف به  منــگنز IV تبدیل میگردد.

در شرایط اسیدی قوی پرمنگنات کاهش بیشتری یافته ومنگنر IIIو نهایتا" منگـنز   II را تشکیل می دهد .                                                                                     

بنابر این متغیر هایی که نقش اساسی در تعیین پتانسیل اکسایش بازی می کنند عبارتند از:  ماهیت مولکول اکسید شونده و PH  محیط .

عموما اکسایش با پر منگنات در محیط های آبی،حلالهای آلی قابل اختلاط با آب که در آنها پتاسیم پر منگنات حلالیت مناسبی نشان می دهد،انجام می شود. این حلالها عبارتند از: اتانول (توصیه شده برای اکسایش آلکنها)،ترشیوبوتانول، استون ،پیریدن و استیک اسید. استیک انیدرید برای اکسایش آلکنها به دی کتونها استفاده شده است. تری فلورواستیک اسید قطعا یک حلال آلی برای پر منگنات و هیدروکربنهاست.دی متیل فرمامید حلال دیگری است که برای اکسایش آلکنها بکار می رود. حلال اپروتیک دیگری که بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، دی متیل سولفوکسید است. به هر حال فقدان حلالی که هم بتواند پر منگنات و هم هیدروکربنها را حل کند، یکی از مشکلات اصلی در این ارتباط است .

برای حل این مشکل از واکنشگرهای انتقال فازی همچون نمکهای آمونیوم نوع چهارم و اترهای تاجی استفاده میشود که هر دو واکنشگر را در فاز آلی در کنار همدیگر قرار میدهد.

اکسایش با پرمنگنات می تواند در گستره دمایی عریضی از نزدیک صفر تا 0 بسته به نوع و حساسیت ترکیب مربوطه به انجام برسد. به عنوان مثال آلکنها و الکلها به نحو مطـلوبی ازC    10 -  تاC     25 + اکسید می شوند. در حالیکه برای اکسایش آلکینها ، هیدروکربـنها یا ترکیبـات آروماتیک با شاخه جانبی آلکیل به دمای  نیاز است. مقالات مربوط به اکسایش با پر منگنات بسیار زیاد بوده و سیمای سنتزی  آن مورد بحث قرار گرفته است.   

مکانیسم اکسایش با پرمنگنات درشرایط مختلف و برای ترکیبات آلی مختلف نیز به طور گسترده ای موردبازبینی قرارگرفته است.  

پتاسیم پر منگنات بصورت غیرتثبیت شده و تثبیت شده در اکسایش آلی مختلف استفاده شده است که در ادامه به برخی از آنها اشاره می شود.                                                 

1-1-1- اکسایش ترکیبات آلی توسط پتاسیم پر منگنات غیر تثبیت شده :

 1-1-1-1- اکسایش آلکنها:                                                               

پتاسیم پر منگنات  آبی بیش از یک قرن است که بعنوان اکسنده برای ترکیبات غیر اشباع مورد استفاده قرار می گیرد. این واکنشگر معمولا برای تبدیل آلکنها به دی اولها استفاده می شود. (واکنش دی هیدروکسیداسیون ونگر[1])

معمولا تحت شرایط قلیایی آلکنها به  دی اولهای مربوطه تبدیل می‌شوند، که رانـــدمان این  واکنشها با کاتالیزورهای انتقال فاز] 20 [و یا افزایش هم زدن] 21 [بالا می رود.

   در محلولهای  خنثی یا بازی ضعیف   - هیدروکسی کتونها تولید میشوند .  این واکنشهاا همیشه همراه  با شکستن پیوند کربن-کربن هستند. شکستن پیوند کربن-کربن همچنین آلدهیدها،کتونها  وکربوکسیلیک اسیدها را هم نتیجه می دهد.]  23 و 22 [ .   

محلولهای آبی معمولا بخاطر پایداریشان استفاده می شوند،اما محلولهای آلی بخاطر حلالیت بهتر ترکیبات آلی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.                                         

1-1-1-2- اکسایش آلکینها:

اگر چه تبدیل آلکینها به دی اونهای  مربوطه از طریق اکسایش توسط پتاسیم پر منگنات یک واکنش معمولی است . اما توافق زیادی برای محصولات موردانتظار از اکسایش  آلکینها وجود ندارد

تحقیقات اخیر توسط لی[2] و چانگ [3]]  28 و 27 [  در مورد اکسایش آلکینهای غیر انتهایی توسط پتاسیم پر منگنات نشان می دهد که بسته به شرایط  واکنش از سه طریق مختلف پیش می رود : 1) در محلولهای آبی شکستن پیوند سه گانه کربن-کربن همراه با تشکیل کربوکسیلیک اسیدها واکنش اصلی هستند. 2)در دی کلرو متان بدون آب واکنش با کمک کاتالیزور انتقال فاز ، منجر به تشکیل α  - دی کتونها با راندمان خوب میشود.  3)در محلولهای دی کلرومتان در تماس با پرمنگنات آبی با کمک کاتالیزور انتقال فاز α - دی کتون باضافه محــــصولات حاصل از شکستن زنجیر حاصل میشود.                                                               

تحقیقات ]  28 و 27 [ نشان  داده که اکسایش آلکینها احتیاج به شرایط سخت تری از اکسایش آلکنها دارد.]  29 [  .

1-1-1-3:اکسایش آلکانها و آرنها:                                                     

اکسایش هیدروکربنها ی اشباع توسط محلولهای پر منگنات آبی خیلی شناخته شده نیست.    

واکنشهایی می توانند مطالعه شوند که در آنها زنجیر های اشباع با گروههای عاملی همچون کربوکسیل وجود داشته باشد، در اینحالت  از محلول قلیایی پر منگنات برای اکسایش استفاده  میشود.

                                      
پتاسیم پر منگنات می تواند آرنها را در موقعیت بنزیلیک آنها اکسید کند. اگر کربن بنزیلیک  نوع سوم باشد ،الکل بوجود می آید.  

و در غیر اینصورت کربوکسیلیک اسید بوجود می آید

1-1-1-4- اکسایش الکلها:                                                            

اکسایش الکلها توسط پرمنگنات موضوعی است که تحقیقات زیادی در مورد آن انجام شده است . ] 12و8و7و2[

 به طور معمول پذیرفته شده است که در محلولهای اسیدی یا بازی یون پر منگنات الکلهای نوع اول را به آلدئیدها و اسیدها و الکلهای نوع دوم را به کتونها تبدیل می کند.محلولهای پر منگنات خنثی بر الکلهای نوع اول تاثیر چندانی ندارند.                           

الکلهای نوع سوم مگر در شرایط خیلی سخت که موجب تجزیه مولکول می شوند پایدارند                                                                                          

طبق گزارشات لی [4] ]  12 [ پتاسیم پر منگنات ممکن است برای اکسایش الکلها در محلولهای آبی بکار رود اما در محلولهای کاملا غیر آبی بکار نمی رود. استفاده از سیستم دو فازی مثل اتر/ آب ،دی کلرو متان/ آب یا پترولیوم اتر/ آب برای اکسایش  الکلها توسط پرمنگنات بکار می رود. در روشهای جدید از کاتالیزور های انتقال فاز برای اکسـایش ترکیــــــبات  هیدروکسی توسط پرمنگنات استفاده میشود.

1-1-1-5- اکسایش ترکیبات آلی نیتروژندار:                                      

1-1-1-5-1-اکسایش آمینها:                                                          

الف-آمینهای نوع اول:  اکسایش این نوع از آمینها توسط یون پر منگنات بطور کامل مورد  بررسی قرار گرفته است.]  12 و 10 و 8 و 4 و 2 [  . پر منگنات خنثی در ترشیوبوتیل الکل آبی در C  80-60 آمـینها را به آلدئیدها و کتونها بـا راندمان عالی تبدیل می کند.

ب- آمینهای نوع دوم:  آمینهای نوع دوم شامل یک اتم هیدروژن    ،توسط پرمنگنات آبی به کتونهای مربوطه اکسید می شوند. به عنوان مثال دی سیکلو هگزیل آمین  با راندمان %80-75  به سیکلو هگزانون تبدیل می شود.

آمینهای آروماتیک نوع دوم وقتی که با یون پر منگنات در استون آبی مخلوط می شوند، هیدرازون تولید می کننــد. به عنوان مثال: 2و2- دی نفتیل آمین ممکن است که به تترا نفتیل هیدرازون با راندمان ، % 65 دیمر شود

ج- آمینهای نوع سوم:  آمینهای نوع سوم ساده توسط پر منگنات در ترشیو بوتیل الکل آبی به کتونها تبدیل می شوند.]  34 [

  محصولات بدست آمده از اکسایش توسط یون پر منگنات بستگی به شرایط واکنش دارد. اگر محلول اسیدی باشد،محصولات N - آمیل بدست می آیند اما در شرایط خنثی دی آلکیلاسیون اتفاق می افتد.              

  1-1-1-5-2- اکسایش ترکیبات نیترو آلیفاتیک:                                     

ترکیبات نیترو توسط پرمنگنات قلیایی به آلدئیدها و کتونهای مربوطه اکسید می شوند.]  38 و 12 [  .  با مقادیر اضافی پرمنگنات ترکیبات نیترو  به اسیدهای مربوطه تبدیل می شوند.] 38 [  .

1-1-1-5-3- اکسایش هیدرازینها:                                                     

برای اکسایش هیدرازین پر منگنات توصیف شده ] 39 [  طی مراحل انتقال یک یا دو الکترونی  اکسایش را انجام می دهند.اکسایش هیدرازین در واکنش زیر توسط پتاسیم پر منگنات در استون محصول مربوطه را تولید می کند.

1-1-1-6- اکسایش ترکیبات آلی سولفور:                                           

اکسایش ترکیبات سولفور توسط یون پر منگنات که به سرعت انجام می شوند کاملا مورد   بررسی قرار گرفته اند. در ادامه به برخی از این واکنشها اشاره می شود.

1-1-1-6-1- اکسایش تیولها:

اکسایش تیولها توسط پرمنگنات به دلیل کمتر بودن انرژی پیوند  S-H ) 83Kcal )نسبت به (111kcal)O-H  سریعتر از الکلها انجام می شود.

اکسایش تیولهای آلیفاتیک معمولا منجر به تشکیل دی سولفیده ها می شود، در حالیکه از  اکسایش تیولهای آروماتیک توسط پر منگنات غالبا سولفونیک اسیدهای مربوطه به دست می آیند. که این در مورد سولفونیک اسیدها نیز صدق میکند.

 1-1-1-6-2- اکسایش سولفیدها:                                                     

اکسایش سولفیدها توسط یون پرمنگنات منجر به تشکیل سولفونها در حلالهای مختلف از جمله حلالهای آبی قلیایی ،  استیک اسید ،دی کلرو متانو غیره می شود.

1-1-1-6-3- اکسایش سولفوکسیدها:                                                

از اکسایش سولفوکسیدها،سولفونها بدست می آیند.به عنوان مثال متیل(متیل  تیو) متیل سولفوکسید در استون  آبی توسط پتاسیم پرمنگنات با راندمان % 97  به متیل (متیل تیو) متیل سولفون تبدیل می شود.                                                       

 1-1-1-7- اکسایش کتونها،آلدئیدها و اسیدهای کربوکسیلیک:                     

1-1-1-7-1- اکسایش کتونها:                                                         

اکسایش کتوها توسط یون پر منگنات فقط در شرایط قلیایی غلیظ صورت میگیرد.انولها حد واسطهای احتمالی در این واکنشها هستند.یون پرمنگنات معمولا متیل کتونهای هتروآروماتیک  را  به  کتواسیدهای مربوطه تبدبل میکند.                                             

1-1-1-7-2- اکسایش آلدئیدها:                                                       

آلدئیدهای آلیفاتیک و آروماتیک سریعا توسط یون پر منگنات در محلولهای اسیدی و قلیایی به اسیدهای مربوطه اکسید می شوند. هر چند کار کردن در محلولهای خنثی به صرفه  می باشد .اما در اینصورت واکنش به کندی پیش می رود.  به عنوان مثال اکسایش پی پرونال توسط پر منگنات آبی در C 80-70 پی پرونیلیک اسید را با راندمان % 99-90 تولید می کند.

*** متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است ***

دانلود تحقیق درمورد تیتراسیون های اکسایش کاهش

اختصاصی از ژیکو دانلود تحقیق درمورد تیتراسیون های اکسایش کاهش دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 5

تیتراسیون های اکسایش کاهش

در تیتراسیونهای معمولی مانند تیتراسیون های خثی شدن، به عنوان مثال یک اسید باغلظت نامعین، به وسیله بازی با غلظت کاملا، معین تیتر می شود. نقطه ی هم ارزی، نقطه ای است که در آن کاملاً تعداد یونهای H+ با تعداد یونهای OH- هم ارز یا برابر می شود. یک شناساگر به محلول اضافه می شود که در نقطه ی pH خنثی تغییر رنگ می دهد. در این زمان افزودن حجم باز قطع می شود و از روی مقدار حجم مصرفی باز، غلظت اسید باحجم معین را می توان محاسبه نمود.

تیتراسیون های اکسایش کاهش بر اساس اکسایش یا کاهش مواد بنا شده اند. فرآیند اکسیداسیون (اکسایش)فرآیندی است که در آن یک جسم (اکسید کننده) الکترون می‌گیرد و عدد اکسایش یک اتم افزایش می‌یابد.

فرآیند احیا (کاهش)فرایندی است که در آن یک جسم (احیا کننده) الکترون از دست می‌دهد و عدد اکسایش یک اتم کاهش می‌یابد.

مثالی از واکنشهای اکسایش و کاهش

بر این اساس ، واکنش زیر یک واکنش اکسایش و کاهش می‌باشد. چون عدد اکسایش اتم S از صفر به +4 افزایش پیدا می‌کند و می‌گوییم گوگرد اکسید شده است و عدد اکسایش اتم O از صفر به -2 کاهش پیدا کرده است و می‌گوییم اکسیژن کاهیده شده است:

S + O2 → SO2

که در آن ، در طرف اول عدد اکسیداسیون هر دو ماده صفر و در طرف دوم ، عدد اکسیداسیون گوگرد در ترکیب +4 و اکسیژن ، -2 است.

اما در واکنش زیر اکسایش- کاهش انجام نمی‌شود، زیرا تغییری در عدد اکسایش هیچ یک از اتمها به وجود نیامده است:

SO2 + H2O → H2SO4

که در SO2 ، عدد اکسیداسیون S و O بترتیب ، +4 و -2 و در آب ، عدد اکسیداسیون H و O بترتیب +1 و -2 و در اسید در طرف دوم ، عدد اکسیداسیون H و S و O بترتیب ، +1 ، +4 و -2 است.

عامل اکسنده و عامل کاهنده

با توجه به چگونگی نسبت دادن اعداد اکسایش ، واضح است که نه عمل اکسایش و نه عمل کاهش بتنهایی انجام پذیر نیستند. چون یک ماده نمی‌تواند کاهیده شود مگر آن که هم‌زمان ماده ای دیگر ، اکسید گردد، ماده کاهیده شده ، سبب اکسایش است و لذا عامل اکسنده نامیده می‌شود و ماده‌ای که خود اکسید می‌شود، عامل کاهنده می‌نامیم.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید

دانلود مقاله اکسایش – کاهش

اختصاصی از ژیکو دانلود مقاله اکسایش – کاهش دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مایکل فارادی فیزیک‌دان و شیمی‌دان انگلیسی که کشف بنزن و تهیه‌ی کلر مایع دز شیمی و ساخت موتور الکتریکی و دینام در فیزیک تنها بخشی از افتخارات او است، علاقه‌ی زیادی به شیمی، الکتریسیته و رابطه‌ی بین این دو داشت. این علاقه و تلاش فارادی باعث شد که شاخه‌ای از علوم به نام الکتروشیمی ایجاد شود. الکترون پیوند دهنده‌ی شیمی و الکتریسیته است.

 تعریف عدد اکسایش : مقدار باری است که یک اتم در یک ذره بدست می‌آورد هرگاه کلیه پیوندهای موجود در مولکول یونی باشند.

 برای تعیین عدد اکسایش یک اتم در یک ذره باید پیوندها به نفع عنصر الکترونگاتیوتر شکسته شود. منظور از شکستن پیوند به نفع عنصر الکترونگاتیوتر این است که زوج الکترون مشترک روی این اتم قرار گیرد. در نتیجه هر گاه پیوند به نفع عنصری شکسته شود، اتم دارای بار منفی می‌شود و اگر پیوند به ضرر اتمی شکسته شود، آن اتم دارای بار مثبت خواهد شد.

 مثال (1) : عدد اکسایش انمی که با علامت (*) مشخص شده است را تعیین کنید.

 روش فوق بهترین روش برای تعیین عدد اکسایش اتم‌ها در ترکیب‌های آلی است. برای تعیین عدد اکسایش اتم‌ها در ترکیب‌های  معدنی از قواعد زیر استفاده می‌کنیم.

• عدد اکسایش هر عنصر به حالت آزاد مساوی صفر است. He , N2 , O3 , P4 , S8 ,
• عدد اکسایش برای یون تک اتمی برابر با بار آن است . Fe+2 , Cl-
• عدد اکسایش فلزها در ترکیب‌ها معمولا مثبت و برابر ظرفیت فلز است. K3Fe(CN)6
• نافلزها در ترکیب با عنصرهای الکتروپوزیتیوتر از خود، همواره دارای عدد اکسایش منفی و برابر با مهم‌‌ترین ظرفیت خود هستند. PCl5
• عدد اکسایش هیدروژن در عموم ترکیب‌ها 1+ است، تنها در هیدریدهای فلزی عدد اکسایش هیدروژن مساوی 1- است.

H2SO4 , NaHCO3 , CH2—CH2—OSO3H                                           NaH . CaH2                   

 عدد اکسایش اکسیژن در عموم ترکیب‌ها ( 2- ) است. مگر در موارد مندرج در جدول زیر

شامل 15 صفحه فایل word قابل ویرایش