在有機反應中,濃硫酸作為催化劑是如何提高反應速率的

2022-04-10 22:00:49 字數 3177 閱讀 6356

1樓:手機使用者

說濃硫酸起催化作用確實值得**。

作催化劑:這要牽涉到碳正離子的形成和穩定性問題(我們把這些反應的機理歸結於碳正離子中間體的產生)。酸度越高,碳正離子越容易形成,也越穩定,有利於一些反應的進行。

很多情況下,硫酸的酸度也達不到能讓反應順利進行的程度,於是就要用比硫酸更強的酸,比如高氯酸、氟代磺酸、固體超酸、魔酸等。這部分情況對高中生來說有些難懂,但你真的感興趣的話以後一定會學到的。

酯化:硫酸在此處的催化作用並不是因為吸水,而是提供氫離子,和乙酸中的羧基形成鍚鹽(一種中間體),這樣羧基的碳原子就成為一個碳正離子,有利於醇羥基中的氧原子(略帶負電)的接近,二者結合後分子再發生重排產生酯。實際上這就是碳正離子歷程的一個例子,凡是強酸均可催化,但一般此反應的催化劑都用濃硫酸,因為它不揮發。

工業上傳統的合成方法是以濃硫酸作催化劑合成酯,其缺點是副反應多,裝置腐蝕嚴重,產品純度不高,後處理中含有大量的酸性廢水,造成環境汙染,而且反應時間長。為此人們選用更佳的催化劑取代硫酸。目前報道有:

對甲苯磺酸、硫酸銅、三氧化鐵、固載雜多酸、季銨鹽、陽離子交換樹脂等作催化劑合成低階酯。

為了拓展學生的視野,加深對酯化反應的認識,同時也為了激發學生的好奇心,培養學生的創新能力,筆者與師範生一起對上述催化劑合成酯進行了**。經對比試驗發現,選用三氯化鐵晶體作催化劑催化合成低階酯,其裝置簡單,耗時少,副反應少,淨化處理方便,香味純正,產率較高,適合在中學化學實驗教學中引用。

用三氯化鐵催化合成乙酸乙酯

[實驗]採用高中化學第二冊圖6 10生成乙酸乙酯的反應裝置,用1gfecl3晶體取代2ml濃硫酸,其它條件同教材高中化學第二冊[實驗6 5]。

經實驗對比發現:使用三氯化鐵作催化劑,反應液一直是亮黃色,油狀液體經飽和碳酸鈉溶液充分洗滌後油層仍較厚,有香味。而使用濃硫酸作催化劑,反應液顏色變化明顯:

無色→黃色→褐色→棕色→黑色。經處理後的油層厚度相對較少。

2樓:

人們利用催化劑,可以提高化學反應的速度,這被稱為催化反應。大多數催化劑都只能加速某一種化學反應,或者某一類化學反應,而不能被用來加速所有的化學反應。催化劑並不會在化學反應中被消耗掉。

不管是反應前還是反應後,它們都能夠從反應物中被分離出來。不過,它們有可能會在反應的某一個階段中被消耗,然後在整個反應結束之前又重新產生。 使化學反應加快的催化劑,叫做正催化劑;使化學反應減慢的催化劑,叫做負催化劑。

例如,酯和多糖的水解,常用無機酸作正催化劑;二氧化硫氧化為三氧化硫,常用五氧化二釩作正催化劑,這種催化劑是固體,反應物為氣體,形成多相的催化作用,因此,五氧化二釩也叫做觸媒或接觸劑;食用油脂里加入0.01%~0.02%沒食子酸正丙酯,就可以有效地防止酸敗,在這裡,沒食子酸正丙酯是一種負催化劑(也叫做緩化劑或抑制劑)。

目前,對催化劑的作用還沒有完全弄清楚。在大多數情況下,人們認為催化劑本身和反應物一起參加了化學反應,降低了反應所需要的活化能。有些催化反應是由於形成了很容易分解的「中間產物」,分解時催化劑恢復了原來的化學組成,原反應物就變成了生成物。

有些催化反應是由於吸附作用,吸附作用僅能在催化劑表面最活潑的區域(叫做活性中心)進行。活性中心的區域越大或越多,催化劑的活性就越強。反應物裡如有雜質,可能使催化劑的活性減弱或失去,這種現象叫做催化劑的中毒。

催化劑對化學反應速率的影響非常大,有的催化劑可以使化學反應速率加快到幾百萬倍以上。催化劑一般具有選擇性,它僅能使某一反應或某一型別的反應加速進行。例如,加熱時,甲酸發生分解反應,一半進行脫水,一半進行脫氫:

hcooh=h2o+co hcooh=h2+co2 如果用固體al2o3作催化劑,則只有脫水反應發生;如果用固體zno作催化劑,則脫氫反應單獨進行。這種現象說明,不同性質的催化劑只能各自加速特定型別的化學反應過程。因此,我們利用催化劑的選擇性,可使化學反應主要向某一方向進行。

在催化反應裡,人們往往加入催化劑以外的另一物質,以增強催化劑的催化作用,這種物質叫做助催化劑。助催化劑在化學工業上極為重要。例如,在合成氨的鐵催化劑里加入少量的鋁和鉀的氧化物作為助催化劑,可以大大提高催化劑的催化作用。

鈀催化劑被廣泛應用於工業

催化劑在現代化學工業中佔有極其重要的地位,現在幾乎有半數以上的化工產品,在生產過程裡都採用催化劑。例如,合成氨生產採用鐵催化劑,硫酸生產採用釩催化劑,乙烯的聚合以及用丁二烯制橡膠等三大合成材料的生產中,都採用不同的催化劑。據統計,約有80%~85%的化工生產過程使用催化劑(如氨、硫酸、硝酸的合成,乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合,石油、天然氣、煤的綜合利用,等等),目的是加快反應速率,提高生產效率。

在資源利用、能源開發、醫藥製造、環境保護等領域,催化劑也大有作為,科學家正在這些領域探索適宜的催化劑以期在某些方面有新的突破。催化劑顯然是參加了反應,只是作為一個反應中介,在反應前後總量不變(注意,不是在反應中總量不變),而使得加快或減緩反應速度的一種物質。 比如有反應 a+b=c 而a+r=x ,x+b=c+r 這樣反應的話,速度會和上式不一樣, 則r在反應前後問題沒有變化,則可說r是反應a+b=c的催化劑。

3樓:初見

如果反應生成水,則可以脫水,使反應向右進行,當然也可能生成其它中間體,有利於反應進行,這個要看具體的。

酯化反應中濃硫酸的作用

4樓:___耐撕

催化和吸水作用。

酯化反應一般是可逆反應。傳統的酯化技術是用酸和醇在酸(常為濃硫酸)催化下加熱迴流反應。這個反應也稱作費歇爾酯化反應。

濃硫酸的作用是催化劑和吸水劑,它可以將羧酸的羰基質子化,增強羰基碳的親電性,使反應速率加快;也可以除去反應的副產物水,提高酯的產率。

5樓:天上弓

酯化反應,是一類有機化學反應,是醇跟羧酸或含氧無機酸生成酯和水的反應。分為羧酸跟醇反應和無機含氧酸跟醇反應何和無機強酸跟醇的反應兩類。羧酸跟醇的酯化反應是可逆的,並且一般反應極緩慢,故常用濃硫酸作催化劑。

6樓:

酯化反應中濃硫酸的作用是做催化劑和吸水劑

做催化劑就像ls說的那樣,酯化反應是可逆的,並且一般反應極緩慢,故常用濃硫酸作催化劑,以增加反應速率。

做吸水劑是因為酯化反應是醇跟羧酸或含氧無機酸生成酯和水的反應,濃硫酸可以吸收反應產生的水,從而使反應向正方向進行。

7樓:匿名使用者

濃硫酸在酯化反應中作為催化劑和吸水劑。但濃硫酸作為催化劑具有難分離、強腐蝕等缺點。近來逐漸被淘汰,現在酯化反應中,在研究使用固體酸催化劑,固體酸催化劑具有易分離、無腐蝕性、等優點。

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