La hidrogenación es la reacción química que resulta de la adición de hidrógeno a una molécula. Un ejemplo es la reacción entre hidrógeno y etileno (un hidrocarburo inflamable, incoloro, gaseosa orgánica obtenida a partir de petróleo y gas natural) para producir etano. La hidrogenación se utiliza normalmente para saturar o reducir los compuestos orgánicos. El proceso implica la adición de hidrógeno a un enlace doble o triple en hidrocarburos, y los bonos en el producto son más fuertes que en los reactivos. La mayoría de los métodos de hidrogenación implican catalizadores utilizables porque la hidrogenación no catalítico es muy lenta.
Proceso
El método de hidrogenación tiene tres partes:
No saturada de hidrógeno Catalizador sustrato o fuente de hidrógeno
La hidrogenación se lleva a cabo a diversas temperaturas y condiciones de presión en función de la naturaleza del sustrato y el catalizador utilizado. En general, la hidrogenación en ausencia de un catalizador debe tener una energía muy alta de activación (la energía mínima que un sistema atómico debe adquirir antes de que ocurra una reacción química), por lo que la mayoría de la hidrogenación no catalítico se lleva a cabo a una temperatura muy alta. El catalizador acelera la velocidad de hidrogenación, proporcionando una vía alternativa que implica una secuencia de varios pasos de baja activación.
sustrato
sustratos típicos usados en la hidrogenación incluyen aldehídos y cetonas, alcadienos, alquenos, alquenilbencenos, azidas de alquilo, alquinos, benceno, hidratos de carbono, monóxido de carbono, ésteres, iminas, nitrilos, nitroarenos y aceites vegetales.
catalizadores
La velocidad de hidrogenación se incrementa significativamente en presencia de ciertos catalizadores. Un catalizador crea una unión química entre el hidrógeno y el sustrato y facilita su unión. metales del grupo del platino tales como platino, rodio, y el paladio son los catalizadores de hidrogenación utilizados con más frecuencia. catalizadores de metales no preciosos como paladio, níquel y rodio son también alternativas eficaces y económicos, pero son a menudo lento a temperatura ambiente y requieren temperaturas más altas.
fuentes de hidrógeno
La fuente obvia de hidrógeno durante el proceso de hidrogenación es el gas de hidrógeno en sí. El gas de hidrógeno está disponible comercialmente dentro de un cilindro de hidrógeno a presión. En general, la hidrogenación implica más de 1 atmósfera de hidrógeno. gas de hidrógeno también se puede generar directamente de "bombas de refuerzo". Sin embargo, la mayor parte de gas de hidrógeno gaseoso se produce industrialmente a partir de materiales de hidrocarburos utilizando un proceso de reformado con vapor. En algunos casos, el hidrógeno se extrae de donantes de hidrógeno en lugar de gas de hidrógeno. donantes de hidrógeno comunes incluyen hidrazina, ácido fórmico e isopropanol.
Los calores de hidrogenación
La hidrogenación es una reacción exotérmica, o de liberación de calor, químicos. El calor liberado durante el proceso de hidrogenación se denomina su "calor de hidrogenación." Por ejemplo, en la hidrogenación de ácidos grasos o aceites vegetales, el calor desprendido es de aproximadamente 25 Kcal / mol.