Ein riesiger eisiger See auf dem Mars und Musks Plan – yuri_egorow – LiveJournal. Nominale Reaktionen von Chemikern zur Lösung von Aufgaben des Teils mit dem Sabatier-Reaktor

Der französische Chemiker Paul Sabatier wurde in Carcassonne im Süden Frankreichs geboren. Seine Eltern sind Pauline (Gilam) Sabatier und Alexis Sabatier, ein Landbesitzer, der, nachdem er sein Eigentum aufgrund der Nichtzahlung von Schulden verloren hatte, ein Hutgeschäft eröffnete. S. war einer von drei Söhnen und das jüngste Kind einer Familie mit sieben Kindern. Ein neugieriger und intelligenter Junge studierte am Lyceum in Carcassonne, wo die Lehrer ihn für einen fähigen und fleißigen Schüler hielten. S. selbst sagte oft: „Ich studiere am liebsten das Fach, das mir am wenigsten gefällt.“ 1868 wechselte er an das Toulouse Lyceum, um sich auf die Aufnahmeprüfungen für die Universität vorzubereiten. In Toulouse besuchte S. auch öffentliche Vorlesungen über Physik und Chemie, was in ihm erstmals den Wunsch weckte, sich mit wissenschaftlicher Forschung zu beschäftigen.

Bevor er für eine zweijährige Zusatzausbildung nach Paris ging, S. 1869...1872. studierte klassische Sprachen und Literatur am St. Maria in Toulouse. 1874 belegte er bei den Aufnahmeprüfungen den ersten Platz und wurde sowohl in die École Normale Superior als auch in die École Polytechnique aufgenommen. S. entschied sich für Letzteres, schloss sein Studium in drei Jahren ab und war der beste Student in der Gruppe. Im nächsten Jahr unterrichtete er Physik am Lycée in Nîmes und wurde dann Assistent des Chemikers Marcelin Berthelot am Collège de France. Hier setzte S. sein Studium fort und promovierte 1880 mit seiner Dissertation über die Thermochemie von Schwefel und Metallsulfaten.

Im nächsten Jahr studierte S. Physik an der Universität Bordeaux. Als er 1882 nach Toulouse zurückkehrte, erhielt er zwei Jahre später den Lehrstuhl für Chemie an der Universität Toulouse, den er bis zum Ende seiner wissenschaftlichen Laufbahn leitete. 1905 wurde S. zum Dekan der Fakultät ernannt und entschied sich, in Toulouse zu bleiben, obwohl er 1907 eine Einladung erhielt, die Stelle von Henri Moissan an der Universität Paris (Sorbonne) einzunehmen.

Wie Berthelot konzentrierte sich S. zu Beginn seiner Forschungstätigkeit auf die Probleme der anorganischen Chemie. Mit der Vakuumdestillationsmethode gewann er reinen Schwefelwasserstoff. Der Wissenschaftler isolierte außerdem die binären Komponenten Bor und Silizium, entdeckte mehrere neue Metallnitride und entwickelte Methoden zur Herstellung von Nitrosyldischwefelsäure und dem basischen gemischten Kupfer-Silber-Salz.

In den 1890er Jahren. S. wandte sich der organischen Chemie zu. Sein besonderes Interesse galt den katalytischen Prozessen der Hydrierung, die dazu führen, dass ungesättigte organische Verbindungen gesättigt werden. (Ungesättigte Verbindungen sind zur chemischen Addition fähig, während gesättigte Verbindungen diese Tendenz nicht zeigen.) Gleichzeitig waren die Katalysatoren in solchen Reaktionen normalerweise Platin und Palladium, und ihre hohen Kosten verhinderten eine großtechnische industrielle Nutzung. S. waren für Experimente bekannt, bei denen Nickelcarbonyl gewonnen wurde, indem zerkleinertes Nickel der Einwirkung von Kohlenmonoxid ausgesetzt wurde. Da S. wusste, dass eine ähnliche Reaktion auch bei der Verwendung von Eisen anstelle von Nickel auftritt, fragte er sich, ob es möglich sei, andere Gase mit Nickel und anderen Metallen reagieren zu lassen. 1896 erhielt er Stickstoffperoxid in Gegenwart von Kupfer, Kobalt und Nickel.

Als S. erfuhr, dass Moissan und Charles Moreau, ein weiterer französischer Chemiker, mit Acetylen nicht die gleichen Ergebnisse erzielt hatten, wiederholte S. ihr Experiment, nahm Ethylen, eine viel weniger reaktive Substanz, und leitete Ethylengas über Silber und Nickel. Er stellte fest, dass bei 300 °C ein erhöhtes Temperaturglühen auftritt, sich Kohlenstoff auf Nickel ablagert und Gas freigesetzt wird. Laut Moissan und Moreau hätte es sich bei diesem Gas um Wasserstoff handeln sollen. S. entdeckte, dass das Gas hauptsächlich aus Ethan besteht, einer mit Wasserstoff gesättigten Verbindung. Statt Ethylen zu binden, wird zerkleinertes Nickel als Katalysator zur Herstellung hydrierter Kohlenstoffverbindungen verwendet.

Da gesättigte Kohlenwasserstoffe wichtige Zwischenprodukte bei der Herstellung von Arzneimitteln, Duftstoffen, Waschmitteln, Speisefetten und anderen Industrieprodukten sind, war die Entdeckung von S. von enormem praktischem Wert. Dennoch erhielt der Wissenschaftler nur wenige Patente für seine Entdeckungen, obwohl er sich weiterhin wissenschaftlicher Forschung widmete. In Zusammenarbeit mit seinem Schüler Zh.B. Sanderan bewies er die Fähigkeit von Nickel, andere Kohlenwasserstoffe zu hydrieren (hydrieren).

Im Jahr 1912 erhielt S. den Nobelpreis für Chemie „für seine vorgeschlagene Methode zur Hydrierung organischer Verbindungen in Gegenwart feiner Metalle, die die Entwicklung der organischen Chemie dramatisch ankurbelte“. S. teilte sich diesen Preis mit dem französischen Chemiker Victor Grignard. „In den letzten 15 Jahren“, sagte S. in seinem Nobelvortrag, „hat mich der Gedanke an den Mechanismus der Katalyse nie losgelassen.“ Alle meine Erfolge sind das Ergebnis der von ihr gezogenen Schlussfolgerungen.“ „Theorien können keinen Anspruch auf Unsterblichkeit erheben“, fügte er hinzu. „Dies ist nur ein Pflug, mit dem der Pflüger eine Furche zieht und den er nach der Ernte mit gutem Recht durch einen anderen, vollkommeneren ersetzen kann.“

Ein Jahr nach Erhalt des Nobelpreises veröffentlichte der Wissenschaftler seine Entdeckungen. (Er fasste sie in einer allgemeinen Monographie mit dem Titel „Katalyse in der organischen Chemie“ zusammen, die in viele Sprachen übersetzt wurde, darunter auch ins Russische. - Hrsg.) S.s Konzept widersprach der zuvor von Wilhelm Ostwald vertretenen Theorie. Ostwald glaubte, dass gasförmige Reagenzien, die mit einem festen Katalysator kollidieren, von Mikroporen absorbiert werden. S. vermutete, dass solche Reaktionen an der Außenoberfläche der Katalysatoren ablaufen und zur Bildung temporärer, instabiler Zwischenverbindungen führen. Anschließend werden die instabilen Verbindungen abgebaut, um das Endprodukt zu bilden, dessen Ausbeute beobachtet wird. Dieses allgemeine Konzept bleibt bei der Bewertung der Leistung kürzlich entdeckter Katalysatoren gültig.

1929 legte S. sein Amt als Dekan der Fakultät der Universität Toulouse nieder und im nächsten Jahr trat er zurück.

Im Jahr 1884 verband S. sein Schicksal mit Germaine Eral, der Tochter eines örtlichen Richters. Sie hatten vier Töchter. Nach dem Tod seiner Frau im Jahr 1898 heiratete S nie wieder. Bis 1939, als sich sein Gesundheitszustand verschlechterte, hielt der Wissenschaftler weiterhin Vorlesungen an der Universität Toulouse. Er war ein ruhiger, selbstbeherrschter Mensch. S. starb am 14. August 1941 in Toulouse.

Neben dem Nobelpreis erhielt S. den Jacker-Preis der Französischen Akademie der Wissenschaften (1905), die Davy-Medaille (1915) und die Royal Medal (1918) der Royal Society of London sowie die Franklin-Medaille von das Franklin Institute (1933). S. wurde Ehrendoktorwürde der Universitäten Pennsylvania und Zaragoza verliehen. Er war Mitglied der Französischen Akademie der Wissenschaften und ausländisches Mitglied zahlreicher wissenschaftlicher Gesellschaften, darunter der Royal Society of London und der Madrider Akademie der Wissenschaften. Königliche Niederländische Akademie der Wissenschaften, American Chemical Society, Brussels Scientific und British Chemical Societies.

Laut Wikipedia:

Die Sabatier-Reaktion beinhaltet die Reaktion von Wasserstoff mit Kohlendioxid bei erhöhten Temperaturen (optimal 300–400 °C) und Druck in Gegenwart eines Nickelkatalysators, um Methan und Wasser zu erzeugen. $$ CO_2 + 4H_2 \ rightarrow CH_4 + H_2O + \ text (Energie) $$

Wie Sie aus der vorherigen chemischen Reaktion ersehen können, müssen Sie, um 1 KMol CH_4 zu erhalten, 4 KMol Wasserstoff als Reaktanten und ein Reaktionsmedium von 300–400 °C haben (wobei Gott weiß, wie viel Katalysator Sie benötigen).

Im Vergleich zu einem herkömmlichen Methan-Verbrennungsmotor:

• Wasserstoff ist in der Umgebungsluft nicht in einem Ausmaß verfügbar, das eine anhaltende Sabatier-Reaktion ermöglichen würde (es ist kein Sauerstoff), was bedeutet, dass Sie zusammen mit Ihrem Motor einen separaten Tank für den Wasserstoff benötigen (ganz zu schweigen von der explosiven Natur von Wasserstoff).
• Das Vorheizen der Reaktanten auf 300–400 °C erfordert eine externe Verbrennung. Erfolgt dies mit Kohlenwasserstoff-Brennstoff, sind eine zusätzliche Brennkammer und ein zusätzlicher Wärmetauscher erforderlich.
• Höherer Heizwert von Methan = 889 kJ/mol und HHV von Wasserstoff = 286 kJ/mol (Wikipedia). Theoretisch würde die Sabatier-Reaktion also 1 Mol CH4 mit einem Heizwert von 889 kJ ergeben und einen Reaktor mit 4 Mol H2 versorgen hatte einen Heizwert von 4* 286 = 1144 kJ!!
• Das resultierende Methan und Wasser haben ein Verhältnis von 1:1. Das Einbringen dieser Mischung mit dieser Wassermenge vor dem Eintritt in die Brennkammer führt zu einem SEHR effizienten Verbrennungsprozess, sodass Sie natürlich einen Trennmechanismus benötigen, um den Wassergehalt so weit zu reduzieren möglich, bevor Sie in die Brennkammer gelangen.

Hat jemand ein Auto erforscht/gebaut, das Methan verbrennt und es (zumindest einen Teil) über die Sabatier-Reaktion aus dem Abgas zurückgewinnt?

Ich habe wirklich keine Ahnung, aber aufgrund der vorherigen Punkte sehe ich nicht, dass dies mit einem herkömmlichen Verbrennungsmotor, der mit Methan betrieben wird, überhaupt möglich ist.

Algo hat Ihnen eine gute Antwort zu den Details gegeben. Es gibt eine viel umfassendere und häufiger verwendete Antwort.

Die Umwandlung jeglicher Energieform in Wärme führt zu enormen Ineffizienzen. Dies ist eine Energieform von geringer Qualität. Wenn Sie also überhaupt mit dieser Energie arbeiten möchten, tun Sie dies möglichst, bevor sie in Wärme umgewandelt wird.

Wenn es in Form von Wärme vorliegt, ist die Qualität der Energie (wie wir es nennen) definiert Exergie, d. h. die Arbeitsfähigkeit) hängt von der Differenz zwischen seiner Temperatur und der kalten Temperatur des Tanks ab, den Sie als Heizkörper verwenden. Dies ist normalerweise, aber nicht immer, die Umgebungstemperatur. Wenn Sie mit dieser Wärme arbeiten möchten, tun Sie dies, wenn der Temperaturunterschied am höchsten und die Temperatur des Kältereservoirs am niedrigsten ist.

Man geht also nicht von Wärme über chemische Energie zu kinetischer Energie über.

Immer wenn Sie eine Energieumwandlung durchführen, verlieren Sie die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten, das heißt, Sie verlieren eine Art körperliche Betätigung. Wenn Sie nicht heizen, um Wärme umzuwandeln, verlieren Sie viel Exergie. Der Prozess des Hin- und Herwechselns, bei dem man beispielsweise von chemischer Energie (Methan) zu Wärme und dann wieder zurück wechselt, ist wirklich ineffizient und man erhält viel weniger zurück, als man zurückbekommt.

Nein, Sie würden das Sabatier-Verfahren nicht zur Steuerung des Fahrzeugs verwenden, da dies Folgendes umfassen würde:

chemische Energie -> Wärme ->
chemische Energie -> Wärme -> kinetische Energie

Und es spielt eigentlich keine Rolle, um welchen Konvertierungsprozess es sich in diesem Bereich handelt, der derzeit als „Sabatier“ bezeichnet wird: Diese verwirrende Reihe von Konvertierungen ergibt keinen Sinn, egal um welchen Prozess es sich handelt.

Stattdessen geht man einfach von der chemischen Energie über die Erwärmung zur kinetischen Energie über, was bei Verbrennungsmotoren der Fall ist.

Der Übergang von Methan zu Wärme zu Methan wird sehr wirkungslos sein. Sie würden es nur in wirklich außergewöhnlichen Umständen tun. Mir fällt im Moment keins ein, aber ich bin mir sicher, dass sich jemand einen Eckfall ausdenken könnte, in dem es Sinn ergibt; z.B. Irgendein eigenartiger Umstand, bei dem man hochwertige Wärme, aber kein Methan transportieren konnte.

Daher wäre es sinnlos, ein Methanauto mit einem Sabatier-Verfahren (oder einem ähnlichen Verfahren) zu versehen. Wenn Sie eine höhere Effizienz wünschen, müssen Sie in die Fahrzeugeffizienz investieren: niedrigere Geschwindigkeiten, sauberere Motoren mit höheren Temperaturen, geringeres Fahrzeuggewicht, aerodynamischeres Profil, hocheffizientes Getriebe, Systeme zur Rückgewinnung kinetischer Energie usw., was Sie wollen nicht nachgekommen, besteht darin, das Gewicht durch das Hinzufügen eines ineffizienten, unnötigen Bausatzes zu erhöhen, um Ihre Wärme wieder in Kraftstoff umzuwandeln: Sie verbrennen einfach weniger Kraftstoff.

Der Plan, den Mars zu besiedeln, ging immer von einem relativ einfachen Zugang zu Wasser aus. Der gefundene riesige See (14.300 Kubikkilometer Eis) – die Karte im Bild – passt perfekt in den Plan.

Erinnern wir uns an Musks Plan – ich zitiere ihn wörtlich und dann die Übersetzung, Kommentare und Details aus Elons anderen Reden.

1. Senden Sie Dragon-Erkundungsmissionen, zunächst nur um sicherzustellen, dass wir wissen, wie wir landen können, ohne einen Krater hinzuzufügen, und dann um herauszufinden, wie wir am besten Wasser für die CH4/O2-Sabatier-Reaktion bekommen.
2. Das Raumschiff „Heart of Gold“ fliegt zum Mars und ist nur mit der Ausrüstung zum Bau der Treibstoffanlage beladen.
3. Erste bemannte Mission mit Ausrüstung zum Bau einer rudimentären Basis und zur Fertigstellung der Treibstoffanlage.
4. Versuchen Sie, die Anzahl der Flüge bei jedem Erde-Mars-Rendezvous, das alle 26 Monate stattfindet, zu verdoppeln, bis die Stadt von selbst wachsen kann.

Sein Text ist kursiv, meine Kommentare sind direkt.

1. Schicken Sie den Drachen zur Untersuchung. Zuerst müssen wir sicherstellen, dass wir wissen, wie wir das Schiff landen können, ohne einen weiteren Krater hinzuzufügen, und dann herausfinden, wie wir am besten Wasser für die CH4/O2-Sabatier-Reaktion produzieren können.

Fügen Sie keinen Krater hinzu
Elon scherzt, dass das Hinzufügen eines Kraters den Bruch des Landers bedeutet. Sein Vortrag kam kurz nachdem die Exo-Mars-Mission der Planetenoberfläche einen schönen Krater hinzugefügt hatte. Dragon ist die Red Dragon-Mission, die 2018 starten soll. Dabei geht es darum, eine vertikale Landung auf Triebwerken zu testen und zu demonstrieren, ähnlich der Landung auf dem Kosmodrom und der schwimmenden Plattform „Natürlich liebe ich dich immer noch.“

Mission Roter Drache
Der Drache wird mit Robotern zur Erkundung und zum Bergbau beladen sein. Offenbar wird SpaceX Roboter bei anderen Organisationen bestellen. Diese Entscheidung wurde jedoch noch nicht bekannt gegeben. Musk hat auch ein eigenes Robotikunternehmen, in das er bereits mindestens eine Milliarde Dollar investiert hat.

Wasser und die Sabatier-Reaktion
Im Anfangsstadium der Kolonisierung werden zwei chemische Reaktionen und dementsprechend zwei Anlagen für chemische Reaktionen im Vordergrund stehen: a. Wasserelektrolysereaktion, b. Sabatier-Reaktion
A. 2H2O = 2H2 + O2 – Bei dieser Reaktion entstehen bei der Zersetzung von Wasser Sauerstoff und Wasserstoff
B. CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O + Energie – Wasserstoff reagiert mit Kohlendioxid in der Marsatmosphäre und erzeugt Methan und Wasser. Bei der Sabatier-Reaktion wird Energie freigesetzt, die genutzt werden kann/soll.
Methan und Sauerstoff sind der Treibstoff und das Oxidationsmittel für die Schiffsserie ITS (Interplanetary Transport Ship), deren erstes Schiff den ikonischen Namen „Heart of Gold“ erhalten wird.

Interessanterweise wurde die Sabatier-Reaktionsanlage bereits gebaut und bei CO2-Konzentrationen getestet, die der Marsatmosphäre entsprechen. Aber das wird sich weiterentwickeln und verbessern.

2. Die Heart of Gold wird zum Mars fliegen und nur mit der Ausrüstung beladen sein, die für den Bau einer Treibstoffproduktionsanlage erforderlich ist.

Das „Goldene Herz“ wird im unbemannten Modus fliegen und bis zu 100 Tonnen Ausrüstung und Materialien auf die Marsoberfläche abwerfen. Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um die Ausrüstung, die für die Durchführung der Wassergewinnung und die Herstellung dieser beiden Reaktionen im industriellen Maßstab erforderlich ist: Wasserelektrolyse und Sabatier. Selbstverständlich sind in dieser Ausrüstung auch Energiequellen enthalten.

3. Ziel der ersten bemannten Mission ist der Aufbau einer Basis mit dem Nötigsten und die Fertigstellung einer Treibstoffproduktionsanlage.

Die erste bemannte Mission wird 12 Personen umfassen. Elon hat viele konkrete Vorstellungen davon, woraus eine „Basis mit dem Nötigsten“ bestehen sollte – sie heißt Mars Base Alpha –, aber jetzt ist nicht die Zeit, alle Details zu besprechen. Es ist geplant, natürliche Tunnel und Höhlen, die die NASA bereits gefunden hat, aktiv zu nutzen und weitere unterirdische Räumlichkeiten zu bauen. An der Oberfläche wird von transparenten Zelten aus Glas und mit Kohlefaserverstärkung ausgegangen.

Offensichtlich wird die Hauptarbeit darin bestehen, die Gründung von Unternehmen abzuschließen, deren Ausrüstung das Goldene Herz liefern wird: Wasserproduktion, Energie, Elektrolysereaktion, Sabatier-Reaktion.

4. Danach besteht die Aufgabe darin, die Anzahl der Schiffe, die bei jeder Erde-Mars-Begegnung, die alle 26 Monate stattfindet, entsandt werden, zu verdoppeln, bis die Stadt beginnt, unabhängig zu wachsen.

Hier gibt es nichts zu kommentieren. Es gibt Hunderte ungelöster Probleme. Allerdings scheinen nur zwei schwierig zu sein: die Regeln der Interaktion mit der natürlichen Biosphäre des Mars (die wahrscheinlich existiert und wahrscheinlich sehr fragil ist) und ob Babys normalerweise bei einem Drittel der Erdanziehungskraft gebären und geboren werden.

Der Eissee liegt in einer günstigen Gegend des Mars in mittleren Breiten, es gibt viele sehr flache Orte, die zum Landen geeignet sind. Die das Eis bedeckende Erdschicht ist zwischen einem und zehn Metern dick. Das Eis ist teilweise auch mit Sand vermischt, die Reinheit des Eises liegt jedoch zwischen 50 und 85 %. Die Tiefe des Eissees beträgt 100 bis 200 Meter.

Der Wasservorrat ist vergleichbar mit einem der amerikanischen Großen Seen – „Superior“.

Als wirksamerer Katalysator kann Ruthenium mit Aluminiumoxid verwendet werden. Der Prozess wird durch die folgende Reaktion beschrieben:

CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O

Lebenserhaltung der Raumstation

Derzeit erzeugen Sauerstoffgeneratoren an Bord der Internationalen Raumstation durch Elektrolyse Sauerstoff aus Wasser und geben den entstehenden Wasserstoff in den Weltraum ab. Beim Einatmen von Sauerstoff entsteht Kohlendioxid, das aus der Luft entfernt und anschließend entsorgt werden muss. Dieser Ansatz erfordert, dass der Raumstation neben Wasser für Trinkwasser, Hygiene usw. regelmäßig eine erhebliche Menge Wasser zur Sauerstoffproduktion zugeführt wird. Diese erhebliche Wasserversorgung wird bei künftigen Langzeitmissionen außerhalb der Erdumlaufbahn nicht mehr zur Verfügung stehen.

Eine dritte und vielleicht elegantere Lösung des stöchiometrischen Problems wäre die Kombination der Sabatier-Reaktion und der Reaktion von Wasserstoff mit Kohlendioxid in einem einzigen Reaktor wie folgt:

3CO 2 + 6H 2 → CH 4 + 2CO + 4H 2 O

Diese Reaktion ist leicht exotherm und ermöglicht bei der Elektrolyse von Wasser die Erzielung eines Verhältnisses zwischen Sauerstoff und Methan von 4:1, wodurch eine große Sauerstoffreserve bereitgestellt wird. Wenn laut Schema nur leichter Wasserstoff von der Erde geliefert wird und schwerer Sauerstoff und Kohlenstoff vor Ort produziert werden, ist ein Massengewinn von 18:1 gewährleistet. Diese Nutzung lokaler Ressourcen würde zu erheblichen Gewichts- und Kosteneinsparungen bei bemannten Missionen zum Mars (oder automatisierten Bodenlieferungsmissionen) führen.

Wikimedia-Stiftung. 2010.

Sehen Sie in anderen Wörterbüchern, was die „Sabatier-Reaktion“ ist:

Wikipedia hat Artikel über andere Personen mit diesem Nachnamen, siehe Sabatier. Paul Sabatier fr. Paul Sabatier ... Wikipedia

Paul Sabatier Paul Sabatier (Französisch Paul Sabatier) (5. November 1854, Carcassonne – 14. August 1941, Toulouse) Französischer Chemiker, Nobelpreisträger für Chemie 1912. Biografie Geboren in die Familie des Geschäftsmanns Alexis Sabatier; Sekundarschulbildung ... Wikipedia

- (Französisch Paul Sabatier) (5. November 1854, Carcassonne - 14. August 1941, Toulouse) Französischer Chemiker, Nobelpreisträger für Chemie 1912. Biografie Geboren in die Familie des Geschäftsmanns Alexis Sabatier; Sekundarschulbildung ... Wikipedia

- (chemischer) Name, der ursprünglich den Kohlenwasserstoffen gegeben wurde, die durch Hydrierung von Benzol und einigen seiner Homologen (Berthelot, Bayer, Vreden) gewonnen wurden, da diese Stoffe (aufgrund ihrer Zusammensetzung) als Produkte direkter Verbindung angesehen wurden... ... Enzyklopädisches Wörterbuch F.A. Brockhaus und I.A. Efron

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- (Frankreich) Französische Republik (République Française). I. Allgemeine Informationen F. Staat in Westeuropa. Im Norden wird das Territorium Frankreichs von der Nordsee, den Meerengen von Pas-de-Calais und dem Ärmelkanal umspült, im Westen vom Golf von Biskaya... ... Große sowjetische Enzyklopädie

UND Quittung
1. ReaktionWurtz : Wirkung von metallischem Natrium auf monohalogenierte Kohlenwasserstoffe. Das Kohlenstoffgerüst verdoppelt sich. Die Reaktion eignet sich zur Herstellung symmetrischer Alkane.
2CH 3 –CH 2 Br + 2Na = CH 3 –CH 2 –CH 2 –CH 3 +2NaBr

2. Reaktion Dumas: Decarboxylierung von Salzen von Carbonsäuren – Fusion mit Alkalien.
CH 3 COONa (TV.) + NaOH (TV.) = CH 4 + Na 2 CO 3

3. Reaktion Kolbe: Elektrolyse von Lösungen von Carbonsäuresalzen:
CH 3 COONa + 2H 2 O = [elektrischer Strom] = 2CO 2 + H 2 + C 2 H 6 + 2NaOH

4. Synthese Gustavson: Abspaltung von zwei Halogenatomen aus Dihalogenalkanen:
ClCH2-CH2-CH2-CH2Cl + Zn = C 4 H 8 (Cyclobutan) + ZnCl 2
Anstelle von Magnesium kann auch Zink verwendet werden.

5. Synthese Lebedeva: Gewinnung von Butadien aus Ethanol.
2C2H5OH = H 2 + 2H 2 O + CH2=CH-CH=CH2

Chemische Eigenschaften
1. Reaktion Konovalova– Nitrierung von Alkanen mit verdünnter (10 %) Salpetersäure:
C 2 H 6 + HNO 3 = C 2 H 5 NO 2 + H 2 O
Selektivität der Nitrierung:
Tertiäratom, Sekundäratom, Primärkohlenstoffatom.

2. Wirkung Harasha: Zugabe von Bromwasserstoff in Gegenwart von Peroxid. Die Reaktion richtet sich gegen Markownikows Herrschaft:
CH 3 -CH = CH 2 + HBr = [H 2 O 2 ] = CH 3 -CH 2 -CH 2 Br

3. Reaktion Wagner: Reaktion mit einer kalten wässrigen Lösung von Kaliumpermanganat – milde Oxidation von Alkenen (es entsteht ein Diol)
3CH 3 -CH = CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O = 2MnO 2 + 2KOH + 3CH 3 -CH (OH) -CH 2 (OH)

4. Reaktion Kucherova: Hydratation von Alkinen. Die Zugabe von Wasser erfolgt in Gegenwart von Quecksilber(II)-Salzen und erfolgt durch die Bildung eines instabilen Enols, das zu einem Aldehyd oder Keton isomerisiert. Die Hydratisierung von Acetylen ergibt einen Aldehyd und andere Alkine ergeben ein Keton.
C 2 H 2 + H 2 O = CH 3 CHO

5. Reaktion Zelinsky: Trimerisierung von Acetylen über Aktivkohle. Es entsteht Benzol.
3C 2 H 2 = C 6 H 6

6. Reaktion Zinina: Reduktion von Nitroverbindungen in Lösung in alkalischer und neutraler Umgebung:
R-NO 2 + 3(NH 4) 2 S = R-NH 2 + 3S + 6NH 3 +2H 2 O

WAS UNS VEREINT...

Arbuzov-Reaktion (Arbuzov-Umlagerung, Arbuzov-Isomerisierung) Katalytische Isomerisierung von Phosphorigsäureestern zu Alkylphosphinsäureestern (1904).

Beilsteins Regel Gehören beide Substituenten an einem aromatischen Ring zum gleichen Typ, so wird die vorherrschende Substitutionsrichtung durch denjenigen bestimmt, dessen Einfluss stärker ist (1866).

Beilstein-Test Entdeckung von Halogenen in organischen Verbindungen durch Kalzinierung auf oxidiertem Kupferdraht ( 1872 ). Die mit CuO vermischte Substanz wird auf einen Kupfer- (oder Platin-)Draht aufgetragen und in die Flamme eingeführt; Die dabei entstehenden flüchtigen Kupferhalogenide färben die Flamme grün oder bläulichgrün.

ReagensBenedikta (versuchenBenedikta) . Nachweis aliphatischer Aldehyde durch Einwirkung einer wässrigen Lösung, die Kupfer(II)-sulfat CuSO 4, Natriumcarbonat Na 2 CO 3 und Natriumcitrat enthält. Beim Erhitzen bilden sich rote, gelbe und grüne Niederschläge.

Borodin-Reaktion Harnstoffzersetzung:

Butlerov-Lermontova-Eltekov-Reaktion Herstellung von Kohlenwasserstoffen mit Isostruktur durch katalytische Alkylierung niederer Olefine mit Alkylhalogeniden (1878).

Wagner-Reaktion (Wagner-Oxidation, Permanganattest). Oxidation organischer Verbindungen mit einer Doppelbindung durch Einwirkung einer 1-3%igen Kaliumpermanganatlösung ( 1887 ) V cis-a-Glykole in alkalischer Umgebung (wird als positiv angesehen, wenn sich die Permanganatlösung in saurer Umgebung schnell verfärbt oder in alkalischer und neutraler Umgebung braun wird):

Wöhler-Reaktion Wechselwirkung von Calciumcarbid mit Wasser (1862). Praktische Bedeutung erlangte die Reaktion, nachdem A. Moissan und T. Wilson eine Methode zur kostengünstigen Herstellung von Calciumcarbid in einem Elektroofen durch Verschmelzen von Koks und Kalk entwickelten (1892).

Williamson-Reaktion (Williamson-Methode). Herstellung von Ethern aus Alkylhalogenid und Natrium- (oder Kalium-)Alkoxid:

Wurtz-Reaktion. . Synthese von Alkanen durch Einwirkung von metallischem Natrium in einem inerten Lösungsmittel auf Alkylhalogenide (1855):
Im Algemeinen:


Wurtz-Fittig-Reaktion. . Herstellung von Alkylbenzolen aus einer Mischung aliphatischer und aromatischer Halogenide durch Einwirkung von metallischem Natrium in einem inerten Lösungsmittel (1864):

Harrys' Reaktion.(1866-1923), Professor (Deutschland). Der Schwerpunkt der Forschung liegt auf der Chemie des Kautschuks. Präsident der Gesellschaft Deutscher Chemiker (1920-1922). Bildung von Ozoniden.

Guttermans Reaktion. Herstellung eines aromatischen Aldehyds durch Reaktion von Phenol mit Chlorwasserstoff und Cyanwasserstoff in Gegenwart von Katalysatoren (Lewis-Säuren) und anschließende Hydrolyse des Produkts (1898):

Hollemann-Orientierungsregeln Orientierungsstoffe (Substituenten) der ersten Art (CH 3 , C 2 H 5 , Halogene, Aminogruppe, Hydroxyl) erhöhen die Reaktivität des aromatischen Rings und lenken die Reagenzien in die ortho- und para-Position.
2. Orientanten (Substituenten) zweiter Art (Nitro- und Sulfogruppen, Carboxyl- und Carbonylgruppen) verringern die Reaktivität des aromatischen Rings und lenken die Reagenzien in die Metaposition (1895). (Diese Effekte werden jetzt auf der Grundlage elektronischer Konzepte erklärt: mesomere und induktive Effekte, 1920).

Hoffmann-Reaktion. Herstellung aliphatischer Amine aus Alkylhalogeniden:
und so weiter bis zur Bildung eines tertiären Amins (CH 3) 3 N.

Grignard-Reagenz. Synthese organischer Substanzen aus Alkylhalogeniden und Magnesium in Ether. Die Reaktion wurde 1899 von P. Barbier entdeckt und 1900 von V. Grignard eingehend untersucht:
Für die Addition an Mehrfachbindungen wird das Grignard-Reagenz RMgX verwendet

Gustafsons Reaktion. Herstellung von Cycloalkanen aus Dihalogenderivaten ( 1887 ).

Diels-Alder-Reaktion (Diensynthese ) Die Zugabe einer ungesättigten Verbindung, deren Mehrfachbindung durch eine Nachbargruppe aktiviert wird (eine solche Verbindung heißt „ Dienophil": Acrolein, Malonsäureanhydrid, Crotonaldehyd), zu einem ungesättigten Kohlenwasserstoff ( Dien), mit konjugierten Doppelbindungen (Butadien, Cyclohexadien, Anthracen, Furan) (1928).

Zaitsevs Herrschaft. Die Abspaltung von Halogenwasserstoffsäuren aus Alkylhalogeniden oder von Wasser aus Alkoholen erfolgt überwiegend so, dass Wasserstoff vom am wenigsten hydrierten benachbarten Kohlenstoffatom mit dem Halogen oder Hydroxyl austritt ( 1875 ):


Zelinsky-Kazansky-Reaktion (Zelinsky-Kazansky-Methode). Trimerisation von Acetylen (Polymerisation von Acetylen) an Aktivkohle beim Erhitzen (1924) :

Zelinski-Reaktion (irreversible Katalyse, Zelinski-Katalyse) Katalytische Disproportionierung von Cyclohexadien und Cyclohexen (1911):

Zinins Reaktion. Reduzierung aromatischer Nitroverbindungen ( 1842 ):

Cannizzaros Reaktion. Redoxdisproportionierung zweier Moleküle aromatischen Aldehyds in alkalischem Medium, was zur Bildung eines Alkohols und einer Säure führt (1853):


Kirchhoff-Reaktion. Herstellung von Glucose durch Hydrolyse von Stärke durch Erhitzen mit einem Katalysator – verdünnter Schwefelsäure ( 1811 ):

Clemmensen-Reaktion (Clemmensen-Reduktion). Reduktion von Aldehyden und Ketonen zu Homologen des Benzols durch Wasserstoff zum Zeitpunkt seiner Isolierung (Reduktion der Carbonylgruppe zu Methylen) (1913):

Kolbe-Schmitt-Reaktion. Herstellung aromatischer Hydroxysäuren durch Carboxylierung von Alkalimetallphenolaten (1860):


Kolbe-Reaktion (elektrochemisch). Herstellung von Alkanen mit gerader Kohlenstoffzahl durch Elektrolyse von Lösungen von Alkalisalzen und Carbonsäuren mit gerader Kohlenstoffkette (1849):

Konovalovs Reaktion. Herstellung von Nitroalkanen ( 1888 ):

Kucherov-Reaktion (Kucherov-Hydratation). Katalytische Hydratation von Acetylenkohlenwasserstoffen unter Bildung carbonylhaltiger Verbindungen ( 1881 ):


Lebedews Reaktion. Herstellung von Butadien durch Pyrolyse von Ethanol (1926 ):

Lvov-Sheshukov-Reaktion. Chlorierung von Olefinen in a-Position zur Doppelbindung, begleitet von einer allylischen Verschiebung der Doppelbindung (1883):

Markownikows Regel. Bei der Addition wasserstoffhaltiger Verbindungen (Protonensäuren oder Wasser) an ein unsymmetrisches Alken lagert sich das Wasserstoffatom bevorzugt an das am stärksten hydrierte Kohlenstoffatom an der Doppelbindung an ( 1869 ):

Nastyukov-Reaktion (Formalit-Reaktion). Reaktion aromatischer Kohlenwasserstoffe mit Formaldehyd (Bestimmung aromatischer Kohlenwasserstoffe) in Gegenwart konzentrierter Schwefelsäure (1904):
Die Bildung eines rotbraunen Harzes bestätigt das Vorhandensein von Benzol und seinen Homologen. Die Reaktion wird durch die Anwesenheit ungesättigter zyklischer Verbindungen behindert.

Nesmeyanov-Borisov-Regel. Elektrophile und radikalische Substitutionen an einem durch eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung verbundenen Kohlenstoffatom erfolgen unter Beibehaltung der geometrischen Konfiguration des Stoffmoleküls.

Reimer-Tiemann-Reaktion. Aromatisch erhalten Ö-Oxyaldehyde durch Reaktion von Phenol mit Chloroform in einer alkalischen Lösung. Durch die Reaktion wird eine Aldehydgruppe in den Benzolring eingeführt (die Substitution erfolgt normalerweise an der ortho-Position):

Rosenmund-Reaktion. Herstellung aromatischer Aldehyde aus Säurechloriden in der Umgebung von Benzol, Toluol und anderen aromatischen Kohlenwasserstoffen:
Die Reaktion wurde 1872 von M. M. Zaitsev entdeckt und 1918 von K. V. Rosenmund eingehend untersucht.

Sabatier-Sunderan-Reaktion. Flüssigphasenhydrierung von Ethylen zu Ethan in Gegenwart von feinverteiltem Nickel als Katalysator (1899):

Savichs Reaktion. Herstellung von Alkinen aus Dihalogenderivaten von Alkanen (1861):

Selivanovs Test. Qualitative Entdeckung von Fruktose ( 1887 ) (Ketosen ergeben beim Erhitzen mit Resorcin und Salzsäure eine kirschrote Farbe; Aldosen reagieren unter den gleichen Bedingungen langsamer und ergeben eine blassrosa Farbe):
(Sie können eine Lösung bestehend aus 0,05 g Resorcin in 50 ml Wasser und einigen Tropfen konzentrierter Salzsäure mit einer Dichte von 1,19 g/ml verwenden.)

Tischtschenkos Reaktion. Disproportionierung eines Aldehyds – Gewinnung eines Esters aus einem Aldehyd – in Gegenwart von Aluminiumalkoxid (1906):

Tollens-Test („Silberspiegel“-Reaktion). Reaktion von Formaldehyd mit einer Ammoniaklösung von Silberoxid (Tollens-Reagenz):

Ullmann-Reaktion. Herstellung höherer aromatischer Homologer aus Arylhalogeniden durch Einwirkung von Kupferpulver:

Favorskys Reaktion. Kondensation von Carbonylverbindungen mit Alkinen zu Acetylenalkoholen:

Fischer-Tropsch-Synthese. Herstellung von Alkanen durch katalytische Hydrierung (Reaktion mit Wasserstoff) von Kohlenmonoxid unter Druck (1923).

Fokin-Reaktion. Hydrierung von Fetten (1902):

Friedel-Crafts-Reaktion. Alkylierung bzw. Acylierung aromatischer Verbindungen mit Alkyl- oder Acylhalogeniden (Herstellung von Benzolhomologen) in Gegenwart eines wasserfreien Katalysators (AlCl 3, BF 3, ZnCl 2 usw.) (1877):

Chugaev-Reaktion (Xanthogen-Reaktion). Umwandlung von Alkoholen in Alkene durch thermische Zersetzung der aus diesen Alkoholen gewonnenen Xanthogenether (1902).

Knacken nach Schuchow. Hochtemperaturverarbeitung von Erdölrohstoffen zur Gewinnung von Produkten mit niedrigerem Molekulargewicht – Spaltung von Erdölkohlenwasserstoffen (1891).

Eltekovs Regel (Eltekovs Neuordnung). Verbindungen, bei denen die Hydroxylgruppe am Kohlenstoffatom sitzt und eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindung bildet (Enole), sind instabil und isomerisieren in die entsprechenden Carbonylverbindungen – Aldehyde oder Ketone (1877):

Jurjews Reaktion. Umwandlungen von 5-gliedrigen heterocyclischen Verbindungen mit einem Heteroatom (1936).