|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Электросинтез | Электросинтез (далее Э) (от электро... и синтез), метод получения сложных неорганических или органических соединений с помощью электролиза. Характерная особенность Э — многостадийность присоединения или отдачи электронов, связанная с образованием промежуточных стабильных или нестабильных продуктов. Каждой стадии Э соответствует определенное значение электродного потенциала.
Многостадийные процессы Э могут быть выражены с помощью следующих уравнений:
R + nH+ + ne— ® RHk + (n — k) Н+ + (n — k) e— ® RHk+r + (n— k— r) Н+ + (n — k — r) е— ® RHn, (1)
R" + nOH— — ne— ® R"k + (n — k) — + k++ (n — k) е— ® R"k+r + (n — k — r) -+ (k + r) + — (n — k — r) e— ® R"n + nH+, (2)
где R и R" — исходные продукты; RHn и R"n — конечные продукты; n, k, r — число электронов (е—), участвующих в электрохимических реакциях.
Реакции, выражаемые уравнением (1), протекают на катоде и называются реакциями электровосстановления, или электрохимического восстановления. Реакции, выражаемые уравнением (2), протекают на аноде и называются реакциями электроокисления, или электрохимического окисления. Промежуточные и конечные продукты могут принимать участие в различных электрохимических реакциях на поверхности электродов.
Если целевой продукт Э образуется на промежуточной стадии, то электролиз необходимо проводить при контролируемом электродном потенциале, соответствующем данной стадии. Продукт можно быстро выводить из сферы реакции путем отгонки, экстракции или связывания в соединение, не вступающее в электрохимические превращения. Выход продукта Э может изменяться и в результате различных реакций в объеме раствора с участием промежуточных, исходных и конечных веществ. Например, некоторые окислители, получаемые на аноде, могут разлагаться в объеме раствора с потерей активного гидролизоваться, диспропорционировать и т. д. Роль реакций в объеме раствора учитывается по объемной плотности тока, или концентрации тока. Эта величина определяется как сила тока, проходящего через единицу объема электролита, и выражается в а/л. Процессы Э, в которых реакции в объеме раствора приводят к уменьшению выхода целевого продукта, должны проводиться с высокими объемными плотностями тока (до нескольких сотен а/л).
С наибольшей эффективностью электровосстанавливаются или электроокисляются исходные вещества, диссоциированные в растворе на ионы, а также органические соединения, имеющие полярные функциональные группы. Нейтральные молекулы органических веществ во многих случаях не обладают достаточной реакционной способностью и не вступают в реакции на поверхности электрода. В этом случае применяются методы непрямого электровосстановления или электроокисления, осуществляемые в объеме раствора посредством катализаторов-переносчиков, в качестве которых используются ионы металлов или неметаллов переменной валентности. Процесс в общем виде может быть описан следующими уравнениями:
 — реакция,
 —электрохимическая реакция, где R — исходный продукт, К — катализатор-переносчик, С — конечный продукт, z — степень окисления, n — число электронов (е—), участвующих в реакции.
Роль электролиза в данном случае сводится к регенерации на электродах восстановителя или окислителя, которые при взаимодействии с исходным веществом в электролизе или вне его превращают это вещество в целевой продукт.
Э находит практическое применение для получения ряда ценных неорганических и органических соединений. Путем электроокисления синтезируют, например, соединения в различных степенях окисления.
В промышленности применяют способ получения надсерной (пероксодисерной) кислоты и ее солей — персульфатов (см. Пероксосульфаты), основанный на электроокислении серной кислоты и сульфатов. Надсерная кислота и часть ее солей используются при производстве перекиси Перманганат получают электроокислением манганата или анодным растворением сплавов с — ферромарганца. Двуокись в значительных масштабах производится электролизом сернокислых растворов сульфата
Э применяется и при получении различных органических соединений (см. Кольбе реакция).
Электрохимическое используется для промышленного получения ряда перфторсорганических соединений. Электрохимическим методом получают тетраэтилсвинец и многие другие вещества.
Лит.: Прикладная электрохимия, под ред. А. Л. Ротиняна, 3 изд., Л., 1974; Фиошин М. Я., Успехи в области электросинтеза неорганических соединений, М., 1974; Прикладная электрохимия, под ред. Н. Т. Кудрявцева, 2 изд., М., 1975; Томилов А. П., Фиошин М. Я., Смирнов В. А., Электрохимический синтез органических веществ, Л., 1976; Фистин М. Я., Павлов В. Н., Электролиз в неорганической химии, М., 1976; Электрохимия органических соединений, пер. с англ., М., 1976.
М. Я. Фиошин. |
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 21.11.2024 12:24:16
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
