Introduzione alla catalisi

JoVE Educazione Scientific
Organic Chemistry
È necessario avere un abbonamento a JoVE per visualizzare questo.  Accedi o inizia la tua prova gratuita.
JoVE Educazione Scientific Organic Chemistry
Introduction to Catalysis

33,675 Views

08:23 min
March 04, 2015

Panoramica

Fonte: Laboratorio del Dr. Ryan Richards — Colorado School of Mines

La catalisi è tra i campi più importanti della tecnologia moderna e attualmente rappresenta circa il 35% del prodotto interno lordo (PIL) e il sostentamento di circa il 33% della popolazione mondiale attraverso fertilizzanti prodotti attraverso il processo Haber. 1 I catalizzatori sono sistemi che facilitano le reazioni chimiche abbassando l’energia di attivazione e influenzando la selettività. La catalisi sarà una tecnologia centrale nell’affrontare le sfide energetiche e ambientali dei tempi moderni.

Principi

Procedura

1. Preparazione della soluzione di 4-nitrofenolo miscelata con boroidro di sodio Pesare 14 mg di 4-nitrofenolo e sciogliere in 10 ml di acqua DI in un flaconcino di vetro. Pesare 57 mg di boroidro di sodio e sciogliere in 15 ml di acqua DI. Mescolare le due soluzioni e mescolare magneticamente per 30 minuti a temperatura ambiente in una soluzione uniforme. Cappotto da laboratorio, maschera di sicurezza e guanti sono necessari come protezione del protocollo standard. <p class="jove_…

Risultati

La riduzione del 4-nitrofenolo con un catalizzatore è una reazione di riferimento in letteratura per valutare le prestazioni del catalizzatore e misurare la cinetica. Prima dell’aggiunta del catalizzatore, il colore della soluzione è giallo chiaro, che corrisponde allo ione 4-nitrofenolo in condizioni alcaline. Senza l’aggiunta di un catalizzatore, il colore giallo non svanisce, questo indica che il sistema di miscela di 4-nitrofenolo e boroidrofuro di sodio è stabile. Dopo l’aggiunta di pa…

Applications and Summary

Come reazione di riferimento, l’applicazione catalitica di particelle di palladio su scala nanometrica può essere estesa ad altri campi. Simile alla riduzione del 4-nitrofenolo, che è un colorometrico (la reazione è osservata come un cambiamento di colore), l’idrogenazione dei coloranti chimici può essere realizzata con lo stesso protocollo. I processi di idrogenazione chimica sono molto importanti in molte reazioni industriali e nello smaltimento dei rifiuti. I ricercatori hanno trovato applicazioni di catalizzatori…

Riferimenti

  1. Armor, J. What is catalysis? North American Catalysis Society. (2008).
  2. Thomas, J.M., Thomas, W.J. Principles and Practice of Heterogeneous Catalysis. Wiley-VCH. Germany (2015).
  3. Heck, R.F., Nolley, J.P. Palladium-catalyzed v Vinylic Hydrogen Substitution Reactions with Aryl, Benzyl and Styryl Halides. J. Org. Chem. 37 (14), (1972).
  4. Oberholzer, M., Frech, C. M. Mizoroki-Heck Cross-coupling Reactions Catalyzed by Dichloro{bis[1,1',1''-(phosphinetriyl)tripiperidine]}palladium Under Mild Reaction Conditions. J. Vis. Exp. (85), e51444, (2014).
  5. Liu, J., Gao, A. X., Johnson, J. A. Particles without a Box: Brush-first Synthesis of Photodegradable PEG Star Polymers under Ambient Conditions. J. Vis. Exp. (80), e50874, (2013).
  6. Fowler, M. L., Ingram-Smith, C. J., Smith, K. S. Direct Detection of the Acetate-forming Activity of the Enzyme Acetate Kinase. J. Vis. Exp. (58), e3474, (2011).

Trascrizione

1. Preparazione della soluzione di 4-nitrofenolo miscelata con boroidro di sodio Pesare 14 mg di 4-nitrofenolo e sciogliere in 10 ml di acqua DI in un flaconcino di vetro. Pesare 57 mg di boroidro di sodio e sciogliere in 15 ml di acqua DI. Mescolare le due soluzioni e mescolare magneticamente per 30 minuti a temperatura ambiente in una soluzione uniforme. Cappotto da laboratorio, maschera di sicurezza e guanti sono necessari come protezione del protocollo standard. <p class="jove_…