Introdução à Catálise

JoVE Science Education
Organic Chemistry
É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo.  Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
JoVE Science Education Organic Chemistry
Introduction to Catalysis

33,675 Views

08:23 min
March 04, 2015

Visão Geral

Fonte: Laboratório do Dr. Ryan Richards — Escola de Minas do Colorado

A catalise está entre os campos mais importantes da tecnologia moderna e atualmente representa aproximadamente 35% do Produto Interno Bruto (PIB) e sustento de aproximadamente 33% da população global através de fertilizantes produzidos através do processo Haber. 1 Catalisadores são sistemas que facilitam reações químicas, reduzindo a energia de ativação e influenciando a seletividade. A catálise será uma tecnologia central no enfrentamento dos desafios energéticos e ambientais dos tempos modernos.

Princípios

Procedimento

1. Preparação da solução 4-Nitrofenol Misturada com Boroidridido de Sódio Pese 14 mg de 4-nitrofenol e dissolva em 10 mL de água DI em um frasco de vidro. Pesar 57 mg de boroidride de sódio e dissolver-se em 15 mL de água DI. Misture as duas soluções e mexa por 30 minutos à temperatura ambiente para uma solução uniforme. Jaleco, óculos de segurança e luvas são necessários como proteção padrão do protocolo. 2. Preparação da Solução catal…

Resultados

A redução do 4-nitrofenol com catalisador é uma reação de referência na literatura para avaliar o desempenho catalisador e medir cinética. Antes da adição do catalisador, a cor da solução é amarelo claro, que corresponde ao íon 4-nitrofenol em condições alcalinas. Sem a adição de um catalisador, a cor amarela não desaparece, isso indica que o sistema de mistura de 4-nitrofenol e boroidridido de sódio é estável. Após a adição de paládio em carbono ativo e paládio em so…

Applications and Summary

Como reação de referência, a aplicação catalítica de partículas de paládio nanoescala pode ser estendida a outros campos. Semelhante à redução do 4-nitrofenol, que é um colorométrico (a reação é observada como uma mudança de cor), a hidrogenação de corantes químicos pode ser realizada com o mesmo protocolo. Processos de hidrogenação química são muito importantes em muitas reações industriais, bem como no descarte de resíduos. Pesquisadores encontraram aplicações de catalisadores em reações …

Referências

  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).

Transcrição

1. Preparação da solução 4-Nitrofenol Misturada com Boroidridido de Sódio Pese 14 mg de 4-nitrofenol e dissolva em 10 mL de água DI em um frasco de vidro. Pesar 57 mg de boroidride de sódio e dissolver-se em 15 mL de água DI. Misture as duas soluções e mexa por 30 minutos à temperatura ambiente para uma solução uniforme. Jaleco, óculos de segurança e luvas são necessários como proteção padrão do protocolo. 2. Preparação da Solução catal…