Теория химико-технологических процессов органического синтеза. Гетерофазные и гетерогенно-каталитические реакции. Бочкарев В.В. - 45 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

45
В обычных условиях подобные реакции протекают в водной фазе,
где растворимость хлорпроизводных мала и процесс идет при повы-
шенных температурах, нередко под давлением. Применение катализа-
торов межфазного переноса позволяет провести процесс в мягких усло-
виях, что объясняется тремя причинами:
а) переводом реакции в органическую фазу с низкой диэлектриче-
ской проницаемостью, что приводит к увеличению скорости химиче-
ской реакции между ионом и диполем;
б) более высокой концентрацией щелочного реагента в органиче-
ской фазе по сравнению с концентрацией хлорпроизводного в водной
фазе при обычных условиях реакции;
в) увеличением поверхности контакта фаз в присутствии катами-
нов, являющихся поверхностно-активными веществами, что облегчает
достижение кинетического режима процесса.
Четвертичные аммониевые соединения в водной фазе находятся в
виде свободных ионов, а в органической – преимущественно в состоя-
нии ионных пар. Механизм переноса из водной в органическую фазу
можно представить следующим образом: в пограничной пленке вначале
происходит ассоциация ионов, и образовавшаяся ионная пара переходит
в органическую фазу. По этой причине равновесие межфазного распре-
деления включает ассоциацию ионов R
4
N
+
+X
–
и собственно распреде-
ление ионной пары между фазами. В данном случае распределение мы
будем характеризовать константой равновесия K
i
, равной произведению
коэффициента распределения γ
i
на константу диссоциации ионной пары
и имеющей размерность моль/л. Исходя из этого, кинетическая модель
взаимодействия хлорпроизводных и щелочей (гидролиз, отщепление
HCl) в соответствии с представленной выше схемой реакции и с учетом
баланса по разным формам катализатора и равновесий в их межфазном
распределении, будет:
1)
4
RCl 1 RCl,1 R NOH,1
d /( d ) r n V t k C C ;
2)
4
4
R NOH,1
R N , 2 OH , 2 OH
C C K C
;
3)
4
4
R NCl,1
R N , 2 Cl , 2 Cl
C C K C
;
4)
4 4
4
K 2 1 R NOH,1 R NCl,1
R N , 2
n V C V C C
;
5)
RCl,0 RCl 2 2
n n V C C V C
.
Здесь индексы 1 и 2 соответствуют органической и водной фазам,
причем объем последней принят постоянным. Из уравнений 2 – 4 можно
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com

Страницы