Ossidazione catalitica

L’ossidazione catalitica è un processo in cui avviene l’ossidazione di un composto tramite l’uso di un opportuno catalizzatore.

Le reazioni di ossidazione catalitica hanno una grande importanza in campo industriale e se ne annoverano molteplici esempi in cui i composti di partenza possono essere sia organici che inorganici e la catalisi può essere sia di tipo omogeneo che eterogeneo.

Un esempio è l’ossidazione del biossido di zolfo con formazione del triossido di zolfo che viene poi utilizzato per la produzione dell’acido solforico.

La reazione 2 SO2 + O2 → 2 SO3 che avviene in presenza del pentossido di divanadio V2O5 deve essere condotta in un range di temperatura tra i 400 e i 620°C. Infatti a temperature inferiori V2O5 è inattivo mentre a temperature maggiori tende a decomporsi.

Altre reazioni di ossidazione catalitica di tipo eterogeneo sono:

Alla temperatura di circa 600°C l’ammoniaca viene fatta reagire con l’ossigeno in presenza del platino che agisce da catalizzatore secondo la reazione:

4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O

Il monossido di azoto prodotto viene fatto reagire a una temperatura di circa 50°C con l’ossigeno e avviene una seconda ossidazione:

2 NO + O2 → 2 NO2

Il biossido di azoto viene infine convertito ad acido nitrico secondo la reazione:

3 NO2 + H2O → NO + 2 HNO3

Alla temperatura di circa 1400°C il solfuro di idrogeno viene fatto reagire con l’ossigeno in presenza del pentossido di divanadio V2O5 che agisce da catalizzatore secondo la reazione:

2 H2S + 3 O2 → 2 SO2 + 2 H2O

Nel secondo stadio della reazione il biossido di zolfo ottenuto reagisce con il solfuro di idrogeno secondo una reazione di comproporzione:

2 H2S + SO2 → 3 S + 2 H2O

Esempi di reazioni di ossidazione catalitica di tipo omogeneo sono:

  • Il processo Wacker in cui l’etene viene trasformata in etanale

L’etilene viene fatta reagire con ossigeno per ottenere l’etanale in presenza di cloruro di platino (II) e cloruro di rame (II) che agiscono da catalizzatori secondo la reazione:

2 CH2=CH2 + O2 → 2 CH3CHO

  • Il processo Amoco in cui il p-xilene viene trasformato in acido tereftalico

Il p-xilene viene fatto reagire con ossigeno per ottenere acido tereftalico in presenza di cloruro di cobalto e di cloruro di manganese che agiscono da catalizzatori

p-xilene

Author: Chimicamo

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