Idrogenazione catalitica

L’idrogenazione è un tipo di reazione che prevede la reazione di idrogeno gassoso con una specie in presenza di un opportuno catalizzatore.

A seconda della specie reagente si possono verificare la rottura di doppi e tripli legami presenti rispettivamente negli alcheni e negli alchini o una reazione di riduzione come nel caso di aldeidi e chetoni in alcol.

L’idrogenazione costituisce una reazione fondamentale nell’ambito dell’industria petrolchimica in quanto nel petrolio greggio sono presenti molti composti insaturi di scarso utilizzo.

Nel campo dell’industria alimentare l’idrogenazione viene usata per convertire i grassi polinsaturi per saturare parzialmente i doppi legami convertendo gli oli vegetali in grassi solidi come quelli che sono presenti nella margarina.

Le reazioni di idrogenazione catalitica vengono realizzate generalmente in fase eterogenea; vengono effettuate in presenza di catalizzatore in quanto pur essendo in genere favorite da un punto di vista termodinamico non lo sono da un punto di vista cinetico stante la forza del legame tra i due atomi di idrogeno presenti nella molecola di H2. Per accelerare il decorso della reazione o si deve operare ad elevate temperature o si può usare un catalizzatore come rutenio, palladio, cobalto, rodio, platino e Nichel Raney sebbene quest’ultimo catalizzatore richieda, rispetto ai precedenti, pressioni più elevate. Più raramente può essere usato iridiorame e renio.

Le caratteristiche che deve presentare un catalizzatore eterogeneo sono: elevata attività, alta selettività, possibilità di riciclo. L’attività e la selettività dipendono dalla scelta del metallo che influenza la forza di adsorbimento dei reagenti, la velocità di desorbimento dei prodotti di reazione e la velocità delle trasformazioni chimiche.

I catalizzatori eterogenei possono essere supportati ovvero dispersi in forma di nanoparticelle su supporti porosi come carbone attivo, allumina, silice-allumina, carburo di silicio, carbonato di calciosolfato di bario.

I catalizzatori eterogenei trovano applicazione in una vasta gamma di reazioni a seconda del metallo usato; ad esempio catalizzatori di palladio supportati vengono utilizzati nella riduzione dei legami multipli carbonio-carbonio, mentre quelli di rodio per la riduzione di composti aromatici, quelli al rutenio per la riduzione oltre che di composti aromatici anche per la riduzione del gruppo gruppo carbonilico e gruppo carbossilico.

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Author: Chimicamo

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