Salute e malattia
L'idrogenazione è la reazione chimica risultante dall'aggiunta di idrogeno a una molecola. Un esempio è la reazione tra idrogeno ed etilene (un idrocarburo organico gassoso, incolore, infiammabile, ottenuto da petrolio e gas naturale) per produrre etano. L'idrogenazione è normalmente usata per saturare o ridurre composti organici. Il processo tipicamente coinvolge l'aggiunta di idrogeno a un doppio o triplo legame negli idrocarburi, e i legami nel prodotto sono più forti che nei reagenti. La maggior parte dei metodi di idrogenazione coinvolge catalizzatori utilizzabili perché l'idrogenazione non catalitica è molto lenta.
Il metodo di idrogenazione ha tre parti:
L'idrogenazione viene realizzata a varie temperature e condizioni di pressione basate sulla natura del substrato e del catalizzatore usato. In generale, l'idrogenazione in assenza di un catalizzatore deve avere un'energia di attivazione molto alta (l'energia minima che un sistema atomico deve acquisire prima che una reazione chimica possa avvenire), quindi la maggior parte dell'idrogenazione non catalitica viene effettuata a temperature molto alte. Il catalizzatore accelera la velocità di idrogenazione fornendo un percorso alternativo che coinvolge una sequenza di diversi passaggi a bassa attivazione.
Substrati tipici usati nell'idrogenazione includono aldeidi e chetoni, alcadieni, alcheni, alchenilbenzeni, alchil azidi, alchini, benzene, carboidrati, monossido di carbonio, esteri, immine, nitrili, nitroareni e oli vegetali.
La velocità di idrogenazione aumenta significativamente in presenza di certi catalizzatori. Un catalizzatore crea un legame chimico tra l'idrogeno e il substrato e ne facilita l'unione. I metalli del gruppo del platino come platino, rodio e palladio sono i catalizzatori di idrogenazione più spesso usati. Catalizzatori a base di metalli non preziosi come palladio, nichel e rodio sono anche efficaci ed economici, ma sono spesso lenti a temperatura ambiente e richiedono temperature più alte.
La fonte ovvia di idrogeno per il processo di idrogenazione è il gas idrogeno stesso. Il gas idrogeno è commercialmente disponibile in bombole di idrogeno pressurizzato. In generale, l'idrogenazione coinvolge più di 1 atmosfera di idrogeno. Il gas idrogeno può anche essere generato direttamente da "pompe booster". Tuttavia, la maggior parte del gas idrogeno gassoso viene prodotta industrialmente da materiali idrocarburi usando un processo di riformazione a vapore. In alcuni casi, l'idrogeno viene estratto da donatori di idrogeno invece che dal gas idrogeno. Donatori comuni di idrogeno includono idrazina, acido formico e isopropanolo.
L'idrogenazione è una reazione chimica esotermica, o che rilascia calore. Il calore rilasciato durante il processo di idrogenazione è chiamato "calore di idrogenazione". Per esempio, nell'idrogenazione di acidi grassi o oli vegetali, il calore ceduto è di circa 25 Kcal/mole.
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