Зарождающийся водород
Возникающий водород — это устаревшая концепция в органической химии , которая когда-то использовалась для объяснения реакций растворения металлов, таких как восстановление Клемменсена и восстановление Буво-Блана . Поскольку органические соединения не реагируют с H 2 , было постулировано особое состояние водорода. Сейчас понятно, что реакции растворения металлов происходят на поверхности металла , а концепция возникающего водорода дискредитирована в органической химии. [ 1 ] [ 2 ] Однако образование атомарного водорода широко используется в неорганической химии и науках о коррозии для объяснения водородной хрупкости металлов , подвергающихся электролизу и анаэробной коррозии (например, растворению цинка в сильных кислотах ( HCl ) и алюминия в сильных основаниях ( NaOH )). Механизм водородного охрупчивания впервые был предложен Джонсоном (1875). [ 3 ] Неспособность атомов водорода вступать в реакцию с органическими реагентами в органических растворителях не исключает кратковременного образования атомов водорода, способных немедленно диффундировать в кристаллическую решетку обычных металлов ( стали , титана ), отличных от таковых платиноидной группы ( Pt , Pd , Rh , Ru , Ni ), которые, как известно, диссоциируют молекулярный диводород ( H 2 ) на атомарный водород.
История
[ редактировать ]Идея о водороде в зарождающемся состоянии , имеющем химические свойства, отличные от свойств молекулярного водорода, возникла в середине 19 века. Александр Уильямсон неоднократно ссылается на возникающий водород в своем учебнике « Химия для студентов» , например, описывая реакцию замещения четыреххлористого углерода водородом с образованием таких продуктов, как хлороформ и дихлорметан , что «водород для этой цели должен находиться в зарождающемся состоянии, как свободный». водород не дает эффекта». [ 4 ] Уильямсон также описывает использование возникающего водорода в более ранней работе Марселлина Бертло . [ 5 ] Франшо опубликовал статью об этой концепции в 1896 году. [ 6 ] что вызвало резкий ответ со стороны Томмаси, который указал на свою собственную работу, в которой пришел к выводу, что «зарождающийся водород - это не что иное, как H + x калорий». [ 7 ]
Термин «зарождающийся водород» продолжал использоваться и в 20 веке. [ 8 ]
Восстановители при низком и высоком pH
[ редактировать ]Сплав Деварды ( сплав алюминия цинка (~ 45 %), меди (~ 50 %) и ( ~ 5 %)) представляет собой восстановитель , который обычно использовался в мокрой аналитической химии для получения in situ так называемого возникающего водорода в щелочных условиях. для определения нитратов ( НЕТ −
3 ) после восстановления их до аммиака ( NH
3 ).
В тесте Марша , применяемом для определения мышьяка (по восстановлению арсената ( AsO 3−
4 ) и арсенит ( AsO 3−
3 ) в арсин ( AsH
3 )), водород образуется при контакте порошка цинка с соляной кислотой .
Таким образом, водород можно удобно производить при низком или высоком pH в зависимости от летучести определяемых веществ. Кислые условия в тесте Марша способствуют быстрому выходу газообразного арсина (AsH 3 дегазация восстановленного аммиака (NH 3 ), а в гиперщелочном растворе значительно облегчается аммония ) ( ион NH 3 ). +
4 растворяется в водном растворе в кислой среде).
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лаборда, Ф.; Болеа, Э.; Барангуан, Монтана; Кастильо, младший (2002). «Гедридообразование в аналитической химии и возникающий водород: когда оно закончится?». Спектрохим. Акта Б. 57 (4): 797–802. Бибкод : 2002AcSpe..57..797L . дои : 10.1016/S0584-8547(02)00010-1 .
- ^ Фабос, Виктория; Юэн, Александр К.Л.; Мастерс, Энтони Ф.; Машмейер, Томас (2012). «Изучение мифа о зарождающемся водороде и его значения для преобразования биомассы». хим. Азиатский журнал 7 (11): 2629–2637. дои : 10.1002/asia.201200557 . ПМИД 22952036 .
- ^ Джонсон, Уильям Х. (31 декабря 1875 г.). «II. О некоторых замечательных изменениях, происходящих в железе и стали под действием водорода и кислот» (PDF) . Труды Лондонского королевского общества . 23 (156–163): 168–179. дои : 10.1098/rspl.1874.0024 . eISSN 2053-9126 . ISSN 0370-1662 . JSTOR 113285 . S2CID 97579399 .
- ^ Уильямсон, Александр Уильям (1868). Химия для студентов . Кларендон Пресс . п. 139 .
- ^ Уильямсон, Александр В. (1866). «Органическая химия» . Химические новости и журнал физических наук . 13 (318): 14–17.
- ^ Франшо, Р. (1896). «Рождающийся водород» . Дж. Физ. хим. 1 (2): 75–80. дои : 10.1021/j150584a002 .
- ^ Томмаси, Д. (1897). «Комментарий к заметке Р. Франшо, озаглавленной «Зарождающийся водород» » . Дж. Физ. хим. 1 (9): 555. doi : 10.1021/j150591a004 .
- ^ Дж. В. Маккатчеон (1942). «Линолевая кислота». Орг. Синтез . 22:75 . дои : 10.15227/orgsyn.022.0075 .