5 Классификация равновесных синтезов. Стадии проведения синтезов

С другой стороны, химические реакции могут протекать в гомогенных условиях – в газовой, жидкой или твердой фазе, в расплаве или твердом растворе;

или же в гетерогенной системе с участием двух твердых фаз, твердой и жидкой, твердой и газообразной, жидкой и газообразной и даже одновременно с участием твердой, жидкой и газообразной фаз.

Условия синтеза редко позволяют получить соединение в чистом виде.

Для этого обычно необходимы три стадии:

1 -проведение самой реакции в гомогенных или гетерогенных условиях,

2- отделение синтезированного соединения от других продуктов реакции и маточника,

3- специальная операция очистки или рафинирования для освобождения от небольшого количества примесей продуктов побочных реакций.

6 Трудности синтеза. Синтез в газовой фазе

Получению вещества в чистом виде мешает:

- образование твердых растворов на основе целевого и побочного продуктов реакции

- появление азеотропов.

АЗЕОТРОПНЫЕ СМЕСИ -это жидкие смеси, характеризующиеся равенством составов равновесных жидкой и паровой фаз. При их перегонке образуется конденсат того же состава, что и исходный р-р; поэтому азеотропные смеси наз. также нераздельнокипящими. Наличие азеотропных смесей существенно затрудняет разделение жидких смесей и требует применения специальных методов ректификации

При медленно протекающих реакциях применяются твердые катализаторы, что снижает температуру реакции, тогда положение состояния равновесия значительно благоприятнее.

Часто для этой же цели проводят реакцию в присутствии растворителя, иногда для влияния на ход реакции используют активирующее энергетическое воздействие. В случае если не достигают полноты реакций, летучие компоненты снова возвращают в реакционную зону.

Закономерности протекания реакций в газовых средах в большой степени связаны с учением о цепных реакциях.

Цепная реакция - реакция в ходе которой исходные вещества вступают в цепь превращений с участием промежуточных активных частиц (интермедиатов) и их регенерацией в каждом элементарном акте реакции.

Интермедиат  — промежуточное вещество с коротким временем жизни Например радикалы, карбокатионы

7 Синтез в жидкой фазе. Неводные растворители. Растворимость

Синтез в жидкой фазе осуществляется по классическим законам химической кинетики и термодинамики. Неорганический синтез проводят в растворах либо путем смешения растворов исходных реагентов, либо путем введения одного или нескольких веществ в раствор других реагентов.

Синтез проводится как из водных, так и неводных растворов взаимодействующих веществ. С точки зрения синтеза принципиального отличия воды от других растворителей нет.

Вода - уникальный растворитель, но из-за склонности ионов металлов образовывать аквa - и гидроксокомплексы, вода осложняет синтезы, и применяют неводные растворители.

Они обладают широким спектром свойств, которые используются при синтезе. Для того чтобы выделить целевой продукт из раствора, широко используют полярность растворителя.

Если целевой продукт должен быть неэлектролитного типа или малополярен, то для его выделения в твердую фазу подбирают полярный растворитель.

Наоборот, если образующийся продукт должен быть ионного типа, то в твердую фазу он будет легче выделяться из растворов неполярных или малополярных растворителей.

Неводные растворители находятся среди любого класса химических соединений, и их можно классифицировать на основе различных свойств этих соединений.

Выделяют три большие группы растворителей: а) молекулярные жидкости используют в качестве неводных растворителей для чрезвычайно широких целей. Они находятся в жидком состоянии в довольно широком интервале температур

б) расплавы солей важный класс неводных неорганических растворителей, они являются великолепной средой для синтеза многочисленных соединений. Эти ионные расплавы, применяют при высоких температурах. В этих расплавах возможно проведение многих реакций, которые при комнатной температуре эндотермичны.

в) металлы со сравнительно низкой температурой плавления, такие как натрий или ртуть, составляют третью группу неводных растворителей.

Приготовление растворов на неводных растворителях характеризуется теми же стадиями, что и водных растворов, т.е. взвешивание веществ и растворителей, растворение и смешивание, фильтрование, в то же время каждая из этих стадий в технологии неводных растворов имеет свои особенности, обусловленные физико-химическими свойствами растворителей.

Растворимость является характеристикой, свидетельствующей об удержании или выделении вещества, из раствора.

Теория растворимости химических веществ в настоящее время не создана, известны полуэмпирические подходы касающиеся зависимости растворимости веществ от их состава и строения.