В. С. Орехов, Т. П. Дьячкова
Нитрование нитрующей смесью
жүктеу/скачать 1.35 Mb. Pdf көрінісі
|
|
4.1.2. Нитрование нитрующей смесью Этот метод нитрования ароматических соединений обычно применяется в промышленности. В нитрующей смеси образуется «нитросерная кислота», которая и является агентом нитрования (уравнение 4.2). В сме- си азотной и серной кислот происходит их взаимодействие. В присутствии более сильной серной кислоты азотная кислота выступает в роли основания, образуя нитрацидий-катион H 2 NO + 3 , который легко превращается в катион нитрония NO + 2 , а выделяющаяся при этом вода взаимодействует с серной кислотой (уравнения 4.3 – 4.5). Суммарное взаимодействие азотной и серной кислот может быть представлено уравнением (4.6). Нитроний-катион NО + 2 и является частицей, непосредственно реагирующей с ароматическим соединением. HNO 3 + H 2 SO 4 → HOSO 2 ONO 2 + H 2 ; (4.2) HNO 3 + H 2 SO 4 ↔ H 2 NO + 3 + HSO − 4 ; (4.3) H 2 NO 3 + ↔ NO + 2 + H 2 O; (4.4) H 2 SO 4 + H 2 O ↔ H 3 O + + HSO − 4 ; (4.5) HNO 3 + 2H 2 SO 4 ↔ NO + 2 + H 3 O + + 2HSO − 4 . (4.6) Добавление воды к смеси азотной и серной кислот приводит к уменьшению концентрации нитроний-катиона. Это ука- зывает на обратимость реакции взаимодействия азотной и серной кислот (уравнение 4.6). Добавление воды приводит к уве- личению концентрации гидросульфат-иона (уравнение 4.7), что способствует сдвигу равновесия (4.6) влево и приводит к уменьшению концентрации NO + 2 . H 2 SO 4 + H 2 O ↔ H 3 O + + HSO − 4 . (4.7) Таким образом, в зависимости от соотношения азотной, серной кислот и воды меняется концентрация образующегося нитро- ний-катиона NO + 2 . Реакция нитрования ароматических соединений нитрующей смесью необратима и скорость ее зависит от температуры. Реакция нитрования является бимолекулярной и имеет второй порядок, скорость реакции зависит от концентрации серной кислоты. При разбавлении 100 %-ной серной кислоты скорость нитрования заметно возрастает, достигая максимального значения при концентрации 90 – 95 %. При дальнейшем уменьшении концентрации серной кислоты, как и следовало ожи- дать в соответствии с уравнениями (4.6) и (4.7), скорость нитрования уменьшается (рис. 4.1). жүктеу/скачать 1.35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|