СИНТЕЗ ФИШЕРА-ТРОПША Павлюченко А.С., 3 группа. Руководитель: Сыровая А.О

СИНТЕЗ ФИШЕРА-ТРОПША

Павлюченко А.С., 3 группа. Руководитель: Сыровая А.О.

В направлении (1) синтез идет на никелевых (например, Ni-Mn-Al₂O₃ на кизельгуре или сплав Ni-Si-Mn) либо кобальтовых катализаторах (например, Co-ThO₂ или Co-ThO₂-MgO на кизельгуре) при 175-215 ⁰C, 0,1-1,5 МПа, объемном соотношении CO/H₂ около 1/1-1/2. Выход углеводородов в этом случае составляет 100-180 мл на 1 м³ исходной газовой смеси. Пример фракционного состава для Со-катализатора: фракция с т. кип. < 150 ⁰C ("бензин") - 20-24 %; 150-200⁰С- 12-15 %; 250-300⁰C- около 25 %; парафины 34-42 %. В основе все фракции содержат алканы с нормальной цепью; "бензиновая" фракция содержит от 8 до 40 % олефинов.

На катализаторах с содержанием железа (например, Fe-ZnO либо Fe-Cu-Mn на доломите или кизельгуре) при 220-250 ⁰C, 0,5-1 МПа и объемном соотношении CO/H₂ около 2/1 - 1/1 преобладает процесс (2). Выход углеводородов до 160 мл на 1 м3газовой смеси (в том числе бензина и масел около 110 мл). В числе жидких продуктов - значит, количества (до 60 %) терминальных олефинов.

Парафины преимущественно (60-70 %) образуются на рутениевых катализаторах при 180-200 ⁰C и 10-30 МПа. На оксидах Cr, Mo, Th с добавками K₂CO₃ при 475-500 ⁰C, 3 МПа и соотношении CO/H₂ около 1/1 образуются значит, количества ароматических соединений. На оксидах Zn, Al или Th при 420-450 ⁰C, 30 МПа и соотношении CO/H₂ около 1,2/1 основные продукты -изоалканы (изобутан и изопентан).

В качестве побочных продуктов в незначительных количествах образуются карбоновые кислоты, спирты, альдегиды.

Механизм синтеза Фишера-Тропша до конца не выяснен. Наиболее вероятно, что первая стадия - образование комплекса металла и СО, затем начинается синтез углеводородной цепи, например:

В росте цепи могут участвовать структурные единицы с одним, двумя и большим числом атомов С (образуются, например, в результате деструкции углеводородов с длинной цепью).

В присутствии Ce, Cr, Mn, Mo и некоторых других металлов, а также их оксидов при высоких давлениях и температурах (около 15 МПа, 400-450 ⁰C) из СО и H₂ образуются главным образом кислородсодержащие соединения (около 10 % кислот, остальное - спирты, альдегиды, кетоны).

Синтез Фишера-Тропша используют в промышленности для получения жидких моторных топлив и парафинов ,однако в большинстве стран данный синтез считается экономически невыгодным.

Литература:

1. Катализ в Cl-химии / Под ред. Л. Кайма. Л.: Химия, 1987. 296 с.

2. Караханов Э.А Что такое нефтехимия // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 2. С. 65-73.

3. Харитонов Ю.Я. Комплексные соединения // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 1. С. 48-56.

4. Темкин О.Н. Каталитическая химия // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. С. 57-65.

ВКЛАД АНТУАНА ЛОРАНА ЛАВУАЗЬЕ В РАЗВИТИЕ ХИМИИ, МЕДИЦИНЫ, ФАРМАЦИИ

Хрипко Е.Ю., Мамедова В.В., 3 группа. Руководитель: Сыровая А.О.

В 1767 Лавуазье вместе с известным минералогом, другом семьи Геттаром совершил геологическую экспедицию по нескольким горным районам Франции, собрал и изучил образцы пород и в 1768 составил геологическую карту страны. В том же году был избран адъюнктом Парижской академии наук как молодой ученый, подающий большие надежды.

Приобретя громадное состояние, Лавуазье создал превосходную химическую лабораторию, оборудовал ее дорогими точными приборами и тратил большие суммы на экспериментальные работы. Лабораторию посещали такие известные химики, как Бертолле и Фуркруа, математики Монж, Лагранж, Лаплас, знаменитые иностранные ученые Франклин, Уатт, Пристли.

Исследования Лавуазье сыграли выдающуюся роль в развитии химии 18 в. Речь идет прежде всего о создании научной теории горения, ознаменовавшем отказ от теории флогистона. Свои опыты по изучению горения веществ Лавуазье начал в 1772 и к концу года представил в Академию некоторые показавшиеся ему важными результаты. В прилагаемой им записке сообщалось, что при сгорании серы и фосфора вес продуктов горения становится больше, чем вес исходных веществ, за счет связывания воздуха, а вес свинцового глета (оксида свинца) при восстановлении до свинца уменьшается, при этом выделяется значительное количество воздуха. Из своих собственных опытов и предшествовавших опытов Пристли и Шееле Лавуазье знал, что с горючими веществами связывается лишь одна пятая часть воздуха, но природа этой части была ему неясна. Когда же Пристли сообщил ему в 1774 об обнаружении «дефлогистированного воздуха», он сразу понял, что это и есть та самая часть воздуха, которая при горении соединяется с горючими веществами. Повторив опыты Пристли, Лавуазье заключил, что атмосферный воздух состоит из смеси «жизненного» (кислород) и «удушливого» (азот) воздуха и объяснил процесс горения соединением веществ с кислородом.

Одним из важнейших следствий работ Лавуазье стало коренное преобразование химического языка, выразившееся в создании новой химической номенклатуры. Ее проект в 1787 был представлен им Академии наук совместно с Бертолле и другими химиками. Все вещества предлагалось разделить на химические элементы и соединения, а исходя из представления о кислороде как о главном химическом элементе выделить три класса соединений: кислоты, основания и соли.

Следует отметить также, что Лавуазье был одним из основоположников термохимии. В 1783 вместе с Лапласом он описал сконструированный ими ледяной калориметр и определил теплоту горения ряда веществ. Показал, что при дыхании поглощается кислород и образуется углекислый газ, т.е. что дыхание подобно горению. В 1783–1784 Лавуазье и Лаплас установили, что процесс дыхания служит источником теплоты для животных.

1. Перевод с нем. под редакцией Быкова Г.В. Биографии великих химиков.– М.: Мир, 1981. -320.

2. Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. – М.: ВШ, 1991. – 656.