Kluczowa różnica między uwodnieniem a uwodornieniem polega na tym, że uwodnienie odnosi się do dodania cząsteczek wody do związku organicznego, podczas gdy uwodornienie odnosi się do dodania cząsteczki wodoru do związku organicznego.
Uwodnienie i uwodornienie są ważne w reakcjach syntezy chemicznej. Obie te reakcje obejmują otwarcie podwójnego wiązania w związku organicznym przez dodanie podstawnika do atomów węgla w podwójnym wiązaniu. Podstawniki dodawane w tych procesach różnią się od siebie.
Co to jest nawodnienie?
Nawodnienie to dodanie cząsteczki wody do związku organicznego. Związkiem organicznym jest zwykle alken, który ma podwójne wiązanie między dwoma atomami węgla. Cząsteczka wody jest dołączona do tego podwójnego wiązania w postaci grupy hydroksylowej (OH–) i protonu (H+). Dlatego cząsteczka wody dysocjuje na swoje jony przed tym dodaniem. Grupa hydroksylowa jest przyłączona do jednego atomu węgla wiązania podwójnego, podczas gdy proton jest przyłączony do drugiego atomu węgla.
Rysunek 01: Prosta reakcja nawodnienia
Ponieważ wiąże się z rozerwaniem i tworzeniem wiązania, reakcja jest wysoce egzotermiczna. To znaczy; reakcja uwalnia energię w postaci ciepła. Jest to reakcja stopniowa; w pierwszym etapie alken działa jak nukleofil i atakuje proton cząsteczki wody i wiąże się z nim przez mniej podstawiony atom węgla. Tutaj reakcja jest zgodna z regułą Markonikowa.
Drugi etap obejmuje przyłączenie atomu tlenu cząsteczki wody do drugiego atomu węgla (wysoce podstawiony atom węgla) wiązania podwójnego. W tym momencie atom tlenu cząsteczki wody ma ładunek dodatni, ponieważ zawiera trzy pojedyncze wiązania. Następnie pojawia się kolejna cząsteczka wody, która przejmuje dodatkowy proton dołączonej cząsteczki wody, pozostawiając grupę hydroksylową przy mniej podstawionym atomie węgla. Tak więc reakcja ta prowadzi do powstania alkoholu. Jednak alkiny (potrójne wiązanie zawierające węglowodory) mogą również ulegać reakcji hydratacji.
Co to jest uwodornienie?
Uwodornienie to proces dodawania cząsteczki wodoru do związku organicznego. Ponadto reakcja ta obejmuje obróbkę związku organicznego gazowym wodorem. Zwykle reakcja zachodzi w obecności katalizatora, takiego jak nikiel, pallad lub platyna. Uwodornienia niekatalityczne są możliwe tylko w bardzo wysokich temperaturach. Proces ten jest również ważny w redukcji nienasyconych związków organicznych. To znaczy; uwodornienie może otworzyć wiązania podwójne lub potrójne w związkach organicznych i przekształcić je w związki zawierające wiązania pojedyncze.
Proces uwodornienia składa się z trzech elementów: nienasyconego substratu, źródła wodoru i katalizatora. Warunki reakcji, takie jak temperatura i ciśnienie, zmieniają się w zależności od typu związku nienasyconego i katalizatora. Podłożem może być alken lub alkin. Uwodornienie może odbywać się na dwa sposoby: kataliza homogeniczna i kataliza heterogeniczna.
W katalizie homogenicznej metal katalizatora wiąże się zarówno z alkenem, jak i wodorem, dając produkt pośredni (pośredni kompleks alken-katalizator-wodór). Następnie następuje przeniesienie jednego atomu wodoru z metalu na węgiel w wiązaniu podwójnym (lub potrójnym). Następnie następuje przeniesienie drugiego atomu wodoru ze źródła wodoru do grupy alkilowej z jednoczesną dysocjacją alkanu.
Rysunek 02: Trzy etapy uwodorniania
W katalizie heterogenicznej nienasycone wiązanie wiąże się z katalizatorem, podczas gdy źródło wodoru ulega dysocjacji na dwa atomy wodoru. Następnie następuje etap odwracalny, w którym jeden atom wodoru wiąże się z wiązaniem nienasyconym. Wreszcie nieodwracalna reakcja zachodzi, gdy drugi atom wodoru przyłącza się do grupy alkilowej.
Jaka jest różnica między nawodnieniem a uwodornieniem?
Uwodnienie i uwodornienie to ważne procesy w syntezie chemicznej. Kluczowa różnica między uwodnieniem a uwodornieniem polega na tym, że uwodnienie odnosi się do dodania cząsteczek wody do związku organicznego, podczas gdy uwodornienie odnosi się do dodania cząsteczki wodoru do związku organicznego.
Poniższa infografika podsumowuje różnicę między nawodnieniem a uwodornieniem.
Podsumowanie – Nawodnienie kontra uwodornienie
Uwodnienie i uwodornienie to ważne procesy w syntezie chemicznej. Kluczowa różnica między uwodnieniem a uwodornieniem polega na tym, że uwodnienie odnosi się do dodania cząsteczek wody do związku organicznego, podczas gdy uwodornienie odnosi się do dodania cząsteczki wodoru do związku organicznego.
