Πώς ελέγχετε την χλωρίωση του μεθανίου;

Δεν μπορείτε πραγματικά να "ελέγξετε" την χλωρίωση του μεθανίου με την έννοια της κατεύθυνσης της αντίδρασης για να παράγει μόνο ένα συγκεκριμένο χλωριωμένο προϊόν. Η χλωρίωση του μεθανίου είναι μια ριζική αλυσιδωτή αντίδραση , και είναι δύσκολο να το σταματήσετε σε ένα συγκεκριμένο σημείο. Ωστόσο, μπορείτε να επηρεάσετε τα σχετικά ποσά των διαφόρων προϊόντων που σχηματίστηκαν. Εδώ είναι:

Παράγοντες που επηρεάζουν την χλωρίωση του μεθανίου

* Θερμοκρασία: Οι υψηλότερες θερμοκρασίες ευνοούν τον σχηματισμό πιο χλωριωμένων προϊόντων (π.χ. διχλωρομεθάνιο, τριχλωρομεθάνιο, τετραχλωρομεθάνιο). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι υψηλότερες θερμοκρασίες παρέχουν περισσότερη ενέργεια για να προχωρήσει η αντίδραση περαιτέρω.

* Γοριακή αναλογία αντιδραστηρίων: Η χρήση περίσσειας μεθανίου θα ευνοήσει το σχηματισμό λιγότερο χλωριωμένων προϊόντων (π.χ. χλωρομεθάνιο), καθώς υπάρχουν περισσότερα μόρια μεθανίου που είναι διαθέσιμα για να αντιδράσουν με ρίζες χλωρίου.

* φως: Η αντίδραση ξεκινά από το υπεριώδες φως. Η χρήση λιγότερου φωτός θα επιβραδύνει την αντίδραση, αλλά μπορεί να μην αλλάξει σημαντικά την κατανομή του προϊόντος.

* Catalyst: Μερικοί καταλύτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να επηρεάσουν την αντίδραση. Για παράδειγμα, η χρήση ενός συγκεκριμένου καταλύτη μπορεί να ευνοήσει το σχηματισμό ενός συγκεκριμένου προϊόντος, αλλά αυτός είναι ένας εξειδικευμένος τομέας έρευνας.

Έλεγχος της κατανομής του προϊόντος

* Σύντομος χρόνος αντίδρασης: Ένας μικρότερος χρόνος αντίδρασης θα περιορίσει την ευκαιρία για πολλαπλά στάδια χλωρίωσης, με αποτέλεσμα υψηλότερο ποσοστό λιγότερο χλωριωμένων προϊόντων.

* κλασματική απόσταξη: Μετά την αντίδραση, το μίγμα χλωριωμένων προϊόντων μπορεί να διαχωριστεί με κλασματική απόσταξη. Αυτό επιτρέπει την απομόνωση συγκεκριμένων χλωριωμένων προϊόντων.

Βασικές έννοιες για κατανόηση

* ριζική αλυσιδωτή αντίδραση: Η χλωρίωση του μεθανίου περιλαμβάνει μια σειρά βημάτων με ελεύθερες ρίζες (είδη με μη ζευγαρωμένο ηλεκτρόνιο). Αυτές οι ριζοσπάστες είναι εξαιρετικά αντιδραστικές και μπορούν να αντιδράσουν με άλλα μόρια, οδηγώντας σε αλυσιδωτή αντίδραση.

* Αντιδράσεις υποκατάστασης: Κάθε βήμα της χλωρίωσης περιλαμβάνει την αντικατάσταση ενός ατόμου υδρογόνου σε μεθάνιο με άτομο χλωρίου.

Συνοπτικά:

Ενώ δεν μπορείτε να ελέγξετε πλήρως τη χλωρίωση του μεθανίου για να παράγετε μόνο ένα προϊόν, μπορείτε να επηρεάσετε τις σχετικές ποσότητες διαφορετικών προϊόντων προσαρμόζοντας τις συνθήκες αντίδρασης όπως η θερμοκρασία, οι αναλογίες αντιδραστηρίου και ο χρόνος αντίδρασης. Ο διαχωρισμός των προϊόντων μέσω κλασματικής απόσταξης είναι ένας σημαντικός τρόπος για την απομόνωση συγκεκριμένων χλωριωμένων προϊόντων.