Elektroszintézis
Az elektrokémiában az elektroszintézis kémiai vegyületek szintézisét jelenti egy elektrokémiai cellában.[1][2][3] Az elektroszintézis bizonyos esetekben jobb szelektivitást és hozamot biztosít a hagyományos redoxireakciókhoz képest. Az elektroszintézis aktívan kutatott tudományos terület, emellett ipari alkalmazásokkal is rendelkezik. Az elektrooxidáció a szennyvízkezelésben is ígéretes lehetőségeket kínál.
Alapkiépetésben a rendszer részét képezi egy galváncella, egy potenciosztát és két elektróda. A tipikus oldószer- és elektrolit-kombinációk minimalizálják az elektromos ellenállást.[4] Protikus körülmények között gyakran alkohol-víz vagy dioxán-víz oldószerkeverékeket használnak olyan elektrolittal, mint például az oldható só, sav vagy bázis. Aprotikus körülmények között gyakran használnak szerves oldószert, például acetonitrilt vagy diklórmetánt olyan elektrolitokkal, mint a lítium-perklorát vagy tetrabutil-ammónium-sók. Az elektródok megválasztása az összetételük és a felületük tekintetében fontos lehet.[5] Például vizes körülmények között a cellában a reakciók során az anódon oxigén, a katódon pedig hidrogén képződik. Ebben az esetben a grafit anód és az ólom katód hatékonyan használható, az oxigén- illetve a hidrogénképződéshez szükséges magas potenciáljuk miatt. Számos más anyag is használható elektródaként. Ilyen például a platina, a magnézium, a higany (folyékony közegként a reaktorban), a rozsdamentes acél vagy a hálós üvegszerű karbon. Egyes reakciókban az elektródot feláldozzák, amely a reakció során elhasználódik, ilyen például a cink vagy az ólom. A cellatípusok lehetnek osztatlan cellás vagy osztott cellás típusok. Az osztott cellákban a katód- és az anódkamrát félporózus membrán választja el egymástól. Gyakori membránanyagok közé tartozik a szinterezett üveg, a porózus porcelán, a politetrafluoretén vagy a polipropilén. Az osztott cella célja, hogy lehetővé tegye az ionok diffúzióját, ugyanakkor korlátozza a termékek és a reakcióba lépő anyagok áramlását. A szétválasztás leegyszerűsíti a feldolgozást is. Az osztott cellát igénylő reakcióra példa a nitrobenzol fenilhidroxilaminná történő redukciója, ahol az utóbbi vegyszer az anódon oxidációra hajlamos.
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ Sperry, Jeffrey B. (2006). „The application of cathodic reductions and anodic oxidations in the synthesis of complex molecules” (angol nyelven). Chemical Society Reviews 35 (7), 605. o. DOI:10.1039/b512308a. ISSN 0306-0012. (Hozzáférés: 2025. április 25.)
- ↑ Yan, Ming, Phil S. (2018. április 9.). „Synthetic Organic Electrochemistry: Calling All Engineers” (angol nyelven). Angewandte Chemie International Edition 57 (16), 4149–4155. o. DOI:10.1002/anie.201707584. ISSN 1433-7851. PMID 28834012. (Hozzáférés: 2025. április 25.)
- ↑ Utley, James (1997). „Trends in organic electrosynthesis” (angol nyelven). Chemical Society Reviews 26 (3), 157. o. DOI:10.1039/cs9972600157. ISSN 0306-0012. (Hozzáférés: 2025. április 25.)
- ↑ Grimshaw, James. Electrochemical Reactions and Mechanisms in Organic Chemistry. Amsterdam: Elsevier Science, 1–7, 282, & 310. o. (2000). ISBN 9780444720078
- ↑ Heard, D. M. (2020. július 6.). „Electrode Materials in Modern Organic Electrochemistry.”. Angewandte Chemie International Edition 59 (43), 18866–18884. o. DOI:10.1002/anie.202005745. PMID 32633073. PMC 7589451.
Fordítás
[szerkesztés]- Ez a szócikk részben vagy egészben az Electrosynthesis című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.