Galvenā atšķirība starp hidratāciju un hidrogenēšanu ir tāda, ka hidratācija attiecas uz ūdens molekulu pievienošanu organiskam savienojumam, savukārt hidrogenēšana attiecas uz ūdeņraža molekulas pievienošanu organiskam savienojumam.
Hidrācija un hidrogenēšana ir svarīgas ķīmiskās sintēzes reakcijās. Abas šīs reakcijas ietver dubultās saites atvēršanu organiskā savienojumā, pievienojot aizvietotāju oglekļa atomiem dubultsaitē. Šajos procesos pievienotie aizvietotāji atšķiras viens no otra.
Kas ir hidratācija?
Hidrācija ir ūdens molekulas pievienošana organiskam savienojumam. Organiskais savienojums parasti ir alkēns, kuram ir dubultsaite starp diviem oglekļa atomiem. Ūdens molekula tiek pievienota šai dubultsaitei hidroksilgrupas (OH–) un protona (H+) veidā. Tāpēc ūdens molekula pirms šīs pievienošanas sadalās savos jonos. Hidroksilgrupa ir pievienota vienam dubultsaites oglekļa atomam, bet protons ir pievienots otram oglekļa atomam.
Attēls 01: Vienkārša hidratācijas reakcija
Tā kā tā ir saistīta ar saites pārraušanu un saites veidošanu, reakcija ir ļoti eksotermiska. Tas nozīmē; reakcija izdala enerģiju siltuma veidā. Tā ir pakāpeniska reakcija; pirmajā solī alkēns darbojas kā nukleofils un uzbrūk ūdens molekulas protonam un saistās ar to caur mazāk aizvietoto oglekļa atomu. Šeit reakcija notiek pēc Markonikova likuma.
Otrais solis ietver ūdens molekulas skābekļa atoma pievienošanu otram dubultsaites oglekļa atomam (augsti aizvietotam oglekļa atomam). Šajā brīdī ūdens molekulas skābekļa atomam ir pozitīvs lādiņš, jo tam ir trīs atsevišķas saites. Tad nāk cita ūdens molekula, kas aizņem pievienotās ūdens molekulas papildu protonu, atstājot hidroksilgrupu pie mazāk aizvietotā oglekļa atoma. Tādējādi šī reakcija noved pie spirta veidošanās. Tomēr alkīni (trīskāršā saite, kas satur ogļūdeņražus) var arī tikt pakļauti hidratācijas reakcijai.
Kas ir hidrogenēšana?
Hidrogenēšana ir ūdeņraža molekulas pievienošanas process organiskam savienojumam. Turklāt šī reakcija ietver organiskā savienojuma apstrādi ar ūdeņraža gāzi. Parasti reakcija notiek katalizatora, piemēram, niķeļa, pallādija vai platīna, klātbūtnē. Nekatalītiskā hidrogenēšana ir iespējama tikai ļoti augstā temperatūrā. Arī šis process ir svarīgs nepiesātināto organisko savienojumu samazināšanai. Tas nozīmē; hidrogenēšana var atvērt dubultās vai trīskāršās saites organiskajos savienojumos un pārvērst tos savienojumos, kas satur atsevišķas saites.
Hidrogenēšanas procesā ir trīs komponenti: nepiesātināts substrāts, ūdeņraža avots un katalizators. Reakcijas apstākļi, piemēram, temperatūra un spiediens, atšķiras atkarībā no nepiesātinātā savienojuma veida un katalizatora. Substrāts var būt vai nu alkēns, vai alkīns. Hidrogenēšana var notikt divos veidos: homogēnā katalīzē un neviendabīgā katalīzē.
Viendabīgā katalīzē katalizatora metāls saistās gan ar alkēnu, gan ūdeņradi, veidojot starpproduktu (alkēna-katalizatora-ūdeņraža starpproduktu kompleksu). Tad notiek viena ūdeņraža atoma pārnešana no metāla uz oglekli dubultsaitē (vai trīskāršajā saitē). Tālāk notiek otra ūdeņraža atoma pārnešana no ūdeņraža avota uz alkilgrupu ar vienlaicīgu alkāna disociāciju.
Attēls 02: Trīs hidrogenēšanas soļi
Neviendabīgā katalīzē nepiesātinātā saite saistās ar katalizatoru, kamēr ūdeņraža avots tiek disociēts divos ūdeņraža atomos. Tad notiek atgriezenisks solis, kurā viens ūdeņraža atoms saistās ar nepiesātināto saiti. Visbeidzot, notiek neatgriezeniska reakcija, kad otrs ūdeņraža atoms pievienojas alkilgrupai.
Kāda ir atšķirība starp hidratāciju un hidrogenēšanu?
Hidrācija un hidrogenēšana ir svarīgi ķīmiskās sintēzes procesi. Galvenā atšķirība starp hidratāciju un hidrogenēšanu ir tāda, ka hidratācija attiecas uz ūdens molekulu pievienošanu organiskam savienojumam, savukārt hidrogenēšana attiecas uz ūdeņraža molekulas pievienošanu organiskajam savienojumam.
Zemāk esošajā infografikā ir apkopota atšķirība starp hidratāciju un hidrogenēšanu.
Kopsavilkums - hidratācija pret hidrogenēšanu
Hidrācija un hidrogenēšana ir svarīgi ķīmiskās sintēzes procesi. Galvenā atšķirība starp hidratāciju un hidrogenēšanu ir tāda, ka hidratācija attiecas uz ūdens molekulu pievienošanu organiskam savienojumam, savukārt hidrogenēšana attiecas uz ūdeņraža molekulas pievienošanu organiskam savienojumam.
