电的力量

如果你是一个好奇的孩子,有一些迷人的打开和关闭一盏灯,想弄明白它是如何工作的。电气工程师的父亲给了我很多关于电的书,从那里我学会了汉弗莱·戴维和法拉第的利用大电流的成堆的锌和铜。皇家机构,在他们的实验室提供的伏打堆碳弧灯的功率,第一个用电做有用的工作的例子。戴维使用桩孤立的元素,包括来自氢氧化钾的钾。这证明了电力和电化学的一个关键方面:生产有用的化工产品。

快进200年,这样的例子不胜枚举的电力驱动我们的世界,帮助我们完成工作。我们的实验室是在电灯和电动机搅拌帮助我们保持我们的反应。电也帮助我们做出直接的化学物质。有机电化学近年来有一种文艺复兴,与菲尔Baran美国斯克里普斯研究所的努力推广和规范有机电化学合成通过IKA Electrosyn装置。本单元提供了好奇的实验室化学家电化学的基本知识,在反应混合物可以放置在一个小瓶,循环伏安法实验可以运行各种标准化的电极。

从ml到数百万

有机电化学不只是在10毫升,。完成了试验工厂和商业工厂规模像巴斯夫这样的化工制造商。许多例子都如你所愿:例如,苄基的氧化反应生成芳香醛。可能的最大和最古老的工业规模的电化学的二聚丙烯腈生产己二腈。每年超过一百万吨的这六元分子产生并最终降低催化氢化作用己二胺,这是一个关键组成部分尼龙6尺6寸的大,交手一个工业聚合物用于应用程序从纺织品到汽车零部件。

己二腈制造的核心是两个丙烯腈分子的电化学反应器在不锈钢阴极进行激进的阴离子形成;然后他们dimerise形成一个己二腈分子。反应混合物不断回收分离和回收原料。请注意,这个过程不使用任何溶剂——当你使成千上万吨,你可以考虑运行你的反应整洁。

这不仅仅是有机电化学工业完成,。盐水解电解漂白剂和烧碱,关键是和电化学工作Hall-Heroult过程的铝,这是以规模几乎难以想象的工业化学家:6350万吨铝在2017年制造的。

热,热,热

我的有机化学家的眼睛,区分这一过程是其炎热的气温。我工作的工厂有一个热油系统能可靠地为我们提供热反应堆在200°C,如果需要的话。这些铁板温度可以驱动反应很容易完成,但存在一个明显的处理危害到我们公司。

我们的热油系统实际上是北极与熔融冰晶石所需的温度相比,使用的矿物作为电解还原氧化铝,铝的通量。早在大学有机实验室,你可能已经知道混合物的熔点低于纯化合物。在这种情况下,冰晶石的混合物和氧化铝将融化在900°C而不是纯铝的熔点在2072°C或纯冰晶石的熔点在1012°C。在这个温暖的温度,电流传递到电化电池(称为锅)将减少氧化铝元素铝。碳阳极消耗和排放二氧化碳的细胞氧化。

更荒谬的是关于铝生产的产品隔离。实验室化学家知道该做什么当你有一个产品层底部的一个反应堆——你用分液漏斗。在较大的化学反应堆,有一个内置的排泄孔底部的反应堆。这些技术没有成功的机会当产品是熔融液体,熔点660°C。相反,在一个过程称为攻,虹吸放入底部一层熔融铝。有价值的产品然后吸出来使用压缩空气和真空坩埚。

很难想象铝金属的生产使用的基本运动电子从阳极到阴极。但随着生产己二腈或一个简单的氧化,这是电子做化学的工作。