V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Целью данной работы является изучение реакции гидрированияn-нитрофенола на 1%Pt катализаторах, нанесенных на оксиды гадолиния, самария и алюминия. Данная работа является продолжением работы [1].

Кинетика реакции изучалась на лабораторной установке, описание которой дано в работе [2]. Так как n-нитрофенол является твердым веществом, то необходимо было подобрать среду для гидрирования. Для этого первоначально была изучена растворимость

n-нитрофенола в ряде растворителей: вода (практически не растворяется), этиловый, изопропиловый и изоамиловый спирты. Найдено, что лучшим растворителем n-нит-рофенола является этанол. Для гидрирования его в качестве среды был взят 20% этанол.

Реакция протекает по схеме:

 

+ 3H₂ , 1%Pt/ОРЗЭ

 

На рис. 1 представлены кинетические кривые гидрирования n-нитрофенола на 1%Pt/Gd₂O₃ (1), 1%Pt/Sm₂O₃ (2) и 1% Pt/Al₂O₃ (3) катализаторах в координатах: «скорость гидрирования – объем поглощенного водорода». Гидрирование n-нитрофенола происходит с понижающейся скоростью. Начальная скорость гидрирования на 1%Pt/Gd₂O₃ (1), 1%Pt/Sm₂O₃ (2) и 1% Pt/Al₂O₃ (3) катализаторах соответственно составляет 27,6; 25,1 и 7,8 мл Н₂/(мин г катализатора). Следовательно, активность 1%Pt/Gd₂O₃ катализатора превосходит активность катализатора сравнения в 3,5 раз, а активность 1%Pt/Sm₂O₃ катализатора выше активности катализатора сравнения в 3,2 раза.

На рис. 2 представлены кинетические кривые гидрирования п-нитрофенола на катализаторах 1% Pt/Al₂O₃ (Sm₂O₃ и Gd₂O₃) в координатах: «объем поглощенного водорода - время». Все кривые носят однотипный характер: примерно до 70-80% превращения п-нит-рофенола в п-аминофенол, кинетические кривые во временном интервале практически прямолинейны. При проведении опытов было отмечено, что при гидрировании n-нит-рофенола объем поглощенного водорода практически соответствует теоретическому, который составляет 96,7 мл. При гидрировании n-нитрофенола на выше указанных катализаторах реакция заканчивается за 110, 71, 50 минут на 1% Pt/Gd₂O₃ (1), 1%Pt/Sm₂O₃ (2) и 1% Pt/Al₂O₃ (3) катализаторах, соответственно.

Для реакции гидрирования п-нитрофенола интегральным методом подстановки и графическим методом была рассчитана константа скорости реакции и определен порядок реакции по гидрируемому веществу. В обоих случаях отмечается первый порядок по п-нит-рофенолу.

Литература

1. Мазаева А. О., Костенко Н. В., Зорина Г. И., Курунина Г. М., Бутов Г. М. Термодинамический анализ реакции гидрирования n-нитрофенола и выбор растворителя // Ж. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2012. № 1. С. 176-177.

2. Бутов Г. М., Зорина Г. И., Каблов В. Ф., Попов Н. И., Курунина Г. М. Гидрирование нитробензола на палладиевых катализаторах, нанесенных на оксиды редкоземельных элементов // Ж. Нефтепереработка и нефтехимия, 2003. – № 5, С. 29-32.

Код для цитирования: Скопировать