İçeriğe atla

Fenton reaktifi

Hidrojen peroksit

Fenton reaktifi kirleticileri veya atık suları oksitlemede kullanılan, katalizör olarak demir içeren bir demir bileşiği (genellikle demir (II) sülfat, FeSO4) ile hidrojen peroksitin (H2O2) bir çözeltisidir. Fenton reaktifi, trikloroetilen (TCE) ve tetrakloroetilen (perkloroetilen, PCE) gibi organik bileşikleri yok etmek için kullanılabilir. 1890'larda Henry John Horstman Fenton tarafından analitik bir reaktif olarak geliştirilmiştir.[1][2][3]

Genel bakış

Demir (II), bir hidroksil radikali ve bir hidroksit iyonu oluşturarak hidrojen peroksit tarafından demir (III)'e oksitlenir. Demir (III) daha sonra başka bir hidrojen peroksit molekülü tarafından tekrar demir (II)'ye indirgenir ve bir hidroperoksil radikali ve bir proton oluşturur. Net etki, yan ürün olarak su (H+ + OH−) ile iki farklı oksijen radikali türü oluşturmak için hidrojen peroksitin orantısız olmasıdır.

   

Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + HO• + OH−

 

 

 

 

(1)

   

   

Fe3+ + H2O2 → Fe2+ + HOO• + H+

 

 

 

 

(2)

   

   

2 H2O2 → HO• + HOO• + H2O

 

 

 

 

(net reaksiyon: 1+2)

   

Bu işlem tarafından üretilen serbest radikaller daha sonra ikincil reaksiyonlara girer. Örneğin, hidroksil güçlü, seçici olmayan bir oksitleyicidir.[4] Bir organik bileşiğin Fenton reaktifi tarafından oksitlenmesi hızlı ve ekzotermik olup kirleticilerin öncelikle karbondioksit ve suya oksitlenmesiyle sonuçlanır.

Reaksiyon (1), Haber ve Joseph Joshua Weiss tarafından 1930'larda Haber–Weiss reaksiyonu olacak denklemin parçası olarak önerildi.[5]

Demir (II) sülfat genellikle demir katalizörü olarak kullanılır. Redoks döngüsünün kesin mekanizmaları belirsizdir ve organik bileşiklerin OH• olmayan oksitleyici mekanizmaları da önerilmiştir. Bu nedenle, belirli "Fenton reaksiyonu" yerine "Fenton kimyası"nın tartışılması uygun olabilir.

Elektro-Fenton işleminde, hidrojen peroksit oksijenin elektrokimyasal indirgemesinden "yerinde" üretilir.[6]

Fenton reaktifi ayrıca organik sentezde, benzenin'in fenol'e klasik dönüşümü gibi bir radikal yerine koyma reaksiyonunda aren'lerin hidroksilasyonu için kullanılır.

   

C6H6 + FeSO4 + H2O2 → C6H5OH

 

 

 

 

(3)

   

Bir örnek hidroksilasyon reaksiyonu, barbitürik asit'in aloksan'a oksitlenmesini kapsar.[7] Reaktifin organik sentezdeki bir başka uygulaması alkanların eşleşme reaksiyonlarıdır. Örnek olarak tert-butanol Fenton reaktifi ve sülfürik asit ile 2,5-dimetil-2,5-heksandiol'e dimerize edilir.[8] Fenton reaktifi de su arıtma ve toprak iyileştirme için çevre biliminde çok kullanılır. Çeşitli tehlikeli atık suların Fenton reaktifi aracılığıyla etkin bir şekilde bozunduğu raporlandı.[9]

Dış bağlantılar

Kaynakça

  1. ^ Koppenol, W. H. (1 Aralık 1993). "The centennial of the Fenton reaction". Free Radical Biology and Medicine. 15 (6): 645-651. doi:10.1016/0891-5849(93)90168-t. PMID 8138191. 
  2. ^ Fenton, H. J. H. (1894). "Oxidation of tartaric acid in presence of iron". Journal of the Chemical Society, Transactions. 65 (65): 899-911. doi:10.1039/ct8946500899. 3 Haziran 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Haziran 2022. 
  3. ^ Hayyan, M.; Hashim, M. A.; Al Nashef, I. M. (2016). "Superoxide ion: Generation and chemical implications". Chemical Reviews. 116 (5): 3029-3085. doi:10.1021/acs.chemrev.5b00407. PMID 26875845. 
  4. ^ Cai, Q.Q.; Jothinathan, L.; Deng, S.H.; Ong, S.L.; Ng, H.Y.; Hu, J.Y. (2021). "Fenton- and ozone-based AOP processes for industrial effluent treatment". Advanced Oxidation Processes for Effluent Treatment Plants. ss. 199-254. doi:10.1016/b978-0-12-821011-6.00011-6. ISBN 978-0-12-821011-6. 
  5. ^ Haber, F.; Weiss, J. (1932). "Über die katalyse des hydroperoxydes" [On the catalysis of hydroperoxides]. Naturwissenschaften. 20 (51): 948-950. Bibcode:1932NW.....20..948H. doi:10.1007/BF01504715. 
  6. ^ Casado, Juan; Fornaguera, Jordi; Galan, Maria I. (January 2005). "Mineralization of aromatics in water by sunlight-assisted electro-Fenton technology in a pilot reactor". Environmental Science and Technology. 39 (6): 1843-1847. Bibcode:2005EnST...39.1843C. doi:10.1021/es0498787. PMID 15819245. 5 Ekim 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Haziran 2022. 
  7. ^ Brömme, H. J.; Mörke, W.; Peschke, E. (November 2002). "Transformation of barbituric acid into alloxan by hydroxyl radicals: interaction with melatonin and with other hydroxyl radical scavengers". Journal of Pineal Research. 33 (4): 239-247. doi:10.1034/j.1600-079X.2002.02936.x. PMID 12390507. 
  8. ^ "α,α,α',α'-TETRAMETHYLTETRAMETHYLENE GLYCOL". Organic Syntheses. ; Collective Volume, 5, s. 1026 
  9. ^ Cai, Q. Q.; Lee, B. C. Y.; Ong, S. L.; Hu, J. Y. (15 Şubat 2021). "Fluidized-bed Fenton technologies for recalcitrant industrial wastewater treatment–Recent advances, challenges and perspective". Water Research. 190: 116692. doi:10.1016/j.watres.2020.116692. PMID 33279748. 
 Bu madde bir . Bu maddeyi geliştirerek veya özelleştirilmiş birini koyarak Vikipedi'ye katkıda bulunabilirsiniz.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Sodyum</span> atom numarası 11 olan kimyasal element

Sodyum, periyodik cetvelde Na simgesi ile gösterilen ve atom numarası 11 olan element. Sodyum yumuşak ve kaygan bir metal olup alkali metaller grubuna aittir. Doğal bileşiklerin içinde bol miktarda bulunur. Yüksek oranda reaktiftir, sarı bir alevle yanar, su ile şiddetli reaksiyon verir ve havada hızla oksitlenir. Dolayısıyla, vazelin, gazyağı gibi hava ve su ile temasını kesecek bir ortamda saklanması gerekir.

Kemosentez, ışık enerjisi olmadan organik madde üretilmesidir. Gereken enerji; demir, kükürt, hidrojen veya azot gibi inorganik bileşiklerin veya metanın oksitlenmesiyle elde edilir.

<span class="mw-page-title-main">Redoks</span> Atomların oksidasyon durumlarının değiştiği kimyasal reaksiyon

Redoks atomların oksidasyon durumlarının değiştiği bir tür kimyasal reaksiyondur. Redoks reaksiyonları, kimyasal türler arasında elektronların fiili veya biçimsel aktarımı ile karakterize edilir, çoğunlukla bir tür oksidasyona, diğer türler indirgemeye uğrar. Elektronun çıkarıldığı kimyasal türlerin indirgenmiş olduğu söyleniyor. Başka bir deyişle:

<span class="mw-page-title-main">Radikal (kimya)</span>

Kimyada radikaller eşleşmemiş elektronu olan atom, molekül veya iyonlardır. Bu eşleşmemiş elektronlar genelde son derece reaktiftir. Radikaller, yanma, atmosfer kimyası, polimerleşme, plazma kimyası, biyokimya ve pek çok başka kimyasal süreçte önemli rol oynar. Örneğin, insan fizyolojisinde, süperoksit ve azot oksit, damar tonusu gibi pek çok biyolojik süreci düzenler. Radikal ve serbest radikal terimleri genelde eşanlamlı kullanılmakla beraber, bir radikal bir çözelti kafesi içinde hapsolmuş veya başka bir moleküle bağlanmış durumda olabilir. 1900'de Michigan Üniversitesi'nde Moses Gomberg tarafından betimlenen trifenilmetil radikali, ilk tespit edilmiş organik serbest radikal olmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Yükseltgen madde</span>

Yükseltgen madde bir yükseltgenme-indirgenme (redoks) reaksiyonunda başka bir türden bir elektron alan element ya da bileşiktir. Yükseltgen maddelerin elektron kazandıklarından dolayı indirgendikleri söylenebilir.

<span class="mw-page-title-main">Alüminyum hidrür</span>

Alüminyum hidrür (ayrıca bilinen adıyla alan veya alüman), formülü AlH3 olan inorganik bileşik. Renksiz, piroforik ve katı bir maddedir. Araştırma laboratuvarlarının dışında nadiren karşılaşılmasına rağmen, alan ve türevleri organik sentezlerde indirgen madde olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Sodyum bromür</span>

Sodyum bromür, NaBr formülüne sahip inorganik bir bileşiktir. Yüksek erime noktasına sahip beyaz kristal yapısıyla sofra tuzuna benzemektedir. Genellikle bromür iyonu kaynağı olarak çeşitli alanlarda kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Enantiyoselektif sentez</span>

Enantiyoselektif sentez ya da asimetrik sentez, bir kimyasal sentez şeklidir. IUPAC, bir veya daha fazla yeni kiralite elementinin bir substrat molekülünde oluşturulduğu ve stereoizomerik ürünleri eşit olmayan miktarlarda üreten kimyasal reaksiyon olarak tanımlanır.

<span class="mw-page-title-main">Peroksit</span>

Peroksitler, R−O−O−R yapısına sahip bir grup bileşiktir. Bir peroksit içindeki O−O fonksiyonel grubu, peroksit grubu veya perokso grubu olarak adlandırılır. Oksit iyonlarının aksine, peroksit iyonundaki oksijen atomları -1 yükseltgenme seviyesine sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Hipobromöz asit</span> Kimyasal bileşik

Hipobromöz asit, kimyasal formülü HOBr olan çok zayıf ve kararsız bir asittir. Esas olarak sulu çözelti içinde üretilir ve işlenir. Dezenfektan olarak hem biyolojik hem de ticari olarak üretilir. Hipobromit tuzları nadiren katı madde olarak izole edilir.

<span class="mw-page-title-main">Nitrozilsülfürik asit</span> Kimyasal bileşik

Nitrozilsülfürik asit, NOHSO4 formülüne sahip bir kimyasal bileşiktir. Endüstriyel olarak kaprolaktam üretiminde kullanılan renksiz bir katıdır. Daha önce sülfürik asit üretmek için öncü oda işleminin bir parçasıydı. Bileşik, sülfürik asit ve nitröz asidin karışık anhidritidir.

<span class="mw-page-title-main">Bromöz asit</span> HBrO2 formüllü bir inorganik bileşik

Bromöz asit, HBrO2 formülüne sahip bir inorganik bileşiktir. Konjugat bazının -bromitlerinin- tuzları izole edilmiş olmasına rağmen, kararsız bir bileşiktir. Asidik çözeltide, bromitler broma ayrışır.

<span class="mw-page-title-main">Trioksidan</span>

Trioksidan, hidrojen trioksit veya dihidrojen trioksit olarak da adlandırılan, H[O]3H (H2O3 olarak da yazılır) kimyasal formülüne sahip bir inorganik bileşiktir. Kararsız hidrojen polioksitlerdendir. Sulu çözeltilerde, trioksidan su ve tekli oksijen oluşturmak için ayrışır:

Catal’ın reaktifi, demir (II) sülfatın hassas tespiti için kullanılan kimyasal bir bileşiktir ve 1- (Dodecylthio) antrasen-9,10-dion adı verilen bir tiyoantrakinon türevinden oluşur. Catal’ın reaktifi 2019 yılında Tunç Çatal tarafından keşfedilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Nitro bileşiği</span>

Nitro bileşikleri, bir veya daha fazla nitro fonksiyonel grubu (−NO2) içeren organik bileşiklerdir. Nitro grubu, dünya çapında kullanılan en yaygın eksplosoforlardan (bileşiği patlayıcı madde yapan fonksiyonel grup) biridir. Nitro grubuda güçlü bir elektron çeken gruptur. Bu özellik nedeniyle, nitro grubuna alfa (bitişik) olan C-H bağları asidik olabilir. Aynı nedenden dolayı, aromatik bileşiklerde nitro grubunun varlığı elektrofilik aromatik sübstitüsyonu yavaşlatsa da nükleofilik aromatik sübstitüsyonu kolaylaştırır. Nitro grupları, doğada nadiren bulunur ve nitrik asit ile başlayan nitrolama reaksiyonları tarafından neredeyse her zaman üretilir.

<span class="mw-page-title-main">Grignard reaktifi</span> Organik sentezlerde kullanılan organometalik bileşik

Bir Grignard reaktifi veya Grignard bileşiği, X'in bir halojen ve R'nin normalde bir alkil veya aril olduğu organik bir grup olduğu genel formül R−Mg−X'e sahip kimyasal bir bileşiktir. İki tipik örnek, metilmagnezyum klorür Cl−Mg−CH
3 ve fenilmagnezyum bromür (C
6H
5)−Mg−Br'dir. Organomagnezyum bileşiklerinin bir alt sınıfıdır.

Tetrafloroetilen (TFE), C2F4 kimyasal formülüne sahip bir florokarbondur. En basit perflorlu alkendir. Bu gaz hâldeki türler öncelikle floropolimerlerin endüstriyel hazırlanmasında kullanılır. En çok bilinen polimeri PTFE'dir (Teflon).

Sübstitüsyon reaksiyonu, kimyasal bileşikteki bir fonksiyonel grubun başka bir fonksiyonel grup ile değiştirildiği kimyasal bir reaksiyondur. Yer değiştirme reaksiyonları organik kimyada çok önemlidir. Organik kimyadaki ikame reaksiyonları, reaksiyonda yer alan bir reaktif ara maddenin bir karbokatyon, bir karbanyon veya bir serbest radikal olup olmadığına ve substratın alifatik veya aromatik olup olmadığına bağlı olarak ilgili reaktife bağlı olarak elektrofilik veya nükleofilik olarak sınıflandırılırlar. Bir reaksiyon türünün ayrıntılı olarak anlaşılması, bir reaksiyondaki ürün sonucunun tahmin edilmesine yardımcı olur. Ayrıca, sıcaklık ve çözücü seçimi gibi değişkenlere göre bir reaksiyonu optimize etmek için de yararlıdır.

İlaç metabolizması, ilaçların canlı organizmalar tarafından, genellikle özel enzimatik sistemler aracılığıyla metabolik olarak parçalanmasıdır. Daha genel olarak, ksenobiyotik metabolizması, herhangi bir ilaç veya zehir gibi bir organizmanın normal biyokimyasına yabancı bileşikler olan ksenobiyotiklerin kimyasal yapısını değiştiren metabolik yollar kümesidir. Bu yollar, tüm büyük organizma gruplarında bulunan bir biyotransformasyon şeklidir ve antik kökenli olduğu düşünülmektedir. Bu reaksiyonlar genellikle zehirli bileşiklerin detoksifikasyonunu sağlar. İlaç metabolizmasının incelenmesine farmakokinetik denir.

Serbest radikal reaksiyonu, serbest radikal içeren herhangi bir kimyasal reaksiyondur. Bu reaksiyon türü organik reaksiyonlardasıkça geçer. Serbest radikal reaksiyonlarına ilişkin iki öncü çalışma, Moses Gomberg (1900) tarafından trifenilmetil radikalinin keşfi ve 1927'de Friedrich Paneth tarafından açıklanan kurşun ayna deneyi olmuştur. Bu son deneyde tetrametilkurşun, yüksek sıcaklıklarda bir kuvars tüp içinde metil radikallerine ve elementel kurşuna ayrışır. Gaz hâldeki metil radikalleri, bir taşıyıcı gaz içinde odanın başka bir kısmına taşınır ve burada yavaş yavaş kaybolan bir ayna filmi içinde kurşunla reaksiyona girer.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.