III Một số đặc trưng về quá trình của sản xuất formaldehyde dùng xúc
2 Cơ chế của quá trình:
Với xúc tác bạc ở điều kiện thường thì sự oxy hóa là khó khăn, song ở điều kiện nào đó thì nó vẫn xảy ra, và sự oxy hóa này xảy ra từng bậc đối với oxy
Sự cho nhận điện tử xảy ra theo từng bậc như sau :
O2 + e → O2- là ô trống của obitan phân tử kim loại O2- + e → O22-
O2 2- + e → 2O2-
O- + e → O2-
Theo Boreckop thì vận tốc phản ứng với xúc tác không có mặt của oxy nhỏ hơn xúc tác có mặt của oxy và trong điều kiện nào đó thì người ta phát hiện ra trạng thái O3- và O4-
Với xúc tác bạc thì oxy hấp phụ trên xúc tác bạc tinh thể và trên bề mặt xảy ra sự trao đổi điện tử
O2 + 4Ag → 4 Ag+ + 2O2-
O2 + Ag → Ag+ + O-
Từ O2- có thể xảy ra theo từng bậc để đến O2- là tác nhân nucleophyl mạnh
Mặt khác, do cấu tạo của metanol H
H
Sự phân cực mạnh dẫn tới nguyên tử cacbon bị dương hóa nhiều hơn mà tác nhân O2- là tác nhân nucleophyl mạnh hơn OH- dẫn tới O2- tấn công vào cacboncation theo sơ đồ sau :
H H-C-O-H
H O2-
O2- vào rồi đẩy nhóm -OH ra, song do sự chênh lệch độ âm điện không nhiều cho nên khi tạo thành formaldehyde, nhóm -OH ở dạng H[CH2O]n OH
Khi O2- tấn công vào phân tử metanol thì cả 3 hydro đều linh động, song hydro ở xa nhất linh động hơn sẽ rơi ra và mang thêo một điện tử :
H
H C O-
H
Lúc này nguyên tử cacbon còn một điện tử tự do cùng với oxy tạo liên kết mới là liên kết π
H π
C = O H