硅氢加成反应用铂催化剂的研究进展_管雁

硅氢加成反应用铂催化剂的研究进展_管雁
硅氢加成反应用铂催化剂的研究进展_管雁

第21卷第2期化学研究中国科技核心期刊2010年3月CH EM ICA L R ESEA RCH hx y j@https://www.360docs.net/doc/0212343759.html,

硅氢加成反应用铂催化剂的研究进展

管雁1,2,吴清洲1,陈关喜1*,冯建跃1,莫卫民2

(1.浙江大学分析测试中心,浙江杭州310027; 2.浙江工业大学化学工程与材料学院,浙江杭州310014)

摘要:系统综述了铂催化剂体系研究的几个主要发展阶段及目前存在的问题;介绍了铂催化烯烃硅氢加成反

应合成有机硅的机理.指出有机硅产品在我们的生活和生产中越来越重要,是不可或缺的化工材料;不饱和烃

的硅氢加成反应是合成有机硅的重要途径之一,主要利用过渡金属作为催化剂进行加成.

关键词:硅氢加成反应;铂;催化剂;反应机理;研究进展

中图分类号:O643.3文献标识码:A文章编号:1008-1011(2010)02-0100-06 Research Progress of P-t Catalyst for Hydrosilation

GU AN Yan1,2,WU Qing-zhou1,CH EN Guan-x i1*,FENG Jian-y ue1,MO We-i min2

(1.Center of A nalysis and Measurement,Zhej iang U niv ersity,H angz hou310027,Zhej iang,China;

2.College of Chemic al Engineering and Material Science,Zhej iang University of Technology,H angz hou310014,Zhej iang,China)

Abstract:A rev iew is provided of the r esearch pr ogress of Pt-catalyst fo r hydrosilation.Several

important developm ent stag es of Pt-cataly st system are sum marized,and the existing problems

in Pt-cataly st sy stem are discussed.M oreover,the mechanism of synthesizing or ganic silicon

via hy dro silatio n reactio n of alkene catalyzed w ith Pt-catalysts is intro duced.It is po inted out

that o rganic silicon pr oducts,as indispensable chemical raw m aterials,play a more and mo re

important r ole in our daily life and production.A nd hydrosilation is one of the m ajo r ro utes to

sy nthesizing o rganic silicon compounds,w ith w hich transition m etals are usually used as cata-

lysts to pro mote additio n reactio ns.

Keywords:hydrosilation;Pt;cataly st;reactio n mechanism;resear ch prog resses

随着有机碳化学的发展,以及SiF4、SiCl4、SiH4的相继出现,极大地激发了人们对与碳处于同一主族的硅进行深入研究的兴趣,以期获得与碳化学相似的新型硅材料.于是,化学家们开始了探索纯硅化学以及硅-碳结合的化学.

现在,有机硅化合物及由其制得的有机硅材料品种众多,性能优异,并已在工农业生产、新兴技术、国防军工、医疗卫生以及人们的日常生活中获得广泛的应用,有机硅产品业已成为化工新材料中发展最快的品种之一,是社会和人们发展生产和改善生活不可或缺的化工材料.

1硅氢加成反应

1.1碳官能有机硅烷及制备方法

碳官能有机硅烷是一类硅原子上连接了含非水解性活性基团)))烃基的有机硅化合物,同时硅原子上还可连接有机基团及可水解基.它具有新的反应活力,并赋予产品优异的物理化学特性,特别是在改善两种

收稿日期:2009-10-29.

作者简介:管雁(1984-),女,硕士生,主要从事有机硅的合成与分析.*通信联系人,E-m ail:gu anx i@https://www.360docs.net/doc/0212343759.html,.

第2期管雁等:硅氢加成反应用铂催化剂的研究进展101

不同性能材料间的粘接,实现弹性偶联,从而有效提高制品的机械、电气及耐老化等性能方面具有特殊的意义.它们已成为连接有机与无机以及有机硅与非有机硅材料的桥梁.

制备碳官能团有机硅的方法主要有[1]:

(1)直接合成法:在加热及铜催化剂作用下,卤代烷烃直接与硅粉反应,一步得到有机硅.此方法适合工业化生产,但产物单一.

(2)有机金属化合物法:含烃基的有机金属试剂,与含S-i X(X为卤素)键或Si-OR键的硅烷进行取代反应,使烃基与硅原子连结.此方法在产物中能引入特殊官能团,但由于要用到大量有机溶剂,不适合工业化生产.

(3)热缩合法:含硅氢键的化合物,在高温(>450e)下可与烷烃,特别是与氯代烷烃发生脱H2或脱

H Cl的缩合反应,使链烃基与硅原子连结.此反应简单,但要求的温度高,且只适合于某几个反应,应用狭隘.

(4)硅氢加成法:含有硅氢键的有机硅化合物和不饱和烃在催化剂的作用下进行加成反应.其中硅氢加成反应是制备碳官能团有机硅单体和有机硅聚合物的重要手段,许多含官能团的有机硅单体和有机硅聚合物都是通过该反应合成的.与其他方法相比,硅氢加成可以合成的产物品种最丰富,且具有反应温和,易于控制,副反应少,产物纯净等优点,因此硅氢加成反应是有机硅化学中研究最多、应用最广的一类反应.六十多年来,碳-碳和碳-杂原子多重键的硅氢加成反应不仅在实验室得到广泛研究,还已经广泛应用于工业生产领域.

1.2硅氢加成的催化剂

对硅氢加成反应具有催化活性的物质多为?族金属的化合物或络合物,后来的一些研究表明,×族金属化合物和一些稀土金属化合物对硅氢加成反应也具有较好的催化活性,常用的金属有铂、钯、铑、钌、铜、铁、锰、镍、钴、钨、钼、锕系和镧系金属.

自1947年Som mer等[2]发现硅氢加成反应以来,人们已对此反应特别是对过渡金属催化的硅氢加成反应进行了大量的研究,并取得了很大进展[3,4].但由于反应选择性不高,尤其是在一些体系中难以避免不饱和化合物的聚合反应发生,使得其应用受到许多限制,对此科学家围绕该反应展开了一系列研究.

目前,在硅氢加成反应催化剂的研究中,铂催化剂是研究最全面、应用最广的一类催化剂.本文主要介绍铂催化剂的研究进展.

2铂催化剂的研究进展

2.1第一阶段:过渡金属催化剂的发现

用铂等金属及其盐作为硅氢加成的催化剂在很多专利中提及,最早涉及此方面研究的是一篇法国专利[5],它称可以从元素周期表的IIIA、IVA、IB和IIB族中选择元素,用它们的化合物及其盐可以作为硅氢加成反应的有效催化剂,VIII族中的金属及其盐也能有效地催化硅氢加成反应,但是该文献并没有给出具体的例子.1953年,Wagner和Stro ther对铂作为催化剂进行了详细的研究[6],报道称用铂黑、铂石棉和铂硅都能有效地催化烯烃和三氯硅烷的加成反应.随后,Wagner报道[7]指出把铂吸附到炭上有超乎寻常的催化活性,它能催化三氯硅烷和乙炔、乙烯、丁二烯、氯丙烯和偏氟乙烯的加成反应,有的反应在130e就能进行,但大多数反应只有在高温下才能进行.

虽然确定了过渡金属能有效地催化硅氢加成反应,但是由于存在催化剂用量大、催化选择性不高、转化率低等缺陷,该反应并不适合投入工业生产.因此,人们寻求一种理想的催化剂,它能使官能团加成到预想位置,且过程温和,反应温度足够低以减少副反应的发生.

2.2第二阶段:均相催化剂的发现

1957年,Speier[8]发现氯铂酸水合物(H2PtCl6#6H2O)的异丙醇溶液可以催化硅氢加成反应,是一种非常有效的均相硅氢加成反应催化剂(后被命名为Speier催化剂).在此之前,硅氢加成反应通常采用过氧化物和贵金属作催化剂,使用这类催化剂时存在收率低、相容性差等问题,Speier催化剂的发现极大地提高了硅氢加成反应的收率和反应速度.

但是,Speier催化剂仍然存在催化剂用量大,对目标产物的选择性较低,且对有些反应不具有催化活性

102化学研究2010年

等缺点.研究发现,加入一些助剂能够提高硅氢加成反应的速率和选择性.但是,这些对硅氢加成有利的助剂种类各异,以至于无法确定哪种结构或性质的助剂对反应起到了促进作用.甚至难以确定一种助剂确切对哪个特定的反应起作用,因为反应还和硅氢试剂、不饱和试剂以及催化剂的结构和性质有关.如:弱碱性胺(如吩噻嗪)可以促进三氯硅烷和氯丙烯的加成反应[9],但是甲基二氯硅烷和氯丙烯反应则需要一种碱性较强的胺(如三丁基胺)才对反应有促进作用[10],碱金属碳酸盐或重碳酸盐的存在有利于烯丙基胺和烷氧基硅烷反应[11].其它的助剂还有:磷化氢、氧气[12]、含氧的有机物包括醛和不饱和酮[13-14]、有机或无机的锡钴化合物以及其他的一些有机物如醇、二醇、醚、酯[14]等等.很多助剂都可以促进硅氢加成反应,但是这些助剂的用途却很狭隘,大多只能对一种硅氢试剂与一种不饱和试剂发生的一种反应起作用.

副反应的发生也会降低反应的产率和选择性,如聚合反应和异构化.人们想提高反应产率、速率及选择性,就要减少这些副反应的发生.某些助剂的加入可以减少一些副反应的发生,如:在用铂催化三甲氧基硅烷和环氧烯烃的加成反应时,加入甲醇可以有效减少B-异构体的产生[15].

2003年,Westmeyer提出[16],在用铂做催化剂催化硅氢加成反应时,加入一种弱亲核性质的胺,如:苯胺、吩噻嗪、嘧啶等,可提高多数烯烃硅氢加成反应的产率.

2.3第三阶段:零价催化剂的发现

1973年,Karstedt发现了零价铂络合物催化剂[17],大大提高了铂催化剂在硅氢加成反应中的催化效率及应用范围.零价铂络合物催化剂通常称为Karstedt催化剂,是在醇中用铂卤化物和Si上连有乙烯基的硅氧烷或聚硅氧烷反应,然后用碳酸钠中和、苯洗涤后制得的铂配合物.

Speier催化剂和Karstedt催化剂都是均相催化剂,但后者比前者的催化效率高,使用范围广且用量少,所以目前应用非常广泛.Karstedt催化剂的发现,是硅氢加成反应催化剂研究领域的又一重大进步.

目前广泛使用的均相铂催化体系难以从反应体系中分离回收,且腐蚀金属容器,对某些反应催化活性不高,诱导期不易控制,应用受到一定限制.

2.4第四阶段:负载型催化剂的发明

至今,人们对铂配合物催化剂及其催化硅氢加成反应的研究取得了一定的理论和实际应用成果,我国在这方面的研究异常活跃,一些成果已经达到国际先进水平.开发能克服上述均相催化剂缺点的负载型铂族金属配位催化剂,有着重要的工业价值,并已引起广泛的注意.

负载型铂配合物催化剂种类繁多,报道的主要有:硒醚铂配合物[18-20]、硫铂配合物[21-24]、硒杂冠醚铂配合物[25-28]、螯合型铂配合物[29]、富勒烯及其衍生物铂配合物[30-32]、烯丙基硅(氧)烷铂配合物[33]等.

这些非均相催化剂提高了催化剂的回收率及循环使用次数,但是,非均相催化剂大多仍存在催化效率不高、易失活、循环使用次数不多的缺点,所以,非均相催化剂有待于进一步的研究与改善,这也是当今研究的一大热点.

铂为贵金属,价格昂贵.要使硅氢加成反应实现工业化,必须降低使用催化剂的成本,措施之一是降低铂催化剂的用量,研究发现使用氯铂酸或铂络合物做催化剂可大大减少催化剂用量而达到有效的催化效果;其二是循环使用催化剂,现在有很多人研究的把铂负载到担体上制成非均相催化剂,提高了催化剂的回收率及循环使用次数.但是,这两方面的研究仍然存在各自的缺陷,还有待完善.

3硅氢加成反应机理

3.1自由基加成机理

因为Si-H键键能相对于C-H键键能要低,所以早期的报道认为硅氢加成反应为自由基加成机理,因为此原因,早期的硅氢加成反应和机理方面的探索都致力于自由基引发加成反应的研究.硅氢加成反应的自由基引发过程类似于硼氢化物与烯烃的加成,且为反马氏加成[34-35].

硅氢化合物可在紫外光照射或高温条件下产生自由基引发反应,也可直接加入过氧化物等作为自由基引发剂,达到硅氢加成反应的目的[1].但是,由于自由基加成反应选择性不高,副反应多,特别是在一些体系中不可避免的发生不饱和烃聚合等,所以使用受到限制,现在已较少研究.

3.2配位加成机理

近二十年来,对新型硅氢加成反应催化剂的研究取得了较大进展,在催化剂研究发展的同时,有关硅氢

第2期管雁等:硅氢加成反应用铂催化剂的研究进展103

加成反应催化机理的研究也取得了一定的进展.一般认为,过渡金属催化剂催化硅氢加成反应属于配位加成机理,目前人们对此反应的机理主要持两种观点:一种为Chalk-H arrad机理[36];另一种认为真正的催化活性物种是/胶体铂0,以Pt(COD)Cl2等催化剂为代表[38].

3.2.1Chalk-H arrad机理

1965年,Chalk和H ar rad共同提出了硅氢加成反应的Chalk-H ar rad机理[36],基于对氯铂酸的研究,从分子水平探讨催化硅氢加成反应机理,提出了过渡金属络合物催化硅氢加成反应的机理.由于该机理比较合理、系统,所以也为其他过渡金属络合物的催化机理提供了理论依据.

图1Chalk-Har rad机理示意图

F ig.1T he schemat ic diag r am f or the Chalk-H arrad mechanism

该机理认为过渡金属催化剂先与烯烃结合,形成过渡金属-烯烃配合体,再由硅氢试剂进攻,进行加成,得到硅氢加成产物.该反应历程同时还解释了烯烃的异构化、低聚反应及还原消除反应等副反应,如图1所示,当k3>k-2时,烯烃不会产生异构化,而当k-2>k3时,异构化就会产生了.Chalk和H arrad还提到在烯烃进行硅氢加成反应时需要O2及反应液会出现黄色,但对O2是如何起作用以及反应液为何会有颜色的变化等,没有给出解释.

3.2.2胶体铂机理

随着具有高催化活性的Karstedt催化剂的出现,说明零价铂络合物是硅氢加成反应的有效催化剂,这时无法用Chalk-H arrad机理来解释了,人们开始探索新的反应机理.

20世纪80年代,Lew is等人对硅氢加成反应的催化剂进行了深入的研究[37],并用透射电镜分析硅氢加成反应后的溶液时,发现了胶体铂的存在,于是提出了胶体铂机理.该机理认为在反应中真正起催化作用的是胶体铂,胶体铂是由三乙氧基硅烷还原形成,反应历程如图2所示.

胶体铂机理主要内容为:

(1)铂反应有明显的诱导期,是因为反应前先要形成真正起催化作用的胶体.

(2)反应出现Chalk-H arrad机理中提到的/特征性黄色0,是因为胶体铂的形成,随着胶体铂分子量的增大,颜色越来越深.

(3)硅氢试剂先与胶体铂结合形成中间体2,再由烯烃进攻2进行硅氢加成(这正好与Chalk-H ar rad机理相反).

(4)在进行加成反应时,中间体2可看作是一个亲核试剂,不饱和烃则是亲电试剂,所以当硅氢试剂上连有吸电子基团而不饱和烃上连有供电子基团时,更容易进行加成反应.

(5)O2在反应中实际上起到的是一个助催化剂的作用,在反应中并没有消耗掉.

综上可见,这两个机理的共同点是催化剂都要先和一种试剂反应形成中间体,再由另一种试剂进攻这个中间体得到硅氢加成产物.但是,这两个机理也存在截然不同的观点,Chalk-H arrad机理认为催化剂先与烯烃配位形成中间体,再由硅氢试剂进攻这个中间体完成加成反应;而胶体铂机理认为催化剂先与硅氢试剂配位形成中间体,再由烯烃进攻这个中间体完成加成反应.

104 化 学 研 究2010年

这两个机理各自解释了硅氢加成反应中出现的一些现象,

但又不能解释所有的现象.因此,硅氢加成反应机理还有待于进一步的研究和完善,只有弄清硅氢加成反应的微观机理,才能有助于新型、高效催化剂的筛选.

图2 胶体铂机理示意图F ig.2 T he schemat ic diagr am for t he P t -colloid mechanism 4 结论与展望

自发现过渡金属铂可催化硅氢加

成反应以来,科学家围绕该反应展开

了反应机理、催化剂筛选、提高产率以

实现工业化等一系列研究.随着科技

的进步,这些研究都有了不同程度的

进展,如反应机理和反应现象方面大

多有了合理的解释,工业化方面产率

也得到了相当大的提高,催化剂的用

量和循环再生方面也有了较大的进

展.

然而,随着有机硅产业化的发展,

该反应研究所存在不完善的地方逐渐

显现出来.如反应机理方面,有些问

题还存在争议及不能解释的地方.另

外,尤为重要的一点是,该反应的工业

化成本太高等难题有待于更好地解

决.

相信通过不断的努力,通过进一

步研究铂催化剂及其催化硅氢加成反

应的催化机理,找到具有用量少、活性

高、选择性好且易从反应体系中分离的可重复使用的催化剂,可以使该反应的研究更加完善,并推动整个有机硅产业化的快速发展.

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稀盐酸和氢氧化钠溶液反应判断

稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的判断摘要:在教学过程中出现学生的思维和教师的课堂设计不一致的时候,如何还课堂于学生,让学生成为课堂学习的主人,笔者在此做了一些尝试。 关键词:意料之外;方案;实验;交流;拓展;反思 【课堂出现意料之外的情况】 在学习沪教版化学九年级第七章第三节“酸和碱反应”的内容时,我向学生出示稀盐酸和氢氧化钠溶液后提问:这两种溶液分别是什么颜色?它们分别是什么类别物质的溶液?它们各自可以和 哪些物质发生反应?这些问题学生都较好地回答出来。我再问:它们之间是否能够发生化学反应?对于这一问,学生不能准确地回答了。我提示到,解决这个问题,较好的方法就是进行实验。于是取样后将两种溶液混合,学生观察到无明显现象。我继续提问:它们混合后无明显现象,是否说明它们没有发生化学反应?学生都回答说:不一定。这时我引导学生思考,你有没有什么方法来判断稀盐酸和氢氯化钠溶液是否发生了反应?学生纷纷议论,有的同学建议使用指示剂或ph试纸,也有的同学建议使用铁、镁等较活泼金属,还有的同学建议使用氧化铜、氧化铁等金属氧化物,也有学生认为可以使用碳酸钠、碳酸钙、硫酸铜、氯化铁等盐进行判断。在本节刚上课复习盐酸和氢氯化钠的性质时,我就特别强调稀盐酸和氢氯化钠溶液与指示剂作用时呈现出不同的颜色现象。所以我以为当我问这个问题时,学生会一致地想到使用指示剂来判断,这样很轻松

很自然地就可以按照课本的内容进行稀盐酸和氢氯化钠溶液反应 的实验演示,进一步介绍“中和反应”并以此展开学习。但从同学们的反应来看,他们对于盐酸和氢氯化钠的性质各自有了一定的认识,为了加深对于酸、碱知识的理解,我决定因势利导,不急于去讲授“中和反应”一节,而是布置学生课后根据自己的想法自由组合,分成小组讨论研究,并设计出相关实验方案,安排下一节课去实验室通过分组实验对各小组方案进行探究。 【设计方案】 课后学生将各自设计的实验方案上交,我请实验老师于第二节课安排好各组实验所需要的实验用品。 方案一:使用指示剂来判断。 方案二:使用ph试纸来判断。 方案三:使用镁、铝、锌、铁等较活泼金属来判断。 方案四:使用氧化铜或氧化铁来判断。 方案五:使用碳酸钠或碳酸钙来判断。 方案六:使用硫酸铜或氯化铁来判断。 方案七:使用氯化铵或硫酸铵来判断。 【学生分组进行实验】 第二节课,按照学生课前设计的实验方案,我把学生分为七个小组,自由组合分组进行实验探究。 1.向盛有氢氧化钠溶液(或稀盐酸)的试管中滴加2~3滴紫色石蕊试液或无色酚酞试液,再逐滴加入稀盐酸(或氢氧化钠溶液),

二氧化碳与氢氧化钠反应的混合物与盐酸的反应计算

二氧化碳与氢氧化钠反应的混合物与盐酸的反应计算 课前预习: 1.一定量的CO2 与NaOH溶液充分反应后,将所得溶液小心蒸干,得到的固体混合物可能有哪些? 2.已知两瓶失去标签的试剂分别为盐酸和碳酸钠,不用任何试剂,能否鉴别这两种试剂?若能鉴别,如何操作? 预习检测: 1.将标准状况下11.2l的CO2通入到500ml0.8 mol·L-1的NaOH溶液充分反应后,将所得溶液小心蒸干,得到的固体物质有哪些?各多少mol? 2.将1升1.5 mol·L-1盐酸逐滴加入到1升1.0 mol·L-1 Na2CO3中,产生的CO2在标准状况下为多少升?若将1升1.0 mol·L-1 Na2CO3逐滴加入到1升1.5 mol·L-1盐酸中产生的CO2在标准状况下为多少升?

自主探究: 1.将1升1.0 mol·L-1盐酸逐滴加入到1升1.0 mol·L-1 Na H CO3中,产生的气体与加入盐酸的体积的关系用图表如何表示?试完成以下图表: 2.将1升1.0 mol·L-1盐酸逐滴加入到1升1.0 mol·L-1Na2CO3中,产生的气体与加入盐酸的体积的关系用图表如何表示?试完成以下图表:

V(HCl)L 3.将1升1.0 mol·L-1盐酸逐滴加入到1升1.0 mol·L-1Na2CO3和1升1.0 mol·L-1NaOH中,产生的气体与加入盐酸的体积的关系用图表如何表示? 4.将1升1.0 mol·L-1盐酸逐滴加入到1升1.0 mol·L-1Na2CO3和1升1.0 mol·L-1Na H CO3中,产生的气体与加入盐酸的体积的关系用图表如何表示?

硅氢加成反应用铂催化剂的研究进展_管雁

第21卷第2期化学研究中国科技核心期刊2010年3月CH EM ICA L R ESEA RCH hx y j@https://www.360docs.net/doc/0212343759.html, 硅氢加成反应用铂催化剂的研究进展 管雁1,2,吴清洲1,陈关喜1*,冯建跃1,莫卫民2 (1.浙江大学分析测试中心,浙江杭州310027; 2.浙江工业大学化学工程与材料学院,浙江杭州310014) 摘要:系统综述了铂催化剂体系研究的几个主要发展阶段及目前存在的问题;介绍了铂催化烯烃硅氢加成反 应合成有机硅的机理.指出有机硅产品在我们的生活和生产中越来越重要,是不可或缺的化工材料;不饱和烃 的硅氢加成反应是合成有机硅的重要途径之一,主要利用过渡金属作为催化剂进行加成. 关键词:硅氢加成反应;铂;催化剂;反应机理;研究进展 中图分类号:O643.3文献标识码:A文章编号:1008-1011(2010)02-0100-06 Research Progress of P-t Catalyst for Hydrosilation GU AN Yan1,2,WU Qing-zhou1,CH EN Guan-x i1*,FENG Jian-y ue1,MO We-i min2 (1.Center of A nalysis and Measurement,Zhej iang U niv ersity,H angz hou310027,Zhej iang,China; 2.College of Chemic al Engineering and Material Science,Zhej iang University of Technology,H angz hou310014,Zhej iang,China) Abstract:A rev iew is provided of the r esearch pr ogress of Pt-catalyst fo r hydrosilation.Several important developm ent stag es of Pt-cataly st system are sum marized,and the existing problems in Pt-cataly st sy stem are discussed.M oreover,the mechanism of synthesizing or ganic silicon via hy dro silatio n reactio n of alkene catalyzed w ith Pt-catalysts is intro duced.It is po inted out that o rganic silicon pr oducts,as indispensable chemical raw m aterials,play a more and mo re important r ole in our daily life and production.A nd hydrosilation is one of the m ajo r ro utes to sy nthesizing o rganic silicon compounds,w ith w hich transition m etals are usually used as cata- lysts to pro mote additio n reactio ns. Keywords:hydrosilation;Pt;cataly st;reactio n mechanism;resear ch prog resses 随着有机碳化学的发展,以及SiF4、SiCl4、SiH4的相继出现,极大地激发了人们对与碳处于同一主族的硅进行深入研究的兴趣,以期获得与碳化学相似的新型硅材料.于是,化学家们开始了探索纯硅化学以及硅-碳结合的化学. 现在,有机硅化合物及由其制得的有机硅材料品种众多,性能优异,并已在工农业生产、新兴技术、国防军工、医疗卫生以及人们的日常生活中获得广泛的应用,有机硅产品业已成为化工新材料中发展最快的品种之一,是社会和人们发展生产和改善生活不可或缺的化工材料. 1硅氢加成反应 1.1碳官能有机硅烷及制备方法 碳官能有机硅烷是一类硅原子上连接了含非水解性活性基团)))烃基的有机硅化合物,同时硅原子上还可连接有机基团及可水解基.它具有新的反应活力,并赋予产品优异的物理化学特性,特别是在改善两种 收稿日期:2009-10-29. 作者简介:管雁(1984-),女,硕士生,主要从事有机硅的合成与分析.*通信联系人,E-m ail:gu anx i@https://www.360docs.net/doc/0212343759.html,.

铝与盐酸及氢氧化钠溶液的反应3

金属的化学性质(3)---铝与盐酸及氢氧化钠溶液的反应 【学习目标】 1、学习铝与盐酸及氢氧化钠溶液的反应。 【学习重难点】 铝与NaOH溶液的反应 【课前预习】 1.将等量的镁片、铝片、铁片分别放入盐酸和氢氧化钠溶液中,观察现象。 我们发现,这些金属中只有铝既能和盐酸反应,又能和______反应,均能生成一种可燃性的气体——____________。 2【应用】铝制容器不宜蒸煮或长时间盛放酸性、碱性或咸的食物。 铝与盐酸能够反应 思考:能与酸反应是活泼和较活泼金属的通性,那么能不能与碱反应呢? 【课内探究】 【实验演示】铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应 现象 化学方程式 【练习】将上述化学方程式改成离子方程式 例:将2.8gFe放入足量盐酸中,Fe反应完全,问:Fe的物质的量是多少?生成氢气的体积是多少? 检测反馈 A类 1、铝具有较强的抗腐蚀性能,主要是因为() A. 与氧气在常温下不反应 B. 铝性质不活泼 C. 铝表面能形成一层致密的氧化膜 D. 铝既耐酸又耐碱 2、下列有关厨房铝制品的使用中,你认为合理的是() A.盛放食醋B.烧开水 C.用金属丝擦洗表面的污垢D.用碱水洗涤 3. 相同质量的两份铝,分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中,放出氢气的物质的量之比是() A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.1∶3 变式练习:6.将足量铝分别与一定量的盐酸和一定量的氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为() A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.1∶3 4、将一定量的Zn放入500mL的盐酸,充分反应后发现Zn无剩余,测得放出H2为5.6L(标况下),(1)试计算Zn的质量是多少? (2)假设反应后溶液体积无变化,问生成的溶液中ZnCl2的物质的量浓度是多少?

铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应

铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应 教学目标 1. 认识铝既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应。 2. 通过比较归纳,使学生了解金属的一般化学性质和特性,从而对金属的化学性质有一个整体的认识。 3. 掌握物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算方法和格式。 4. 培养学生综合运用知识和综合计算能力。 5. 培养学生创造性思维和研究问题的能力,激发学生的学习兴趣和探究热情。 教学重点 铝与NaOH溶液的反应。 教学难点 铝与NaOH溶液的反应。 教学时数 1课时。 教学用品 氢氧化钠溶液、盐酸、铝片,火柴、试管等。

1.下列物质中不能与NaOH溶液反应的是() A. Na B. Fe C. Al D. Cu 2.在铝和NaOH溶液的反应中,作为还原剂的是() A.水 B.铝 C.氢氧化钠 D.氢氧化钠和水 3.用铝箔包装0.1mol金属钠,用针扎一些小孔,放入水中,完全反应后,用排水取气法收集产生的气体,则收集到气体的为() A.O 2和H2的混合气体 B.0.05molH2 C.大于0.05molH2 D.小于0.05molH2气体 4.铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式正确的是() A. 2Al+2Na++2OH-+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ B. Al+OH-+H2O=AlO2-+3H2↑ C. 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ D. Al+2OH-+H2O=AlO2-+2H2↑ 5.铝具有较强的抗腐蚀性能,主要是因为() A.与氧气在常温下不反应 B.铝性质不活泼 C.铝表面形成一层氧化膜 D.铝耐酸耐碱 6. 等质量的钠、镁、铝分别与足量的盐酸反应,产生H2的质量由大到小排列顺序正确的是 A. Al、Mg、Na B. Mg、Al、Na C. Na、Mg、Al D. Na、Al、Mg 7. 相同质量的两块铝,分别和足量的稀H2SO4和NaOH溶液反应,产生气体的物质的量之比是() A.2︰3 B.3︰2 C.2︰1 D.1︰1 8. 请你设计至少两种方法除去细小的铁粉中混有的细小的铝粉(作简要说明)。 9. 天平两边各放一个烧杯,烧杯分别盛放同体积同浓度的盐酸(足量),调节天平达到平衡。将12g镁和12g铝分别放入两烧杯中,反应完毕后,哪一端还要放入多少克同种金属,反应完毕后天平才能平衡?铝那边

硅氢加成反应简介

硅氢加成反应简介 硅氢化加成反应制备杂化网络聚合物方法及原理 所谓硅氢化反应是指含Si–H硅化合物与不饱和的有机化合物发生加成反应上生成有机硅化合物的反应。 硅氢化反应一般采用以下三种方法[49, 50]: ①含Si–H化合物直接与烯烃或炔烃在300 ℃和100~500大气压下进行反应。此法涉及高温、高压,且得到的多为低聚体。 ②利用紫外线、γ射线或有机过氧化物等引发的自由基硅氢化加成反应。此法的问题是在发生硅氢化反应的同时可能发生烯烃或炔烃的自聚。 ③用过渡金属(Pt、Pd、Rh等)及其络合物催化硅氢化反应。这种方法反应条件温和,一般在室温或溶剂回流的条件下即可进行。其缺点是,催化剂较为昂贵,须在惰性环境下保存和使用。常用的催化剂包括H2PtCl6·6H2O、Pt(dvs)、Pt(dcp)、PdCl2、Pd(Ph3P)4(Ph为苯基)、RhCl(Ph3P)3、Co2(CO)8、Ni(CO)4、Cr(CO)6等。常用的溶剂为异丙醇、四氢呋喃、环己酮、乙二醇二甲醚和邻苯二甲酸二甲酯等。 目前,硅氢加成反应常采用第三种方法。其反应机理如图2.13所示,可见,硅氢加成反应主要由氧化加成、π-σ键重排插入和还原消去等几步组成。具体而言,以H2PtCl6 ·6H2O作催化剂为例,首先四价铂(Pt IV)与烯烃作用,被还原为零价Pt0,并生成铂烯络合物。然后,含Si–H化合物加成到铂烯络合物的铂上,经过π-σ重排插入反应,生成Pt─C键和C─H键。再经历还原消去,则生成硅氢加成反应的产物──硅烷,而被还原的铂烯络合物则可继续循环使用:

Pt IV H-SiR'3 + R Pt0 R Pt II R H 3 π-σ rearrangement Pt II SiR'3 R Reductive elimination Pt0 + R'3Si R R 图2.13 硅氢加成反应机理 Figure 2.13. The mechanism of hydrosilylation 本文采用第三种硅氢化反应方法,以四氢呋喃为溶剂、铂烯络合物Pt(dvs) (Platinum divinyltetramethyldisiloxane)为催化剂,在40 ℃下,利用T8H8分子八个顶角上的Si–H键与二烯单体的C=C双键发生硅氢化加成反应,将所有的POSS笼通过有机链连接起来,形成三维的、有机-无机杂化网络聚合物(见图2)。在此杂化聚合物中,有机成分(碳链)与无机成分(POSS笼)均匀分散,在POSS笼之间形成孔洞,为制备多孔低介电材料打下基础。 值得注意的是,在硅氢化反应时,在催化剂的作用下,Si–H能与水发生如下反应: (SiO)3Si-H+H2O+ H2 (SiO)3Si-OH (SiO)3Si-OH 2(SiO)3Si-O-Si(OSi)3+ H2O 如果上述反应发生,则直接影响硅氢化加聚反应的程度,进而改变聚合物的网络结构。因此,保证反应体系无水显得十分重要,反应体系所用溶剂、原料及反应容器必须充分脱水干燥,并且反应过程中也要防止泄露空气,为此我

化学人教版九年级下册探究氢氧化钠与盐酸反应的方法设计

验证氢氧化钠与盐酸反应的方法 同学们,在生活中我们经常会遇到这样的情况蜜蜂蛰伤、蚊虫叮咬时,在蚊子的口器中分泌出一种有机酸--蚁酸,在家庭中可用浓肥皂涂抹可迅速止痒。这利用了什么原理呢? 当时我们借助了什么试剂验证了氢氧化钠和稀盐酸的反应?我们再来回顾一下。 演示实验:取一定量的氢氧化钠在试管中然后缓慢的滴加稀盐酸 在滴加酚酞 现象无现象 说明溶液中无氢氧化钠 结论氢氧化钠能与稀盐酸反应 我们知道发生化学变化时常伴有颜色变化、放出气体、生成沉定、能量的变化(放热、吸热、发光)等。那么由这个实验我们可以知道,对于没有现象的反应,我们可以借助其它的试剂去验证反应是否发生。 那么,在这个实验中为了验证氢氧化钠反应完了,滴加盐酸的量有几种情况? 操作的注意事项: 要想验证反应物其中一种不存在,那么我们添加另一种反应物的量要么适量要么过量。 在前面学习过酸和碱,酸和碱各有什么性质?

还能用什么方法验证氢氧化钠反应完了? 能不能验证盐酸反应完了来判断稀盐酸和氢氧化钠的反应呢?怎么验证盐酸反应完了? (学生活动) 我们就带着这两个问题及操作注意事项,自行设计方案 友情提示: 1、请爱护自己和公物,不要和药品亲密接触哦! 2、相互协作是提高效率的重要保障。 接下来请同学们在15分钟内,运用我为大家准备的药品,以四人为一组,共同讨论可行的验证方案,然后实验验证,并做好实验记录。 方案一NaOH +HCl +FeCl3 现象无沉淀 说明无NaOH 结论NaOH能与HCl反应 方案二NaOH +HCl +CuSO4 现象无沉淀

说明无NaOH 结论NaOH能与HCl反应 方案三HCl +NaOH +Zn 现象无气泡 说明无HCl 结论NaOH能与HCl反应 方案四HCl +NaOH +CaCO3 现象无气泡 说明无HCl 结论NaOH能与HCl反应方案五 HCl +NaOH +Fe2O3 现象无现象 说明无HCl 结论NaOH能与HCl反应方案六PH试纸

盐酸和氢氧化钠标液的配置

盐酸和氢氧化钠标液的配置

实验氢氧化钠标准溶液的配制与标定 仪器与试剂: 仪器:分析天平、台秤、滴定管(50mL)、玻棒、量筒、试剂瓶(1000mL)、电炉、表面皿、称量瓶、锥形瓶 试剂:固体NaOH、基准邻苯二甲酸氢钾、纯化水、酚酞指示剂 原理与方法: NaOH易吸收空气中CO2而生成Na2CO3,反应式为: 2NaOH + CO2=Na2CO3+ H2O 由于Na2CO3在饱和NaOH溶液中不溶解,因此将NaOH制成饱和溶液,其含量约52%(w/w),相对密度为1.56。待Na2CO3沉待淀后,量取一定量的上清液,稀释至一定体积,即可。用来配制NaOH 的纯化水,应加热煮沸放冷,除去水中CO2。 标定NaOH的基准物质有草酸(H2C2O4·2H2O)、苯甲酸(C7H6O2)、邻苯二甲酸氢钾(KH C8H4O4)等。通常用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH滴定液,标定反应如下: C6H4COOHCOOK + NaOH → C6H4COONaCOOK + H2O 计量点时,生成的弱酸强碱盐水解,溶液为碱性,采用酚酞作指示剂。按下式计算NaOH滴定液的浓度: cNaOH=m KH C8H4O4/V NaO H M KHC8H4O4 实验内容: 1、NaOH溶液的配制: (1)NaOH饱和溶液的配制:用台称称取120g NaOH固体,倒入装有100mL纯水的烧杯中,搅拌使之溶解成饱和溶液。贮于塑料瓶中,静置数日,澄清后备用。 (2)NaOH滴定溶液的配制(0.1mol/L):取澄清的饱和NaOH溶液2.8mL,置于1000 mL试剂瓶中,加新煮沸的冷纯化水500 mL,摇匀密塞,贴上标签,备用。 2、NaOH溶液的标定

硅氢加成反应催化剂研究进展

第33卷第10期2005年10月化工新型材料N EW CH EMICAL MA TERIAL S Vol 133No 110 ?49? 作者简介:萧斌(1980-),女,硕士研究生。 硅氢加成反应催化剂研究进展 萧 斌 李凤仪 戴延凤 (南昌大学化学系,南昌330047) 摘 要 近年出现了许多新的硅氢加成反应催化剂,主要是指过渡金属化合物的均相和多相催化 剂。这些催化剂提高了产物的产率和选择性。主要论述了硅氢加成反应催化剂的研究动向及发展。 关键词 硅氢加成,金属化合物,催化,催化机理 R esearch progress of catalysts and mechanism of hydrosilylation Xiao Bin Li Fengyi Dai Yanfeng (Depart ment of Chemist ry ,Nanchang U niversity ,Nanchang 330047) Abstract During the last decade new hydrosilylation catalysts ,predominantly homogenous and heterogenous transition metal complexes have been developed.These catalysts offered not only increased efficiency and turnover rate but also improved regioselectivity and stereo 2selectivity 1 K ey w ords hydrosilylation ,metal complex ,catalysis ,catalytic mechanism 硅氢加成反应是有机硅化学中研究得最多的一类反应,是指含Si 2H 键的有机硅化合物与不饱和有机化合物在一定条件下进行的加成反应,通过该反应,可以制得许多其它方法难以得到的含官能基的有机硅单体或聚合物。自1947年Sommer 等发现该反应以来,人们已进行了大量的研究工作,特别是对过渡金属催化剂的研究,取得了很大的进展,本文将概要介绍过渡金属催化剂在这一领域中的应用及发展。 1 硅氢加成催化剂 1.1 铂催化剂 铂催化剂,主要指氯铂酸,是硅氢加成反应中最常见的催化剂,可以催化烯烃、炔烃、羧基化合物等的硅氢加成反应,其中Speier 催化剂是应用最多的均相催化剂。 CH 2=CHCH 2Cl +HSiCl 3 H 2PtCl 6 Cl (CH 2)3SiCl 3(1) 此外应用较多的是铂配合物催化剂:如Karstedt 催化剂[Pt 2(Me 2(C H =CH 2)2Si 2O )3][1]、 零价铂的磷配合物[Pt (PPh 3)2[2],Pt (P (PPh 3)4[3]]、Pt (PhCN )2Cl [3]、{Pt (SiCl 3)(μ2H ) [(C 6H 11)3P ]}2[4]均已被用于不饱和烃的硅氢加成 反应。Tsipis [5]发现[(Cy 3P )(PhMe 2Si )(μ2H )Pt ]2 用于炔烃硅氢加成反应选择性更高。吴威等[6]发现,Pt (DVDS )2P 对炔烃与三乙氧基硅烷的硅氢加成反应的β加成反应产物的选择性为100%,产率为98%。 因为均相催化剂难以回收利用,且存在诱导期,一旦诱导期结束反应剧烈且伴随强放热过程,使体系温度迅速升高,易导致烯烃、炔烃异构化等副反应发生,所以人们将这些活性组分负载到三氧化二铝、二氧化硅、活性炭、石墨或树脂上,所得催化剂不但能回收利用,改变诱导期,而且提高选择性。 Mmi Chanhan 等[7]用1%Pt 负载到炭上对炔烃的β2反式加成产物有极高的选择性,重复使用3次后转化率仍在85%以上。Qian Jiang Miao 等[8]将Karstedt 催化剂负载到SiO 2上,催化苯乙烯与苯基二甲基硅烷的硅氢加成反应,发现对β加成产物的选择性较好,重复使用5次后产率在90%以上。 聚合物载体如聚苯乙烯树脂负载K 2PtCl 4[9]催化

硅氢化反应

硅氢化反应:文献综述 (XX 大学化学化工学院 XXX 214562) 摘要:硅氢化反应是氢化物加到不饱和有机化合物上,从而生成各种有机硅化合物的反应。硅氢加成反应自1947 年sommer 等人发现以来, 经过半个多世纪的发展, 已经成为有机硅化学中应用最广、研究最多的一个反应。由于硅一氢键主要向碳双键和碳三键加成, 生成水解稳定性好的硅碳键, 所以在硅单体、偶联剂、硅橡胶和许多含硅高分子中得到广泛应用。本文主要就硅氢化反应的机理及其应用做了一些讨论。 关键词:硅氢化反应 合成 有机硅 前言 硅氢加成反应是指Si-H 基与不饱和碳碳键的加成反应, 这是有机硅化学中研究最多的一个反应。Si- H 基具有类似金属氢化物的性质, 比较活泼但又比金属氢化物稳定, 便于保存和使用; 能够与不饱和碳碳键进行加成反应, 生成水解稳定性好的Si C 键。在催化剂作用下,在室温或稍高于室温的温度下即可进行。因此,硅氢加成反应被广泛用于合成含硅聚合物[ 1- 2] 。硅氢加成反应常用过渡金属作催化剂, 其中以铂的配合物最有效。此类催化剂又分为均相催化剂和多相催化剂。对于均相催化剂, 由于可通过改变配位体来调节金属活性中心的立体效应或电子环境, 从而改变其活性和选择性, 所以发展较快[ 3- 4] 。 1硅氢加成反应的一般原理 1.1简介 硅氢加成反应的方程式如下[ 2, 3] : 这里有两个技术关键: 首先, 要在硅胶表面形成Si —H 键。可以将全羟基化的多孔硅胶改性, 将Si —OH 基转化为Si —H 基; 或者直接制备聚氢硅氧烷凝胶( HSiO 3/ 2) n [ 5 , 6] 。也可以用化学蒸气沉积法( CVD) , 将1, 3, 5, 7-四甲基环四硅氧烷覆盖在硅胶表面以形成Si —H 键。另一个技术关键是提高硅氢加成反

最新稀盐酸与氢氧化钠怎样验证发生了化学反应资料

稀盐酸与氢氧化钠怎样验证发生了化学反应 ◇因为稀盐酸与氢氧化钠溶液反应无明显现象,所以可以用酸碱指示剂证明其发生了反应,如无色的酚酞试液。 先在无色的氢氧化钠溶液中滴加几滴酚酞试液,这时溶液呈现红色(因为无色的酚酞试液遇到碱性溶液呈红色)。 然后在上述红色溶液中逐滴滴加稀盐酸,会发现红色逐渐退去至无色(溶液不是红色了,说明溶液不显碱性了,既而说明氢氧化钠反应掉了,也就是说稀盐酸和氢氧化钠发生了化学反应!)。 当红色突然变成无色是说明稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应,继续滴加盐酸的话,盐酸过量,溶液呈酸性。 ◇采用酸碱滴定法,去一定量的氢氧化钠加入几滴酚酞,见溶液变红,然后慢慢的滴加稀盐酸,见溶液从红色变为无色,即证明氢氧化钠跟稀盐酸发生中和反应。酸碱指示剂除了酚酞为可以用石蕊指示剂等。 试题某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验. 方案一:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,同时测定混合溶液的pH,如果测得的pH逐渐变小且小于7,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应,NaOH溶液与稀盐酸发生反应的化学方程式是NaOH+HCl═NaCl+H2O NaOH+HCl═NaCl+H2O . (1)用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作是:用玻璃棒蘸取待测液,滴在pH试纸上,再与标准比色卡对照,即可得溶液的pH. 用玻璃棒蘸取待测液,滴在pH试纸上,再与标准比色卡对照,即可得溶液的pH. . (2)简述强调“测得的pH小于7”的理由:盐酸过量,这时溶液呈酸性,所以溶液的pH 小于7. 盐酸过量,这时溶液呈酸性,所以溶液的pH小于7. . 方案二:先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液,溶液显红色,然后再滴加盐酸,可观察到红色逐渐消失,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应. 该组同学在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液时,发现了一个意外现象:氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变成了红色,过了一会儿红色就消失了.该小组对这种意外现象的原因作了如下猜想: ①可能是酚酞溶液与空气中的氧气反应,使红色消失; ②可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应,使红色消失. (1)氢氧化钠溶液与二氧化碳反应的化学方程式是2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O . (2)为验证猜想①,该组同学做了如下实验:将配制的氢氧化钠溶液加热,并在液面上方滴一些植物油,然后在冷却后的溶液中滴入酚酞溶液.实验中“加热”和“滴入植物油”目的分别是除去溶液中的氧气 除去溶液中的氧气

盐酸和氢氧化钠标液的配置

实验氢氧化钠标准溶液的配制与标定 仪器与试剂: 仪器:分析天平、台秤、滴定管(50mL)、玻棒、量筒、试剂瓶(1000mL)、电炉、表面皿、称量瓶、锥形瓶 试剂:固体NaOH、基准邻苯二甲酸氢钾、纯化水、酚酞指示剂 原理与方法: NaOH易吸收空气中CO2而生成Na2CO3,反应式为: 2NaOH + CO2=Na2CO3+ H2O 由于Na2CO3在饱和NaOH溶液中不溶解,因此将NaOH制成饱和溶液,其含量约52%(w/w),相对密度为1.56。待Na2CO3沉待淀后,量取一定量的上清液,稀释至一定体积,即可。用来配制NaOH的纯化水,应加热煮沸放冷,除去水中CO2。 标定NaOH的基准物质有草酸(H2C2O4·2H2O)、苯甲酸(C7H6O2)、邻苯二甲酸氢钾(KH C8H4O4)等。通常用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH 滴定液,标定反应如下: C6H4COOHCOOK + NaOH → C6H4COONaCOOK + H2O 计量点时,生成的弱酸强碱盐水解,溶液为碱性,采用酚酞作指示剂。按下式计算NaOH滴定液的浓度: cNaOH=m KH C8H4O4/V NaO H M KHC8H4O4 实验内容: 1、NaOH溶液的配制: (1)NaOH饱和溶液的配制:用台称称取120g NaOH固体,倒入装有100mL纯水的烧杯中,搅拌使之溶解成饱和溶液。贮于塑料瓶中,静置数日,澄清后备用。 (2)NaOH滴定溶液的配制(0.1mol/L):取澄清的饱和NaOH溶液2.8mL,置于1000 mL试剂瓶中,加新煮沸的冷纯化水500 mL,摇匀密塞,贴上标签,备用。 2、NaOH溶液的标定

硅氢加成用铂催化剂的研究进展[文献综述]

毕业论文文献综述 生物工程 硅氢加成用铂催化剂的研究进展 一、前言部分 有机硅化学是一门研究有机硅化合物的合成、结构、性能和用途的新兴科学,它是除含C、N、O、P有机化合物以外研究最多的一种化合物。随着材料科学研究的不断深入与拓宽,有机硅工业迅猛发展,现已形成各式产品数千种,年产50多万吨,产值数十亿的大规模工业。目前,有机硅材料作为一类性能优异的新型合成材料,广泛应用于航空航天、电子电气、纺织、轻工、建筑、机械、医疗、食品、运输等各工业部门,已成为化工新材料中发展最快的品种之一。 硅烷偶联剂不仅是制备硅油、硅橡胶、硅树脂的基本原料,几种基本单体可生产出上千种有机硅产品,而且其本身就获得了广泛应用[1]。合成有机硅烷偶联剂的重要反应硅氢加成反应是有机硅化学中应用最广、研究最多的一个反应[2]。硅氢加成反应是指含有Si-H键的有机硅化合物与不饱和化合物(如C=C或C≡C)在一定条件下进行的硅氢加成反应。通过此反应可以制备许多其它方法难以得到的含官能基团的有机硅单体或聚合物。自1947年Sommer 等人[3]发现该反应以来,人们已进行了大量的研究工作,并取得了很多重要成果。 目前工业上广泛使用的催化体系为铂的配合物和负载体,但存在两个主要的缺点:一是催化剂的使用量大,成本难以控制。二是不饱和键上连接有强吸电子基团时不能进行有效的硅氢加成。 纳米金属颗粒由于其本身所具有的小尺寸效应、表面效应和量子尺寸效应可产生不同于大颗粒金属粒子的一些特殊性能。在催化反应过程中,通过有效控制金属颗粒大小,可明显改变金属催化剂的催化反应行为[4]。因此,研究纳米金属催化剂尤其是负载纳米金属粒子催化剂的可控制备方法越来越引起人们广泛的兴趣。 二、主体部分 1.铂催化剂发展现状 Speier[5]首次发现氯铂酸是一个优良的硅氢加成反应催化剂,随后许多硅氢加成催化剂被相继发现,其中铂催化剂不仅可用于硅烷和硅氧烷的硅氢加成反应,也可用于氯硅烷的硅氢加成而不失活。Speier催化剂及后来发现的其他许多催化剂多为均相催化剂,即催化剂、

盐酸与氢氧化钠溶液的配制与标定

2,盐酸与氢氧化钠溶液的配制与标定 新乡医学院医用化学实验课教案首页 授课教师姓名及职称, 一、实验名称盐酸与氢氧化钠溶液的配制与标定二、授课对象授课形式临床医学实验教学 -11(学会近似酸(HCl)、碱(NaOH)溶液的配制方法 2(掌握容量仪器的正确使用和容量分析的基本操作三、教学目标 3(进一步巩固分析天平的称量技能 4(掌握以NaCO为基准物质标定HCl浓度的原理及方法 23 1(氢氧化钠溶液、盐酸溶液的配制 2(准确称量一定质量的无水碳酸钠配制成准确浓度的标准溶液四、教学内容3(用氢氧化钠溶液滴定一定体积的盐酸溶液 4(用碳酸钠标准溶液标定出盐酸溶液的准确浓度五、教学安排1(讲解演示40 min 2(学生操作教师辅导 80 min 与课时分配 1(分析天平的称量操作技术 六、授课重点 2(滴定分析的基本操作及酸碱式滴定管、移液管的正确使用方法 1(分析天平的使用 七、注意事项 2(滴定管的读数方法,滴定终点的正确 3(滴定误差的分析 八、授课方法教师示范讲述,学生操作 九、使用教材《医用化学实验》自编教材 十、教研室 主任签字审查意见 新乡医学院化学教研室年月日 实验盐酸与氢氧化钠溶液的配制与标定 分析检验在医学及其它方面都有很重要的用途,比如医学上的血检、尿检,日常生活中水质的监控,空气污染程度的检测等。今天我们就通过酸碱浓度比较这个实验来学习分析实验的基本操作之一——酸碱滴定。首先我们来看今天的实验目的。

一、实验目的 1(学会近似L 酸(HCl)、碱(NaOH)标准溶液的配制方法。 2(掌握容量仪器的正确使用和容量分析的基本操作。 那么我们如何通过酸碱滴定来确定酸碱浓度比呢,下面一起来学习今天的实验原理。 二、实验原理 ,,,OH,HO。今天实验的基本原理非常简单,就是我们非常熟悉的酸碱中和反应:H2当完全反应的时候,所消耗的酸和碱的物质的量相同,用等式表示就是C V ,C V ,HHOHOH CVOHH将这个式子转化可以得到,也就是碱和酸的浓度比等于它们体积的反比,,,,CHVOH 我们将这个比值设为,。那么在具体的滴定分析中,我们是如何利用这个反应的呢,通常,我们首先准确量取一定体积未知浓度的酸(或碱)试样,然后用已知浓度的碱(或酸)标准溶液进行滴定,再利用达到滴定终点时所消耗的酸碱体积比来确定其浓度比。 那么,在滴定的过程中,我们如何判断酸碱反应是否完全,滴定是否达到了终点呢,这就要借助酸碱指示剂了,因为酸碱指示剂在不同的pH范围内会因为结构的转化而表现出不同的颜色,所以我们可以利用指示剂在酸碱反应突跃范围内的颜色变化来确定滴定终点。因此,指示剂的选择和滴定终点的判断是影响滴定分析准确性的两个关键因素。 今天我们的实验是用NaOH溶液来滴定HCl溶液,在化学计量点前后,滴定剂NaOH的量从不足,到过量,,混和溶液的pH值会从增加到,形成该反应的滴定突跃pH,,。那么对于这个滴定反应我们该选择哪种指示剂呢,我们知道指示剂的变色范围应该全部或部分落在滴定反应的突跃范围内。我们实验室常用的指示剂有:酚酞,其变色范围是pH,,;甲基橙,其变色范围是pH,,;甲基红,其变色范围是pH,,,显然,这三种指示剂的变色范围都与滴定突跃范围有交叉,因此,从理论上讲这三种都可以作为NaOH滴定HCl的指示剂,但在实际操作中,我们通常会选择酚酞,因为相对于甲基橙和甲基红,人眼对酚酞从无色到微红色的颜色变化更敏锐。那么当滴定至溶液由无色变为微红色,并在30s内不退色时,我们就认为滴定达到了终点。此时,

高中化学复习知识点:氢氧化钠、碳酸钠混合溶液与盐酸反应相关考查

高中化学复习知识点:氢氧化钠、碳酸钠混合溶液与盐酸反 应相关考查 一、单选题 1.某NaAlO2、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入1mol·L-1的盐酸,测得溶液中的CO32-、HCO3-、AlO2-、Al3+的物质的量与加入盐酸溶液的体积变化关系如图所示。(已知:H2CO3的电离平衡常数K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11;Al(OH)3的酸式电离平衡常数K=6.3×10-13)则下列说法正确的是 A.V1:V2=1:4 B.M点时生成的CO2为0.05mol C.原混合溶液中的CO32-与AlO2-的物质的量之比为1:3 D.a曲线表示的离子方程式为:AlO2-+4H+=Al3++2H2O 2.将0.4g NaOH和1.06g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是() A.B. C.D. 3.向等物质的量浓度的NaOH和Na2CO3的混合溶液中加入稀盐酸,下列离子方程式与事实不符的是 A.OH-+CO32-+2H+→HCO3-+H2O

B.2OH-+CO32-+3H+→HCO3-+2H2O C.2OH-+CO32-+4H+→CO2↑+3H2O D.OH-+CO32-+3H+→CO2↑+2H2O 4.浓度相同的NaOH溶液各100mL倒入A、B、C三个烧杯中,分别向三份溶液中通入不等量的CO2,充分反应后,再向三份所得溶液中逐滴加入0.2mol/L的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如下图所示。下列判断正确的是 A.原NaOH溶液的浓度为0.4mol/L B.B烧杯中通入的CO2体积为448mL C.通入CO2后,不能确定A烧杯中的溶质 D.通入CO2后,C烧杯中溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)= 2: 1 5.测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数x%可采取不同的方法,取a 克样品与一定量稀盐酸(过量)充分反应后,下列说法正确的是 A.逸出气体若用碱石灰吸收,增重b克,则x偏小 B.把所得溶液加热蒸干并灼烧至恒重,得c克固体,若灼烧时有固体飞溅出去,x偏大 C.某NaOH标准溶液露置于空气中一段时间后,以甲基橙为指示剂滴定上述反应后的溶液,则x偏小 D.产生的气体冷却至室温后,若测定其体积时未调平量气管和水准管内液面,则x偏小 6.向等物质的量浓度的NaOH和Na2CO3的混合液中加入稀盐酸。下列离子方程式与事实不相符的是 A.OH-+CO32-+2H+=HCO3-+H2O B.2OH-+CO32-+3H+=HCO3-+2H2O C.2OH-+CO32-+4H+=CO2↑+2H2O D.OH-+CO32-+3H+=CO2↑+2H2O 二、多选题 7.向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M,因CO2通入量的不同,溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸,产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(盐酸)的关系有如图所示四种情况,且(2)、(3)、(4)图中分别有OAAB,

硅氢加成反应催化机理的研究进展

硅氢加成反应催化机理的研究进展 熊竹君,李凤仪3,邓锋杰 (南昌大学化学系,南昌330047) 摘要:综述了硅氢加成反应的三大催化机理(自由基加成机理)、离子加成机理、配位加成机理的研究动向及发展,着重介绍了配位加成机理中的铂催化机理(Chalk -Harrod 机理、硅基迁移、铂胶体过渡态机 理、钴催化机理、铑催化机理、钌催化机理、钯催化机理、镍催化机理等。 )关键词:硅氢加成,催化机理,铂,氢硅烷中图分类号:O63414+1 文献标识码:A 文章编号:1009-4369(2006)06-0312-07 收稿日期:2006-05-23。 作者简介:熊竹君(1983— ),女,硕士生,主要从事有机硅化学和有机合成方面的研究。3 联系人,E -mail :fy —li @shou 1com 。 Si 的电负性由于较小,构成共价键时,仍有一定的离子化成分;所以共享电子对偏向电负 性比Si 大的元素一边,可取Si δ+—Y δ-(Y = H 、C 、Cl 、F 等)的极化形式。这是许多有机 硅化合物既可进行自由基反应,又可进行离子反应的原因。 硅氢加成反应是指Si —H 键与不饱和化合物在催化剂作用下进行的加成反应。采用此法可以方便地制得一系列有机硅单体和聚合物。近20年来,对新型硅氢加成反应催化剂的研究(特别是均相和多相过渡金属络合物)取得了较大的进展。在催化剂研究发展的同时,有关硅氢加成反应催化机理的研究也取得了一定的进展。自从人们发现硅氢加成反应以来,一直在探讨其催化机理,对不同的催化体系提出了不同的催化机理,主要分为自由基加成机理、离子加成机理、配位加成机理三大类。 1 自由基加成机理 硅氢化合物由于Si —H 键键能低及其硅原子的其它性质,其均裂与高敏感性有关,故硅氢化合物可在紫外光照射或高温条件下产生自由基引发反应,也可直接加入过氧化物等作为自由基引发剂[1]。其加成反应过程为:首先是氢硅烷在过氧化物或辐射能引发下形成自由基,后者再引发不饱和烃,与之结合,生成加成产物,同时实现链转移。硅氢加成反应的自由基过程类似于溴 化氢与乙烯的加成反应,按马科尼科夫规律进行,该规则在硅氢加成反应中使用时称为法麦尔规则[2]。 20世纪90年代,有人将(TMS )3SiH 与C C 、C C 的自由基进行加成反应[3]。 C 1Chatgillaloglu 等指出由于(TMS )3Si 自由基可 使烯烃发生异构,所以使(TMS )3Si 自由基与C C 发生可逆加成;无论是单取代或双取代的烯 烃都可有效进行反应,且都有较高的区域选择 性[4]。(TMS )3SiH 与许多单取代和双取代炔烃的自由基加成反应也得到了研究。活性中间体为乙烯基,反应具有高度的立体选择性;Si —H 与C C 键的自由基加成反应比相同情况下的C C 键反应出现更多的副反应,如调节聚合反 应、聚合反应、取代反应和不饱和化合物的异构化反应,它们是通过反应混合物中产生的各种不饱和自由基相互作用发生的。 自由基加成反应由于选择性不高,尤其是在一些体系中难以避免发生不饱和烃R 聚合等副反应,所以使用受到许多限制,现已较少研究。 2 离子加成机理 对催化硅氢加成反应机理的研究,早在 综述?专论 有机硅材料,2006,20(6):312~318 SIL ICON E MA TERIAL

盐酸反应又与氢氧化钠

盐酸反应又与氢氧化钠反应具体: 1、单质类:Al 2Al+6H+=2Al3+ +3H2↑ 2Al+2OH- +2H2O=2AlO2- +3H2↑ 2、氧化物类:Al2O3 Al2O3+6H+=2Al3+ +3H2O Al2O3+2OH- =2AlO2- +H2O 3、氢氧化物类:Al(OH)3 Al(OH)3+3H+=Al3+ +3H2O Al(OH)3+ OH- =AlO2- +2H2O 4、弱酸的酸式盐类:NaHCO3、NaHS、NaHSO3、Na2 HPO4、Na H2PO4 HCO3- +H+ =CO2↑+H2O HCO3- +OH- =CO32- + H2O HSO3- +H+ =SO2↑+H2O HSO3- +OH- =SO32- + H2O HS- +H+ =H2S↑ HS- +OH- =S2- + H2O HPO42- +H+ = H2PO4- HPO42- +OH- =PO43- + H2O H2PO4- +H+ = H3PO4 H2PO4- +OH- =HPO42- + H2O;

5、弱酸的铵盐类:(NH4)2CO3、(NH4)2SiO3、(NH4)2S、(NH4)2SO3、(NH4)3PO4、NH4F、NH4ClO (NH4)2CO3+2HCl= 2NH4Cl + H2O+CO2↑ (NH4)2CO3+2NaOH=Na2CO3+2NH3?H2O (NH4)2SiO3+2HCl= 2NH4Cl + H2SiO3↓ (NH4)2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2NH3?H2O (NH4)2S+2HCl= 2NH4Cl + H2S↑ (NH4)2S+2NaOH=Na2S+2NH3?H2O (NH4)2SO3+2HCl= 2NH4Cl + H2O+SO2↑ (NH4)2SO3+2NaOH=Na2SO3+2NH3?H2O (NH4)3PO4+3HCl= 3NH4Cl + H3PO4 (NH4)3PO4 +3NaOH=Na3PO4+3NH3?H2O NH4F+HCl= NH4Cl + HF↑ NH4F+NaOH=NaF+NH3?H2O NH4ClO+HCl= NH4Cl + HClO NH4ClO+NaOH=NaClO +NH3?H2O 6、氨基酸:α―氨基乙酸 H2N-CH2COOH+HCl→HOOCCH2NH3Cl H2N-CH2COOH+NaOH→H2N-CH2COONa+H2O, 第二种:既能与某些酸反应又能与所有的强碱溶液反应的物质7、能与氢氟酸反应类:Si、SiO2 Si+4HF=SiF4↑+2H2↑

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