105
В присутствии двух не контролируемых молекул воды, по тем или другим
причинам попавшим в реакционную смесь, запишем схему этой реакции в нашем
представлении:
C H OH + O = S C H Cl + HCl + SO
2
5
2
5
2
Cl
Cl
H OH HO OH HOH + O
H OH
(I)
(II)
HCl
Вошли в
реакцию
HOH
H
HO
HCl
H+HOCl
Cl
(I)
HOH(II)
Вышли из
реакции
Итак, имеем две диссоциированные молекулы НОН (I) и НОН(II). Два атома Н
(два радикала) атакуют две связи S-Cl и образуют две молекулы HCl, одна из них
уходит в продукты реакции. Две ОН-группы от двух молекул воды взаимодействуя,
образуют молекулу перекиси водорода, которая легко разрушается с выделением
молекулы НОН и свободного атома Ö с двумя валентными диполями; последний
сразу же присоединяется к двум квадруполям атома S, которые стали свободными
после отделения двух атомов хлора; в результате появилась молекула SO
2
.
Далее молекула НОН, появившаяся в результате разрушения перекиси
водорода, подвергается автодиссоциации на атом Н и группу ОН, последняя
взаимодействует с молекулой HCl по механизму схемы (HCl+HOH); в результате
отделяется молекула НОН (II) и атом Cl
со свободным валентным диполем
(радикалом), который вместе с атомом Н предшествующей молекулы НОН,
вторгается в связь С-ОН молекулы спирта. Результат – образовалась ещё одна
молекула НОН (I) и молекула С
2
Н
5
Cl – ещё один продукт реакции.
Таким образом, две молекулы воды, вошедшие в реакцию, вышли из реакции,
то есть они сыграли роль катализаторов.
Пример 3.
Молекула воды может исполнять роль катализатора и в гетерогенном катализе.
На примере алюмосиликатного катализатора (АСК) или цеолита можно
рассмотреть природу химических связей между атомами кремния, кислорода и
алюминия и каталитические свойства такого катализатора в реакции расщепления
молекул парафинов. Известно, что прокаленный катализатор, реакцию крекинга не
проводит.
Добавление
небольших
порций
воды
возрождает
активность
алюмосиликата.
На схеме 16 показано соединение кремнекислородного и алюмокислородного
тетраэдров у которых есть общий атом О
1
, обладающий особыми свойствами.
Тетраэдр SiO
4
построен на основе 4-х валентного атома Si, а тетраэдр AlO
4
– на
основе 3-х валентного атома Al.
Тетраэдр SiO
4
образован четырьмя диполь-дипольными связями с четырьмя
атомами кислорода (атомы О на схеме не показаны), тогда как атом Al имеет
диполь-дипольные связи только с двумя атомами кислорода О
2
и О
3
. Ещё один
атом кислорода О
4
образует с атомом Al координационную связь. Третий
валентный диполь атома Al образует с мостиковым атомом кислорода О
1
тоже
координационную связь. Атом Al находится в тетраэдрическом окружении четырёх
атомов кислорода, причем две связи этого тетраэдра образованны сильными