Електрон в хімічному реакторі. Електрон змінює професію.

Щоб отримати альдегід зі спирту хімічним методом, його окисляли біхроматом або перманганатом. І втрачали дорогі речовини тільки для того, щоб, по суті, передати атому хрому або марганцю три електрони. Але ж таку ж дію має металева пластинка, поєднана з позитивним полюсом акумулятора або гальванічного елементу! Металева пластинка з нержавіючої сталі або ще краще – з благородного металу, наприклад платини, практично не зміниться і може служити досить довго.

Бензойна кислота, яка знаходить широке застосування в медицині та консервній промисловості, отримала електроокислення толуолу, в 10 разів дешевше кислоти, що дається окисленням толуолу за допомогою біхромату. Ми вже говорили про те, що для отримання пінакона з ацетону звичайним хімічним методом потрібно ряд допоміжних речовин, а технологічний процес налічує більше десятка стадій. Тому була побудована напівпромислова установка для його електрохімічного отримання. Пінакон виходить в сірчанокислому розчині безпосередньо з ацетону на мідному катоді, покритому шаром свинцю.

Що ж відбувається на електроді? Молекула ацетону, приймаючи електрон з катода, тут же приєднує іон водню з розчину. Дві «збагачені» молекули відразу ж з’єднуються одна з одною і утворюють молекулу пінакона. Реакції протікають одна за одною мимовільно в лічені частки секунди, так що цей процес технологічно становить одну стадію.

При електролізі води, наприклад, коли через неї пропускають постійний струм, на катоді утворюється водень, а на аноді кисень. Іон водню спочатку виходить електрон, переходячи в атомарний водень. Два атоми, з’єднуючись, утворюють молекулу газоподібного водню.

Під електролізом розуміють розкладання головним чином неорганічних сполук, одержання з них більш простих речовин – металів, газів і так далі. Якщо ж опустити електроди в розчин, що містить органічну речовину, то тут, як правило, з простіших молекул утворюються більш складні. У цьому випадку говорять про електросинтез, хоча одночасно може відбуватися і розкладання речовини, тобто електроліз.

Для отримання неорганічних речовин електродні реакції застосовуються вже давно. Алюміній отримують тільки електролітичним шляхом. Дуже чиста мідь, перманганат калію і, нарешті, як ми бачили, перекис водню також виходять на електроді. Електроліз, правда, поки застосовується набагато ширше, ніж електросинтез. І все ж найбільші перспективи для електродних реакцій відкриваються саме в органічній хімії, так як органічний світ незрівнянно багатший і різноманітніший.

Автор: В. Павлов.