Szinergizmus az ozmium-tetroxid és perjodátion redoxireakcióiban = Synergism in the redox reactions of osmium tetroxide and periodate ion

Lente, Gábor and Kalmár, József and Ősz, Katalin and Tircsó, Gyula (2013) Szinergizmus az ozmium-tetroxid és perjodátion redoxireakcióiban = Synergism in the redox reactions of osmium tetroxide and periodate ion. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 77936_ZJ1.pdf Download (146kB) | Preview

Abstract

A projektben az ozmium-tetroxid és a perjodátion oxidációs reakcióiban tapasztalható szinergikus hatást vizsgáltuk. Ilyen hatásról elsőként a metán metanollá való oxidációjában számoltak be, ennek a folyamatnak igen nagy jelentősége lehet a földgázszállítás fejlesztésében. A szinergikus hatást legrészletesebben jodidion és formiátion redukálószerek használatával tanulmányoztuk. Igen összetett kinetikai jelenségekre bukkantuk. A szinergikus hatás több lehetséges magyarázatát kizártuk, végül lényegében az egyetlen, a kísérleti tényeknek ellent nem mondó lehetőség az maradt, hogy a ozmium-tetroxid katalizálja a perjodátion két különböző, és oxidációs folyamatokban is jelentősen eltérő reakcióképességű formájának egymásba alakulását. A tanulmányozott folyamatok minél alaposabb megismerése érdekében megvizsgáltuk a jodidion fotokémiai reakcióit, ehhez külön módszert dolgoztunk ki diódasoros spektrofotométer felhasználásával, s az ehhez szükséges aktinometriás kalibrálási módszert is továbbfejlesztettük. Az ozmium-tetroxid és néhány klórozott olefin reakciójának vizsgálata során is sikerült új, eddig még nem tanulmányozott folyamatokat megfigyelnünk. Igazoltuk, hogy a klórozott olefinek lúgos közegben vízzel izotópcsere-reakcióban vesznek részt. Mindezen eredmények lehetővé teszik a metán oxidációjának jobb megértését is, s ezen keresztül alapot szolgáltathatnak ipari módszerek kifejlesztéséhez. | In this project, the synergistic effect observed in oxidation reactions containing osmium tetroxide and periodate ion was studied in detail. This phenomenon was first reported during the oxidation of methane to methanol, a process with significant industrial potential in the transportation of natural gas. The synergistic effect was exhaustively studies using iodide ion and periodate ion as reducing agents. Very complicated kinetic patters were unveiled. Several different interpretations of this effect were excluded. Finally, the only theory that did not contradict the experimental results remained that osmium tetroxide must catalyze the interconversion of the octahedral and tetrahedral forms of periodate ion, which have significantly different reactivity in oxidation reactions. To understand the studied processes even deeper, the photochemical reactions of the iodide ion were also studied. For this purpose, a novel method using a diode array spectrophotometer was developed, and the actinometric calibration process necessary in these investigations was significantly improved. The reaction between osmium tetroxide and a few chlorinated olefins were also studied, and novel kinetic phenomena have been found in these systems. It was demonstrated that an isotope exchange reactions occurs under aqueous basic conditions. These results provide a deep insight into the mechanisms of the oxidation of methane, and could provide a basis for the development of industrial methods.

Actions (login required)

Edit Item