ЭЛЕКТРОСИНТЕЗ

ЭЛЕКТРОСИНТЕЗ (от
электро...
и
синтез),
метод
получения сложных не-органич. или органич. соединений с помощью
электролиза.
Характерная
особенность Э.- многостадийность присоединения или отдачи электронов, связанная
с образованием промежуточных стабильных или нестабильных продуктов. Каждой
стадии Э. соответствует определённое значение электродного потенциала.


Многостадийные процессы Э. могут быть выражены
с помощью следующих ур-ний:

30-07-5.jpg


где R и R - исходные продукты; RHR'On - конечные продукты; п, k, r - число электронов
-),
участвующих
в электрохимич. реакциях.


Реакции, выражаемые ур-нием (1), протекают
на катоде и наз. реакциями электровосстановления, или электрохимич. восстановления.
Реакции, выражаемые ур-нием (2), протекают на аноде и наз. реакциями электроокислени
я, или электрохимич. окисления. Промежуточные и конечные продукты могут
принимать участие в различных электрохимич. реакциях на поверхности электродов.


Если целевой продукт Э. образуется на промежуточной
стадии, то электролиз необходимо проводить при контролируемом электродном
потенциале, соответствующем данной стадии. Продукт можно быстро выводить
из сферы реакции путём отгонки, экстракции или связывания в соединение,
не вступающее в электрохимич. превращения. Выход продукта Э. может изменяться
и в результате различных хим. реакций в объёме растворах с участием промежуточных,
исходных и конечных веществ. Напр., нек-рые окислители, получаемые на аноде,
могут разлагаться в объёме раствора с потерей активного кислорода, гидролизоваться,
диспропорционировать и т. д. Роль хим. реакций в объёме раствора учитывается
по объёмной плотности тока, или концентрации тока. Эта величина определяется
как сила тока, проходящего через единицу объёма электролита, и выражается
в а/л. Процессы Э., в к-рых хим. реакции в объёме раствора приводят
к уменьшению выхода целевого продукта, должны проводиться с высокими объёмными
плотностями тока (до нескольких сотен а/л).


С наибольшей эффективностью электровосстанавливаются
или электроокис-ляются исходные вещества, диссоциированные в растворе на
ионы, а также органич. соединения, имеющие полярные функциональные группы.
Нейтральные молекулы органич. веществ во мн. случаях не обладают достаточной
реакционной способностью и не вступают в реакции на поверхности электрода.
В этом случае применяются методы непрямого электровосстановления или электроокисления,
осуществляемые в объёме раствора посредством катализаторов-переносчиков,
в качестве к-рых используются ионы металлов или неметаллов переменной валентности.
Процесс в общем виде может быть описан следующими ур-ниями:

30-07-6.jpg


- хим. реакция,

30-07-7.jpg


- электрохимич. реакция, где К - исходный
продукт, К - катализатор-переносчик, С - конечный продукт, z - степень
окисления, п - число электронов (е-), участвующих в реакции.


Роль электролиза в данном случае сводится
к регенерации на электродах хим. восстановителя или окислителя, к-рые при
взаимодействии с исходным веществом в электролизе или вне его превращают
это вещество в целевой продукт.


Э. находит практич. применение для получения
ряда ценных неорганич. и органич. соединений. Путём электроокисления синтезируют,
напр., кислородсодержащие соединения хлора в различных степенях окисления.


В пром-сти применяют способ получения надсернрй
(пероксодисерной) кислоты и её солей - персульфатов (см. Пер-оксосулъфаты),
основанный
на электроокислении серной кислоты и сульфатов. Надсерная кислота и часть
её солей используются при произ-ве перекиси водорода. Перманганат калия
получают электроокислением манганата или анодным растворением сплавов марганца
с железом - ферромарганца. Двуокись марганца в значит, масштабах производится
электролизом сернокислых растворов сульфата марганца.


Э. применяется и при получении различных
органич. соединений (см. Колъбе реакция).


Электрохимич. фторирование используется
для пром. получения ряда перфтороорганических соединений. Электрохимич.
методом получают тетраэтилсвинец и мн. др. вещества.


Лит.: Прикладная электрохимия, под
ред. А. Л. Ротиняна, 3 изд., Л., 1974; Ф и о ш и н М. Я., Успехи в области
электросинтеза неорганических соединений, М., 1974; Прикладная электрохимия,
под ред. Н. Т. Кудрявцева, 2 изд., М.., 1975; Т о м и л о в А. П., Ф и
о ш и н М. Я., Смирнов В. А., Электрохимический синтез органических вещесгв,
Л., 1976; Фиошин М.Я.,


Павлов В. П., Электролиз в неорганической
химии, М., 1976; Электрохимия органических соединений, пер. с англ., М.,
1976.

М. Я. Фиошин.




А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я