Tofauti kuu kati ya uwekaji maji na utiaji hidrojeni ni kwamba utiririshaji hurejelea kuongezwa kwa molekuli za maji kwenye kiwanja cha kikaboni, ambapo utiaji hidrojeni hurejelea kuongezwa kwa molekuli ya hidrojeni kwenye mchanganyiko wa kikaboni.
Uwekaji maji na utiaji hidrojeni ni muhimu katika miitikio ya usanisi wa kemikali. Miitikio hii yote miwili inahusisha kufunguliwa kwa dhamana mbili katika kiwanja cha kikaboni kwa kuongeza kibadala cha atomi za kaboni kwenye dhamana mbili. Vibadala vinavyoongezwa katika michakato hii ni tofauti.
Hydration ni nini?
Ugavi wa maji ni nyongeza ya molekuli ya maji kwenye kiwanja kikaboni. Mchanganyiko wa kikaboni kawaida ni alkene, ambayo ina dhamana mbili kati ya atomi mbili za kaboni. Molekuli ya maji huongezwa kwa dhamana hii maradufu kwa namna ya kikundi cha haidroksili (OH–) na protoni (H+). Kwa hiyo, molekuli ya maji hutengana katika ioni zake kabla ya kuongeza hii. Kikundi cha hidroksili kimeunganishwa kwenye atomi moja ya kaboni ya dhamana mbili huku protoni ikiambatishwa kwenye atomi nyingine ya kaboni.
Kielelezo 01: Mwitikio Rahisi wa Kunyunyizia maji
Kwa kuwa inahusisha uvunjaji dhamana na uundaji dhamana, majibu ni ya ajabu sana. Hiyo inamaanisha; mmenyuko hutoa nishati kwa namna ya joto. Ni mwitikio wa hatua kwa hatua; katika hatua ya kwanza, alkene hufanya kama nucleophile na hushambulia protoni ya molekuli ya maji na kujifunga nayo kupitia atomi ya kaboni iliyobadilishwa kidogo. Hapa, majibu yanafuata kanuni ya Markonikov.
Hatua ya pili inajumuisha kuambatishwa kwa atomi ya oksijeni ya molekuli ya maji kwenye atomi nyingine ya kaboni (atomi ya kaboni iliyobadilishwa sana) ya dhamana mbili. Katika hatua hii, atomi ya oksijeni ya molekuli ya maji hubeba chaji chanya kwa sababu hubeba vifungo vitatu moja. Kisha inakuja molekuli nyingine ya maji ambayo huchukua protoni ya ziada ya molekuli ya maji iliyoambatishwa, na kuacha kikundi cha haidroksili kwenye atomi ya kaboni iliyobadilishwa kidogo. Kwa hivyo, mmenyuko huu husababisha kuundwa kwa pombe. Hata hivyo, alkynes (bondi tatu zenye hidrokaboni) pia zinaweza kuathiriwa na unyevu.
Hidrojeni ni nini?
Hidrojeni ni mchakato wa kuongezwa kwa molekuli ya hidrojeni kwenye kiwanja cha kikaboni. Zaidi ya hayo, mmenyuko huu unahusisha matibabu ya kiwanja cha kikaboni na gesi ya hidrojeni. Kawaida, majibu hutokea mbele ya kichocheo kama vile nikeli, palladium au platinamu. Hydrojeni zisizo za kichocheo zinawezekana tu kwa joto la juu sana. Pia, mchakato huu ni muhimu katika kupunguza misombo ya kikaboni isiyojaa. Hiyo inamaanisha; utiaji hidrojeni unaweza kufungua bondi mbili au bondi tatu katika misombo ya kikaboni na kuzigeuza kuwa misombo iliyo na bondi moja.
Mchakato wa utiaji hidrojeni una vipengele vitatu: mkatetaka usiojaa, chanzo cha hidrojeni na kichocheo. Hali ya athari kama vile joto na shinikizo hutofautiana kulingana na aina ya kiwanja kisichojaa na kichocheo. Substrate inaweza kuwa alkene au alkyne. Ukataji wa hidrojeni unaweza kufanyika kwa njia mbili: kichocheo cha homogeneous na catalysis isiyo ya kawaida.
Katika kichocheo cha homogeneous, chuma cha kichocheo hufungana na alkene na hidrojeni kutoa bidhaa ya kati (alkene-catalyst-hydrogen intermediate complex). Kisha uhamisho wa atomi moja ya hidrojeni kutoka kwa chuma hadi kaboni katika dhamana mbili (au dhamana tatu) hutokea. Kinachotokea baadaye ni uhamishaji wa chembe nyingine ya hidrojeni kutoka chanzo cha hidrojeni hadi kwa kikundi cha alkili na mtengano wa wakati mmoja wa alkane.
Kielelezo 02: Hatua Tatu za Uzalishaji wa Haidrojeni
Katika kichocheo cha aina tofauti, dhamana isiyojaa maji hufungamana na kichocheo huku chanzo cha hidrojeni kikitengana na kuwa atomi mbili za hidrojeni. Kisha hatua ya kugeuzwa hutokea ambapo atomi moja ya hidrojeni hujifunga kwenye kifungo kisichojaa. Hatimaye, mmenyuko usioweza kutenduliwa hutokea ambapo atomi nyingine ya hidrojeni inashikamana na kundi la alkili.
Kuna tofauti gani kati ya Uingizaji wa maji na Uingizaji wa Haidrojeni?
Uwekaji maji na utiaji hidrojeni ni michakato muhimu katika usanisi wa kemikali. Tofauti kuu kati ya uwekaji maji na utiaji hidrojeni ni kwamba utiririshaji hurejelea kuongezwa kwa molekuli za maji kwenye kiwanja cha kikaboni, ambapo hidrojeni hurejelea kuongezwa kwa molekuli ya hidrojeni kwenye kiwanja cha kikaboni.
Hapo chini ya infographics ni muhtasari wa tofauti kati ya uwekaji maji na utiaji hidrojeni.
Muhtasari – Hydration vs Hydrogenation
Uwekaji maji na utiaji hidrojeni ni michakato muhimu katika usanisi wa kemikali. Tofauti kuu kati ya uwekaji maji na utiaji hidrojeni ni kwamba utiririshaji hurejelea kuongezwa kwa molekuli za maji kwenye kiwanja cha kikaboni, ilhali utiaji hidrojeni hurejelea kuongezwa kwa molekuli ya hidrojeni kwenye kiwanja cha kikaboni.
