加氢与还原的区别

主要区别 – 加氢与还原

氢化和还原反应是相关的化学过程。氢化是一种还原。还原有三种不同的定义：氧化数的减少、氧的损失和氢的获得。最可接受的定义是氧化数的减少。第三个定义（获得氢）符合氢化的定义。然而， 氢化基本上需要催化剂，而还原不需要催化剂，除非是氢化。 这是 主要区别 在加氢和还原之间。

涵盖的关键领域

1.什么是加氢 – 定义、机制 2.什么是还原 – 定义、解释、例子 三、加氢与还原有什么关系四、加氢与还原有什么区别 – 主要差异的比较

关键词：催化剂、氢化、镍、氧化、氧化数、钯、铂、氧化还原反应、还原、饱和、不饱和

什么是加氢

氢化是分子氢（H₂) 和另一种化学物质。氢化通常在催化剂如镍、钯或铂及其氧化物的存在下发生。氢化用于化合物的还原和饱和。可以有两种类型的氢化：

将氢加到化合物的双键或三键上
添加氢导致分子解离

几乎所有由双键或三键组成的有机化合物都可以在催化剂存在下与分子氢反应。加氢反应对工业合成过程具有重要意义；例如，在石油工业中，加氢用于制造汽油和各种石化产品。

加氢机理

在考虑加氢机理时，需要考虑三个主要成分。它们是不饱和底物、氢源和催化剂。系统的温度和压力可根据所使用的底物和催化剂而变化。

氢源通常是氢气本身。它在商业上以加压气缸形式提供。氢化的底物可以是烯烃、炔烃、醛、醇、酮、酯、羧酸和硝基化合物。催化剂有两种类型，即均相催化剂和非均相催化剂。均相和非均相催化剂的区别在于均相催化剂溶解在含有底物的溶液中，而非均相催化剂悬浮在该溶液中。

图 1：加氢机理

Horiuti-Polanyi 机制解释了固体中发生的氢化（多相催化剂）。它说明了以下步骤。

不饱和键和原子氢（来自分子氢的解离）与催化剂表面的结合。
在不饱和键上加一个氢原子。这一步是可逆的。
添加第二个氢原子；这是不可逆转的。

但是在涉及均相催化的加氢过程中，金属与两种组分结合以产生中间烯烃金属（H）₂ 复杂的。

什么是还原

还原是减少化学物质的氧化数。它通常通过添加电子来完成。还原反应是与氧化还原反应中的氧化反应平行发生的半反应。氧化反应增加氧化数。因此，还原与氧化相反。

但在某些反应中，氧化和还原分别是指氧气的加入或去除。在这里，氧化是氧气的增加，而还原是氧气的损失。氧化和还原的另一个旧定义涉及氢的转移。在这里，氧化是氢的损失，而还原是氢的获得。然而，根据普遍接受的定义，已知氧化是氧化态的增加，而已知还原是氧化态的降低。

图 2：氧化还原反应

减少可以是以下三种现象之一。

将氧化数从正值减少到负值
将氧化数从正值减少到零
将氧化数从零减少到负值。

例子

还原反应的一些常见例子：

加氢与还原的关系

定义

氢化： 氢化是分子氢（H₂) 和另一种化学物质。

减少： 还原是化学物质氧化数的减少。

机制

氢化： 氢化本质上是添加氢。

减少： 还原是氧化数的减少；氧气损失；获得氢气。

成分

氢化： 含有双键或三键的化合物会发生氢化。

减少： 具有较高氧化数的化学物质可以进行还原。

催化剂

氢化： 加氢需要催化剂作为基本组分。

减少： 还原反应不需要催化剂，除非是加氢反应。

结论

氢化是一种还原反应。它用于将不饱和化合物转化为饱和化合物。还原是指减少化学物质的氧化数。它总是与氧化反应平行发生。氢化和还原之间的主要区别在于，氢化本质上需要催化剂，而还原不需要催化剂，除非是氢化。

参考：

1. Helmenstine，安妮玛丽。 “化学中的还原定义。” ThoughtCo，2017 年 9 月 3 日，可在此处获得。2。自由文本。 “氧化和还原的定义。”化学 LibreTexts，Libretexts，2016 年 5 月 2 日，可在此处获取。3。 “氢化。” Encyclopædia Britannica，Encyclopædia Britannica, inc.，2017 年 5 月 1 日，可在此处获取。