① 硝化反应
硝化反应是硝基-NO2替代-H的反映,
硝化方法主要有以下几种:
(1)稀硝酸硝化一般用于含有强的第一类定位基的芳香族化合物的硝化,反应在不锈钢或搪瓷设备中进行,硝酸约过量10~65%。
(2)浓硝酸硝化这种硝化往往要用过量很多倍的硝酸,过量的硝酸必需设法利用或回收,因而使它的实际应用受到限制。
(3)浓硫酸介质中的均相硝化当被硝化物或硝化产物在反应温度下为固体时,常常将被硝化物溶解于大量浓硫酸中,然后加入硫酸和硝酸的混合物进行硝化。这种方法只需要使用过量很少的硝酸,一般产率较高,缺点时硫酸用量大。
(4)非均相混酸硝化当被硝化物或硝化产物在反应温度下都是液体时,常常采用非均相混酸硝化的方法,通过强烈的搅拌,使有机相被分散到酸相中而完成硝化反应。
(5)有机溶剂中硝化这种方法的优点是采用不同的溶剂,常常可以改变所得到的硝基异构产物的比例,避免使用大量硫酸作溶剂,以及使用接近理论量的硝酸。常用的有机溶剂有乙酸、乙酸酐、二氯乙烷等。
② 硝化反应条件是什么
硝化反应条件:向有机化合物分子中引入硝基。
硝化向有机化合物分子中引入硝基(-NO2)的过程,硝基就是硝酸失去一个羟基形成的一价的基团。芳香族化合物硝化的反应机理为:硝酸的-OH基被质子化,接着被脱水剂脱去一分子的水形成硝酰正离子(nitronium ion,NO2)中间体,最后和苯环行亲电芳香取代反应,并脱去一分子的氢离子。
在此的硝化反应中芳香环的电子密度会决定硝化的反应速率,当芳香环的电子密度越高,反应速率就越快。由于硝基本身为一个亲电体,所以当进行一次硝化之后往往会因为芳香环电子密度下降而抑制第二次以后的硝化反应。必须要在更剧烈的反应条件(例如:高温)或是更强的硝化剂下进行。
硝化方法
(1)稀硝酸硝化一般用于含有强的第一类定位基的芳香族化合物的硝化,反应在不锈钢或搪瓷设备中进行,硝酸约过量10~65%。
(2)浓硝酸硝化这种硝化往往要用过量很多倍的硝酸,过量的硝酸必需设法利用或回收,因而使它的实际应用受到限制。
(3)浓硫酸介质中的均相硝化当被硝化物或硝化产物在反应温度下为固体时,常常将被硝化物溶解于大量浓硫酸中,然后加入硫酸和硝酸的混合物进行硝化。这种方法只需要使用过量很少的硝酸,一般产率较高,缺点是硫酸用量大。
(4)非均相混酸硝化当被硝化物或硝化产物在反应温度下都是液体时,常常采用非均相混酸硝化的方法,通过强烈的搅拌,使有机相被分散到酸相中而完成硝化反应。
③ 什么是硝化反应还有鲁米诺反应是什么
鲁米诺(luminol),又名发光氨,英文名5-Amino-2,3-dihydro-1,4-phthalazinedione。 它常温下是一种黄色晶体或者米黄色粉末,是一种比较稳定的化学试剂。它的化学式是C8H7N3O2 结构式在下面的图图里面有。同时,鲁米诺又是一种强酸,对眼睛、皮肤、呼吸道有一定刺激作用。 法医学上,鲁米诺反应又叫氨基苯二酰一胼反应,可以鉴别经过擦洗,时间很久以前的血痕。生物学上则使用鲁米诺来检测细胞中的铜、铁及氰化物的存在。 鲁米诺早在1853年就被合成出来了。1928年,化学家首次发现这种化合物有一个奇妙的特性,它被氧化时能发出蓝光。几年以后,就有人想到利用这种特性去检测血迹。血液中含有血红蛋白,我们从空气中吸入的氧气就是靠这种蛋白质输送到全身各部分的。血红蛋白含有铁,而铁能催化过氧化氢的分解,让过氧化氢变成水和单氧,单氧再氧化鲁米诺让它发光。在检验血痕时,鲁米诺与血红素(hemoglobin,血红蛋白中负责运输氧的一种蛋白质)发生反应,显出蓝绿色的荧光。这种检测方法极为灵敏,能检测只有百万分之一含量的血,即使滴一小滴血到一大缸水中也能被检测出来,由此可知犯罪分子是多么难以把现场清洗干净了。 3-硝基邻苯二甲酸可作为鲁米诺的合成原料。3-硝基邻苯二甲酸与肼在高沸点溶剂(如二甘醇)中发生缩合反应,失去一分子水,生成3-硝基邻苯二甲酰肼。然后以保险粉还原3-硝基邻苯二甲酰肼中的硝基,得到3-氨基邻苯二甲酰肼,即是鲁米诺。 鲁米诺只有用氧化剂处理过才会发光。通常使用双氧水和一种氢氧化物碱的混合水溶液作为激发剂。在铁化合物催化下,双氧水分解为氧气和水: 2 H2O2 → O2 + 2 H2O 实验室中常以铁氰化钾作为催化剂铁的来源,而法医学上的催化剂则恰好是血红蛋白中的铁。很多生物系统中的酶也可催化过氧化氢的分解反应。 鲁米诺与氢氧化物反应时生成了一个双负离子(Dianion),它可被过氧化氢分解出的氧气氧化,产物为一个有机过氧化物。该过氧化物很不稳定,立即分解出氮气,生成激发态的3-氨基邻苯二甲酸。激发态至基态转化中,释放的能量以光子的形式存在,波长位于可见光的蓝光部分。在检验血痕时,鲁米诺与血红素(hemoglobin,血红蛋白中负责运输氧的一种蛋白质)发生反应,显出蓝绿色的荧光。鲁米诺的灵敏度可以达到一百万分之一。即1滴血混在 999,999滴水中时也可以被检验出来。不过它与其他具有氧化性的物质也发生反应,但是显示的颜色和显色的时间长短都是不同的。 即使犯罪现场的血迹已经被擦过或清除过,调查者依旧可以使用鲁米诺找到它们的位置。实际上,调查者在要调查的区域内喷洒鲁米诺和激发剂溶液,血中的铁立即催化鲁米诺的发光反应,使其产生蓝色光芒。该反应需用的催化剂量非常少,因此鲁米诺可以检测痕量的血迹。发光大约持续30秒钟,可通过长曝光的照片观察出,其周围环境不可以太亮。 鲁米诺有一些缺点限制了它的应用: * 鲁米诺在铜、含铜合金、辣根或某些漂白剂的存在下发出荧光。因此如果犯罪现场被漂白剂彻底处理过,则鲁米诺发出的荧光会强烈掩盖任何血迹的存在。 * 鲁米诺可以检测出动物血及尿中的少量血,因此如果待测房间中含有尿或动物血,检测结果会有偏差。 * 鲁米诺与排泄物反应,发出的光与和血反应发出的是相同的。 * 鲁米诺可能干扰其他检测,然而鲁米诺并不干扰DNA的提取。 通常采取以下几种办法避免检验受到干扰: *让现场干燥几天,漂白剂的干扰作用就会消失,而血迹即使过了许多年,还能让鲁米诺发光。 *使用某种能抑制次氯酸的干扰作用的化合物。很显然不能使用抗氧化剂,因为那会把血迹与鲁米诺的反应也抑制住了。人们针对次氯酸的化学结构,例如针对它含有的氯原子,找到了合适的抑制物。最保险的办法是在用鲁米诺发光法检测到疑似血迹的物质后,用别的方法确定那的确是血迹。 *而且,人们发现,血迹在被鲁米诺处理过以后,它含有的遗传物质DNA并没有被破坏掉,还能从中提取出来做鉴定。
④ t=20℃时的反硝化速率是多少
反硝化反应在自然界具有重要意义,是氮循环的关键一环,可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少,消除因硝酸积累对生物的毒害作用。它和厌氧铵氧化(Anammox)一起,组成自然界被固定的氮元素重新回到大气中的途径。农业生产方面,反硝化作用使硝酸盐还原成氮气,从而降低了土壤中氮素营养的含量,对农业生产不利。农业上常进行中耕松土,以防止反硝化作用。在环境保护方面,反硝化反应和硝化反应一起可以构成不同工艺流程,是生物除氮的主要方法,在全球范围内的污水处理厂中被广泛应用。污水处理中所利用的反硝化菌为异养菌,其生长速度很快,但是需要外部的有机碳源,在实际运行中,有时会添加少量甲醇等有机物以保证反硝化过程顺利进行。
⑤ 硝化速率一般是多少
硝化速率一般取决于氨氮转化为亚硝酸氮的反应速率。
硝化是一种化工单元过程,是向有机化合物分子中引入硝基的过程,硝基就是硝酸失去一个羟基形成的一价的-NO2。
芳香族化合物硝化的反应机构为硝酸的OH基被质子化,接着被脱水剂脱去一的水形成NO2+的中间体,最后和苯环进行芳香族的亲电取代反应,并脱去一分子的氢离子。
在此种的硝化反应中芳香环的电子密度会决定硝化的反应速率,当芳香环的电子密度越高,反应速率就越快。
硝化方法主要有以下几种:
(1)稀硝酸硝化一般用于含有强的第一类定位基的芳香族化合物的硝化,反应在不锈钢或搪瓷设备中进行,硝酸约过量10~65%。
(2)浓硝酸硝化这种硝化往往要用过量很多倍的硝酸,过量的硝酸必需设法利用或回收,因而使它的实际应用受到限制。
(3)浓硫酸介质中的均相硝化当被硝化物或硝化产物在反应温度下为固体时,常常将被硝化物溶解于大量浓硫酸中,然后加入硫酸和硝酸的混合物进行硝化。这种方法只需要使用过量很少的硝酸,一般产率较高,缺点是硫酸用量大。
⑥ 硝化反应的注意事项
(1)、硝化反应是放热反应,温度越高,硝化反应的速度越快,放出的热量越多,越极易造成温度失控而爆炸。
(2)、被硝化的物质大多为易燃物质,有的兼具毒性,如苯、甲苯、脱脂棉等,使用或储存不当时,易造成火灾。
(3)、混酸具有强烈的氧化性和腐蚀性,与有机物特别是不饱和有机物接触即能引起燃烧。硝化反应的腐蚀性很强,会导致设备的强烈腐蚀。混酸在制备时,若温度过高或落入少量水,会促使硝酸的大量分解,引起突沸冲料或爆炸。
(4)、硝化产品大都具有火灾、爆炸危险性,尤其是多硝基化合物和硝酸酯,受热、摩擦、撞击或接触点火源,极易爆炸或着火。 (1)、制备混酸时,应严格控制温度和酸的配比,并保证充分的搅拌和冷却条件,严防因温度猛升而造成的冲料或爆炸。不能把未经稀释的浓硫酸与硝酸混合。稀释浓硫酸时,不可将水注入酸中。
(2)、必须严格防止混酸与纸、棉、布、稻草等有机物接触,避免因强烈氧化而发生燃烧爆炸。
(3)、应仔细配制反应混合物并除去其中易氧化的组分,不得有油类、酐类、甘油、醇类等有机物杂质,含水也不能过高;否则,此类杂质与酸作用易引发爆炸事故。
(4)、硝化过程应严格控制加料速度,控制硝化反应温度。硝化反应器应有良好的搅拌和冷却装置,不得中途停水断电及搅拌系统发生故障。硝化器应安装严格的温度自动调节、报警及自动连锁装置,当超温或搅拌故障时,能自动报警并停止加料。硝化器应设有泄爆管和紧急排放系统,一旦温度失控,紧急排放到安全地点。
(5)、处理硝化产物时,应格外小心,避免摩擦、撞击、高温、日晒,不能接触明火、酸、碱等。管道堵塞时,应用蒸气加温疏通,不得用金属棒敲打或明火加热。
(6)、要注意设备和管道的防腐,确保严密不漏。
⑦ 发生硝化反应时速率最慢的是 甲苯 溴苯 苯 硝基苯
硝化反应是亲电取代反应,芳香环的电子密度决定硝化的反应速率,
当芳香环的电子密度越高,反应速率就越快.
硝基苯是强吸电子基,所以硝基苯中,苯环电子密度最低,硝化反应最慢.
选 D 硝基苯
⑧ 生物脱氮硝化反应速度快慢与什么因素有关
硝化作用的速度与以下因素有关:
(1)pH值:当pH值为8.4时(指在20E条件下),硝化作用速度最快;
(2)温度:温度高时硝化作用速度快。一般在30℃时的硝化作用速度是17℃时的1倍;
(3)DO值:需要较高的DO值,当DO由2mg/L下降到0.5mg/L时,硝化作用速度由0.09下降到0.045kgNH4/(kgMLSS·日);
(4)氨浓度:当小于2.5mg/L时,硝化速度就急剧下降。
⑨ 反硝化反应所需的时间大约为多长时间
上世纪80年代初开创的工艺流程,
其主要特点是将反硝化反应器放置在系统之首,
故又称为前置反硝化生物脱氮系统。
⑩ 硝化系统建立要几天
一般3-5天就能建立起硝化系统如果你自己买活化硝化菌,一般7天左右可以基本建立硝化系统,2周左右可以基本健全如果只靠缸内自循环,则至少半月以上可以初步建立最好硝化系统能够和闯缸鱼配合好,建立系统后捞出即可。
硝化系统指以硝化菌为核心,用于消除水中硝酸盐的生物净水系统,在氮循环水质净化中相当重要的角色。在自然界水体自净的生化部分依次分为三个步骤进行:氨化系统,硝化系统,反硝化系统。人工制造的水体生物净化过程中硝化系统是需要最长时间才能建立的,因此人们会把整个小型水体生物净化过程误叫“硝化系统”。人工建立的“硝化系统”其主要包括物理净水设备(水泵,底沙等),水草(生产者),鱼类(消费者),异养菌,和硝化菌 。在水族鱼缸里面建立起稳定的硝化菌此能保证水质稳定。