ההבדל העיקרי בין הידרציה להידרוגציה הוא שהידרציה מתייחסת להוספת מולקולות מים לתרכובת אורגנית, ואילו הידרוגנציה מתייחסת להוספת מולקולת מימן לתרכובת אורגנית.
הידרציה והידרוגנציה חשובים בתגובות סינתזה כימית. שתי התגובות הללו כוללות פתיחה של קשר כפול בתרכובת אורגנית על ידי הוספת תחליף לאטומי הפחמן בקשר הכפול. התחליפים שמתווספים בתהליכים אלו שונים זה מזה.
מהי הידרציה?
הידרציה היא תוספת של מולקולת מים לתרכובת אורגנית.התרכובת האורגנית היא בדרך כלל אלקן, שיש לו קשר כפול בין שני אטומי פחמן. מולקולת המים מתווספת לקשר הכפול הזה בצורה של קבוצת הידרוקסיל (OH–) ופרוטון (H+). לכן, מולקולת המים מתפרקת ליונים שלה לפני תוספת זו. קבוצת ההידרוקסיל מחוברת לאטום פחמן אחד של הקשר הכפול בעוד שהפרוטון מחובר לאטום הפחמן השני.
איור 01: תגובת הידרציה פשוטה
מכיוון שזה כרוך בשבירת קשר ויצירת קשר, התגובה היא מאוד אקסותרמית. זה אומר; התגובה משחררת אנרגיה בצורה של חום. זוהי תגובה שלבית; בשלב הראשון, האלקן פועל כנוקלאופיל ותוקף את הפרוטון של מולקולת המים ונקשר איתו דרך אטום הפחמן הפחות מוחלף.כאן, התגובה עוקבת אחר כלל מרקוניקוב.
השלב השני כולל את ההצמדה של אטום החמצן של מולקולת המים לאטום הפחמן השני (אטום פחמן בעל תחליפים גבוהים) של הקשר הכפול. בשלב זה, אטום החמצן של מולקולת המים נושא מטען חיובי מכיוון שהוא נושא שלושה קשרים בודדים. לאחר מכן מגיעה מולקולת מים נוספת אשר תופסת את הפרוטון הנוסף של מולקולת המים המחוברת, ומשאירה את קבוצת ההידרוקסיל באטום הפחמן הפחות מוחלף. לפיכך, תגובה זו מובילה להיווצרות של אלכוהול. עם זאת, אלקינים (קשר משולש המכילים פחמימנים) יכולים גם לעבור תגובת הידרציה.
מה זה הידרוגנציה?
הידרוגנציה היא תהליך הוספה של מולקולת מימן לתרכובת אורגנית. יתר על כן, תגובה זו כוללת טיפול בתרכובת אורגנית בגז מימן. בדרך כלל, התגובה מתרחשת בנוכחות זרז כגון ניקל, פלדיום או פלטינה. הידרוגנציות לא קטליטיות אפשריות רק בטמפרטורות גבוהות מאוד.כמו כן, תהליך זה חשוב בהפחתת תרכובות אורגניות בלתי רוויות. זה אומר; ההידרוגנציה יכולה לפתוח קשרים כפולים או קשרים משולשים בתרכובות אורגניות ולהפוך אותם לתרכובות המכילות קשרים בודדים.
תהליך ההידרוגנציה כולל שלושה מרכיבים: מצע בלתי רווי, מקור מימן וזרז. תנאי התגובה כגון טמפרטורה ולחץ משתנים בהתאם לסוג התרכובת הבלתי רוויה והזרז. המצע יכול להיות אלקן או אלקין. ההידרוגנציה יכולה להתרחש בשתי דרכים: קטליזה הומוגנית וקטליזה הטרוגנית.
בקטליזה הומוגנית, מתכת הזרז נקשרת הן לאלקן והן למימן כדי ליצור תוצר ביניים (קומפלקס ביניים אלקן-זרז-מימן). אז מתרחשת העברה של אטום מימן אחד ממתכת לפחמן בקשר הכפול (או הקשר המשולש). מה שקורה אחר כך הוא העברה של אטום המימן האחר ממקור המימן לקבוצת האלקיל עם ניתוק בו-זמני של האלקן.
איור 02: שלושה שלבים של הידרוגנציה
בקטליזה הטרוגנית, הקשר הבלתי רווי נקשר לזרז בעוד שמקור המימן עובר פירוק לשני אטומי מימן. ואז מתרחש שלב הפיך שבו אטום מימן אחד נקשר לקשר הבלתי רווי. לבסוף, מתרחשת תגובה בלתי הפיכה כאשר אטום המימן השני מתחבר לקבוצת האלקיל.
מה ההבדל בין הידרציה להידרוגנציה?
הידרציה והידרוגנציה הם תהליכים חשובים בסינתזה כימית. ההבדל העיקרי בין הידרציה להידרוגציה הוא שהידרציה מתייחסת להוספת מולקולות מים לתרכובת אורגנית, ואילו הידרוגנציה מתייחסת לתוספת של מולקולת מימן לתרכובת אורגנית.
להלן אינפוגרפיקה מסכמת את ההבדל בין הידרציה להידרוגנציה.
סיכום – הידרציה לעומת הידרוגנציה
הידרציה והידרוגנציה הם תהליכים חשובים בסינתזה כימית. ההבדל העיקרי בין הידרציה להידרוגציה הוא שהידרציה מתייחסת להוספת מולקולות מים לתרכובת אורגנית, בעוד שהידרוגנציה מתייחסת לתוספת של מולקולת מימן לתרכובת אורגנית.
