Ruolo dell’Argento come Catalizzatore nella Produzione di Prodotti Chimici
L’argento, grazie alle sue proprietà chimiche, viene impiegato come catalizzatore nelle reazioni di ossidazione per la sintesi industriale di importanti prodotti chimici. Tra queste reazioni catalizzate dall’argento vi è la produzione della formaldeide a partire dal metanolo in un processo di ossidazione con un cambio di entalpia di -159 kJ/mol. A temperature superiori a 650°C, la reazione di ossidazione del metanolo può causare anche la deidrogenazione.
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La deidrogenazione del metanolo è una reazione endotermica, che richiede calore fornito dalla combustione dell’idrogeno prodotto. Il metanolo, in forma di vapore, viene fatto passare su argento finemente suddiviso a circa 700°C e leggermente sopra la pressione atmosferica, mentre la formaldeide prodotta viene assorbita dal vapore acqueo.
Polimeri
La formaldeide è utilizzata come precursore per la produzione di vari materiali polimerici, tra cui:
– La resina urea formaldeide, impiegata in adesivi, rivestimenti, e pannelli truciolari.
– La resina melamminica, ottenuta dalla policondensazione della formaldeide con la metilammina, utilizzata per laminati plastici, colle e vernici.
– Le resine fenolo formaldeide, derivanti dalla reazione tra fenolo e formaldeide, utilizzate per lo stampaggio e la produzione di manufatti.
– Il poliossimetilene, noto come poliformaldeide, utilizzato per sostituire parti metalliche in diversi componenti.
La polimerizzazione dell’ossido di etilene porta alla formazione del glicole polietilenico, utilizzato in campo farmaceutico per formulazioni parenterali, topiche, oftalmiche, orali e rettali.
Uso dell’Argento come Catalizzatore
L’argento viene impiegato anche come catalizzatore nella produzione di ossido di etilene a partire dall’etilene. L’ossido di etilene, noto anche come ossirano, è un etere ciclico semplice con formula C2H4O ed è il più comune degli epossidi.L’utilizzo dell’argento come catalizzatore in diverse reazioni chimiche
L’ossido di etilene è un composto formato da un anello a tre termini contenenti due atomi di carbonio e un atomo di ossigeno. Quando l’etilene reagisce con l’ossigeno su un catalizzatore di argento a una temperatura compresa tra 250 e 280°C e a una pressione di 15-20 atmosfere, avvengono contemporaneamente due reazioni: l’ossidazione parziale e l’ossidazione completa dell’etilene.
Ruolo catalizzatore dell’argento
Contrariamente ad altri catalizzatori, l’argento è l’unico utilizzabile in questa reazione a causa della sua elevata reattività dovuta alla tensione dell’anello. L’ossido di etilene è un intermedio utilizzato per produrre molte sostanze chimiche, tra cui il glicole etilenico, usato come liquido di raffreddamento e antigelo nell’industria automobilistica. Reazione di ossidazione dell’ammoniaca
Un’altra reazione importante in cui l’argento funge da catalizzatore è l’ossidazione dell’ammoniaca. Questo processo catalitico trasforma l’ammoniaca in azoto molecolare, un processo di particolare importanza per la sua eco-compatibilità. La reazione avviene in due stadi principali:
– 4 NH₃ + 5 O₂ → 4 NO + 6 H₂O
– 4 NH₃ + 4 O₂ → 2 N₂O + 6 H₂O
– 4 NH₃ + 3 O₂ → 2 N₂ + 6 H₂O
Decomposizione del perossido di idrogeno
L’argento è anche utilizzato come catalizzatore nella decomposizione del perossido di idrogeno. Questo composto, termodinamicamente instabile, si decompone in acqua e ossigeno con l’aiuto del catalizzatore di argento secondo la reazione: 2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂. La velocità di decomposizione del perossido di idrogeno è influenzata dalla temperatura, concentrazione e pH, aumentando con tali parametri. I metalli di transizione, tra cui l’argento, svolgono un ruolo catalitico in questo processo. In conclusione, l’argento mostra la sua efficacia come catalizzatore in diverse reazioni chimiche, svolgendo un ruolo chiave nella sintesi di importanti composti industriali.
