生物质直接液化技术教案

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第 5 章生物质直接液化技术
5.1生物质直接液化的特点
液化是通过化学方式将生物质转变成液体产品的过程。

液化技术主要有两类,即直接液化和问接液化。

(1)间接液化
间接液化就是把生物质气化后,再进一步合成为液体产品,或承受水解法把生物质中的纤维素、半纤维素转化为多糖,然后再用生物技术发酵成乙醇。

(2)直接液化
直接液化是指以水或其它有机溶剂为介质,将生物质转化成少量气体、大量液体产品和少量固体残渣的过程。

直接液化依据液化时使用压力的不同,又可以分为高压直接液化和低压〔常压〕直接液化。

①高压直接液化
高压直接液化的液体产品一般被用为燃料油,但它与热解产生的生物质油一样,也需要改进以后才能使用。

与热解相比,两者的区分在于:在高压直接液化过程中,生物质原料中的大分子先在适当的介质中分解为小分子组分,同时,这些高活性、不稳定的小分子经重聚再生成生物油;在热解过程中,生物质原料先裂解成小链段,再在气相中经均相反响转化为油状化合物。

这两个转化过程操作条件的差异如表5.1 所示。

可以觉察高压液化与热解相比,反响温度相对较低,但压力要求高得多。

②低压〔常压〕直接液化
由于高压直接液化的操作条件较为苛刻,所需设备耐压要求高,能量消耗也较大,因此近年来低压甚至常压下直接液化的争辩也越来越多,其特点是液化温度通常为120~250℃,压力为常压或低压〔小于2MPa〕,常压〔低压〕液化的产品一般作为高分子产品〔如胶黏剂、酚醛塑料、聚氨酯泡沫塑料〕的原料,或者作为燃油添加剂。

转化方式表5.1 高压直接液化与热解的比较
温度/K 压力/MPa 枯燥
直接液化525~600 5~20 不需要热解650~800 0.1~0.5 需要
5.2生物质高压直接液化
生物质高压液化具有很多优越性,如原料来源广泛、不需要经过对原料进展脱水和粉碎等高耗能步骤;操作简洁、不需要极高的加热速率和很高的反响温度;产品氧含量较低、热值高等。

高压液化始于Fierz 等人1925 年开头的木材液化方面的争辩工作,液化条件模拟煤的液化过程,直接将木粉进展液化,制备出液体燃料。

Appell 等在300~350℃、CO 或H
2 压力为14~24MPa、以Na
2
CO
3
为催化剂,把木
屑转化为重油。

该法进展木材液化时,液化油得率为绝干原料木材质量的42%左右。

元素分析说明:液化油中含碳76.1%、氢7.3%、氧16.6%,液化油的相对密度为1.10,以产品液化油的燃烧热与原料木材燃烧热比值表示的热效率为63 %左右。

这项争辩是在匹兹堡能源争辩中心完成的,所以也被命名为PERC 法。

美国能源部与加利福尼亚的LBL 法是美国能源部与加利福尼亚大学联合争辩开发而成,特点是用预水解代替PERC 法的木材枯燥粉碎及用液化油混合的工序,其余操作一样。

此法预水解时,用木材质量0.17%的硫酸作催化剂,在180℃1.0MPa 压力下预水解45min,得到的预水解产物中和后,参加占原料木材质量5%的碳酸钠作催化剂,而后在360℃和28MPa 条件下,用CO 进展高压液化,LBL 法的木材液化油得率为绝干木材质量35%左右。

元素分析的结果说明,液化油中含碳81.4%、氢7.8%、氧10.8%,相对密度1.10,发热量35.9kJ/g。

Yokoyama 等也在300℃的高温存10MPa 的高压水中,以碳酸钠为催化剂,在没有复原性气体氢气和一氧化碳存在的状况下,将木材液化成燃油。

生物质高压液化是以比较猛烈的高温高压液化条件为特征的热化学直接液化,相对于后来进展起来的在有机溶剂中相对温存条件下的木材液化,可以更准确地称之为“燃油化”。

影响高压液化的因素包括原料种类、催化剂、溶剂、反响温度、反响时间、反响压力、液化的气氛等。

(1)生物质原料
生物质高压液化过程中,其主要组成即纤维素、半纤维素和木质素首先被降解成低聚体,低聚体再经脱羟基、脱羧基、脱水或脱氧而形成小分子化合物,小分子化合物再通过缩合、环化、聚合而生成的化合物。

纤维素的主要液化产物含左旋葡萄糖;
半纤维素的降解产物主要有乙酸、甲酸、糠醛等;
木质素主要降解产物主要含有芳香族化合物。

由于不同的生物质原料的三组分含量不同,三组分的液化产物也不同,因此生物质的种类将影响生物原油的组成和产率。

有争辩说明,当承受木材为原料时,液化油的产率较高,酸含量低。

Demirbas 对九种生物质进展了液化,结果觉察:粗油和焦的产率都与原料中木质素的含量有很强的相关性,其关联式如下。

油产率〔%〕=42.548-0.388〔木质素含量〕〔质量分数/%〕
焦的产率〔%〕=1.979+0.868〔木质素含量〕〔质量分数/%〕
两式的相关系数分别为0.8137 和0.9830。

尽管不同原料的粗油产率不同,但它们的组成性质则根本一样:含有约70%的碳和7%的氢,热值在30kJ/g 左右,黏度大于105mPa·s。

以上关联式说明原料中木质素含量增加时,生物原油的收率下降,焦的含量上升。

另有争辩者认为木质素的含量越高,液化效果越好,如Dietrich 对云杉木、白桦木、甘蔗渣、麦秆、松树皮、纤维素、木质素为原料进展液化。

结果说明:随着原料中木质素含量的增加,液化收率也增加,以木质素为原料液化所得的液化收率可达64%,而以纤维素和松树皮为原料进展液化所得的液化收率只有20%~30%,这可能是由于不同的原料、溶剂及液化条件的影响所致。

另外,原料的粒径、外形等对液化反响也有影响,原料反响前一般经枯燥、切屑、碾磨、筛选等处理。

(2)溶剂
使用溶剂可以分散生物质原料、抑制生物质组分分解所得中间产物的再缩聚,同时由于承受供氢溶剂,高压液化生物原油的H/C比高于快速热裂解生物原油的H/C比。

常用的溶剂有水、苯酚、高沸点的杂环烃、芳香烃混合物、中性含氧有机溶剂如酯、醚、酮、醇等。

以水为溶剂的液化争辩过程称为HTU〔hydrothermal upgrading〕过程,如图5.1所示。

Wei 等争辩了生物质在亚临界和超临界水中的液化〔工质液体的密度和它的饱和汽密度相等,且汽化潜热为零时的状态称为临界状态,常叫临界点〔饱和水线与干饱和
蒸汽线在某一压力下的相交点〕。

临界点的各状态参数称为临界参数。

不同工质的临界参数也不同,对于水来说:临界压力Pcr=22.12MPa,临界温度tcr=374.15℃,临界比容vcr=0.00317m3/kg。

工质参数在临界点以下的状态称亚临界状态〕,建立了热转化动
2 3
力学模型,争辩了 HTU 过程的相平衡,并得出在300~350℃、约18MPa 的条件下,HTU 过程产品油的热效率约为40%左右,水与有机溶剂相比,本钱较低,所以承受水为溶剂进展的生物质高压液化的 HTU 过程,具有工业化应用前景。

图 5.1 HTU 过程
(3) 催化剂
生物质直接液化中催化剂的使用有助于抑制缩聚、重聚等副反响,削减大分子固态残留物的生成量,提高生物质粗油的产率。

高压液化常用的催化剂主要分为碱、碱金属的碳酸盐和碳酸氢盐、碱金属的甲酸盐和酸催化剂等,高压液化还需 Co —Mo 、Ni —Mo 系加氢催化剂等。

Minow 等在 200~ 350℃水中争辩了纤维素的液化行为,并比较了有无催化剂对液化结果的影响。

在没有催化剂存在的状况下,液化的主要产物是焦,其收率为 57%,而在Na CO 催化剂存在的状况下,得到的生物油为主要产物,其收率为 43%,在 Ni 催化剂存在的状况下则主要发生了气化反响,得到的气化产物收率高达 74%,可见催化剂对整个液化过程有着很大的影响,催化剂不仅能改善产物的品质,同时能使液化反响向低温区移动,使反响的条件趋于温存。

(4) 反响温度和时间
反响温度和时间是影响生物质液化的重要因素。

Minowa 等在无催化剂高压水中考察了纤维素在 200~350℃范围内的反响行为,并对产物分布进展分析。

试验觉察:纤维素在 200℃左右开头分解,大约在 240~270℃时反响加快,280℃以后纤维素反响根本完全。

240℃以前只检测到水可溶物,随着温度的上升,生物油产率上升,并在280℃达 到最大,而焦和气体产率连续增加,说明在 280℃后随着温度的进一步增加,生物油发生二次反响生成焦和气体。

因此适当提高反响温度有利于液化过程,但温度过高时,生物油的得率降低,较高的升温速率有利于液体产物的生成。

另外,反响时间也是影响生物质液化的重要因素之
一。

时间太短反响不完全,但反响时间太长会引起中间体的缩合和再聚合,使液体产物中重油产量降低,通常最正确反响时问为 10~45min ,此时液体产物的产率较高,固体和
气态产物较少。

(5)液化气氛
液化反响可以在惰性气体或复原性气体中进展。

使用复原性气体有利于生物质降解,提高液体产物的产率,改善液体产物的性质。

Lancas 用乙醇〔或水〕为溶剂,用SiO
2-Al
2
O
3
为载体的镍催化剂〔或碳为载体的钯
催化剂〕,在氢气初压为70~80atm 和240~370℃的条件下,将甘蔗渣液化成燃油和沥青状物。

Minowa 用水为溶剂,用碳酸钠为催化剂,氮气的初始压力为30atm 〔1atm=101.325kPa〕,在200~350℃下液化纤维素和甘蔗渣、可可壳等多种木质纤维原料,最终液化残渣率可达5%~16%,得到燃料油的产率为21%~36%。

在复原性气体氢气气氛下液化时,提高氢气压力可以明显削减液化过程中焦炭的生成量,但在复原性气氛下液化生产本钱较高。

近年来,欧洲国家较为重视在生物质高压液化方面的争辩。

2022 年4 月位于荷兰的一个生物质高压液化制生物原油的示范工厂正式投料试车,处理量为100kg/h〔湿物料〕,在300~350℃、10~18MPa 下操作,过程的热效率为70%~90%,生物原油的低热值为30~35MJ/kg,产量为8kg/h。

5.3生物质低压〔常压〕直接液化
由于高压液化的操作条件较为猛烈,人们在20 世纪80年月开头了对低压〔常压〕
液化的争辩。

在有机溶剂中,木材可以在比较温存的条件下液化,在没有催化剂作用时,液化温度需高达240~270℃,而用酸作催化剂时,反响温度可降至80~150℃,节约能源的同时也获得了令人满足的结果。

1982年,Yu 利用木材本身可以热解或液化得到的溶剂〔如乙二醇、丁醇、环己醇、苯酚等〕,承受浓硫酸、盐酸、乙酸和甲酸为催化剂,初始氮气压力约为1atm,在密闭高压釜中250℃下反响半小时,可以得到95%的可溶于丙酮的产物。

该产物室温下为黑色松软的焦油状固体,在140℃下即可熔化,平均分子量大约为300。

Yu 认为木材液化过程是一个一级反响,反响速率依靠于剩余的酸量和来自木材的有机酸的量。

他还提出了木材溶解的机理:即乙酰基〔乙酸分子中去掉羟基后,剩下的一价基团,是较常
见的一种酰基。

CH3-CO- 〕氧原子的质子化使得其连接的键断裂,形成了正碳离子,并由于溶剂的烷氧基化作用而变得稳定。

在猛烈的液化条件下,聚合和缩聚反响会形成丙
酮不溶物。

Wang 则用 57%的 HI 水溶液作为液化介质,在常压大约 125℃下只要 20s 就可以使木材几乎完全液化,但是这个液化过程会消耗初始水溶液中至少 50%〔质量分数〕的HI ,脱除木材组分中氧的过程会发生从I -到 I 2 的氧化过程。

于是,他设计了一个型电化学反响器,在阴极实现液化,同时 I 2 复原为 I -;在阳极水电解生成 O 2 和 H +以供给阴极铂电极生成 HI ,从而使I 2 的浓度维持在 55%〔质量分数〕。

这种电化学过程还可以削减液化产物中碘的含量,但是由于 I 2 与产物中一些官能团之间有着猛烈的物理作用,所以仍有 7%的 I 2 残留在液化产品中。

阴极:液化,同时 I 2 复原为 I -;
阳极:水电解生成 O 2 和 H + 2H 2O+4I - I 2+4H ++O 2
酚〔苯酚〕和多羟基醇〔乙二醇、甘油、乙二醇聚合物或其衍生物〕等是低压〔常压〕液化的常用溶剂,其中日本在这些方面的争辩最为引人注目。

(1) 木质纤维原料在酚类溶剂中的液化
Lin 承受苯酚为液化溶剂,在磷酸的催化下,120~180℃下将桦树木粉液化 120min , 液化残渣为 4%~50%,并觉察在苯酚液化的过程中,有相当一局部的苯酚参与了液化反响而被消耗,成为液化产物中的结合苯酚,其量为木材原料质量的 50%~89%,而其它的苯酚为未参与反响的自由苯酚。

Lin 还用凝胶色谱分析的方法,争辩了不同液化条件和催化剂种类下液化产物的平均分子量和分子量分布,从而解释了液化木材的成分及构造的变化。

他觉察在苯酚液化中,木材组分发生了分解、酚化和缩聚三种反响,其中后两种反响互为竞争反响,依靠于催化剂类型液化温度和苯酚/木材的液固比。

硫酸与磷酸等弱酸相比可以更快的液化,并产生更多的结合苯酚。

酸浓度的增加只会加快初始的反响速率,不会显著影响最终液化产物的成分和构造。

液化温度不但会显著地影响液化速度,而且也会影响酚化反响速率和液化木材的分子量性质。

实际上,当木材组分溶解到液相时,它们就在硫酸的催化作用下分解为格外低分子量的物质,分解后的组分有更多的反响位点,因此也有更多的时机发生酚化或缩聚反响。

一方面,这使得液化木材的平均分子量随着反响时间的延长而增加,但增加的趋势越来越慢,这是由于反响位点渐渐被饱和了的原因。

另一方面,液固比的增加可以有更多的苯酚来饱和反响位点,从而有效地抑制缩聚反响,、削减分子量的增加。

Maldas 承受苯酚为溶剂,NaOH 为催化剂,在密闭容器中250℃下液化了桦树木粉。

在不添加任何催化剂的状况下,得到的最低残渣率为6%,NaOH为催化剂时最低残渣率为1%。

他还争辩了苯酚/木材的液固比、NaOH 用量对液化残渣率、结合苯酚和自由苯酚的量以及液化产物性质的影响。

Maldas 还争辩了承受苯酚水溶液为溶剂,碱及碱金属碳酸盐、氯盐、硫酸盐为催化剂,在密闭容器中170℃或250℃下液化木粉,结果表明:在170℃时,这些催化剂的液化效果都很差,在250℃时,承受NaOH、NaHCO
3
、乙酸钠做催化剂,其液化效果较好。

酚醛树脂单体
Lee 用苯酚为溶剂,在浓硫酸催化下,150~200℃下液化了玉米麸皮,150℃下最低残渣率为10%,而200℃下则小于5%。

他将液化产物直接与甲醛共聚得到了酚醛树脂,并争辩了这种树脂的性能,觉察酚化玉米麸皮/苯酚/甲醛共聚树脂的热流淌性、热固反响性和挠曲性能都比缩聚以前的液化产品有较大的改善,并可与玉米淀粉酚化树脂和市售的酚醛清漆树脂相比,这样就可以有效地利用农业废弃物来生产酚醛清漆树脂。

Lee 还以闻纸、包装纸、商业用纸等废纸为原料,争辩了它们在浓硫酸催化下在苯酚中液化的状况,液化温度为130~170℃,并且液化产物也被用作生产酚醛清漆树脂的原料。

(2)木质纤维原料在多羟基醇类溶剂中的液化
Shiraishi 承受多羟基醇类〔如乙二醇、聚乙二醇和甘油〕作为液化溶剂,在酸催化剂的作用下,常压150℃加热几乎可以实现木材的完全液化。

Demirbas 承受甘油为液化溶剂,KOH 或Na
2CO
3
为催化剂,在常压187~287℃下
加热20min 完全液化了诸如木粉、榛子壳、烟草茎等木质纤维原料。

从液化产物中酸化得到的丙酮可溶物质被称为生物燃料〔Biofuel〕,它被作为汽油和醇类混合燃料的一种型混合添加剂,可以到达稳定汽油-醇-水系统防止分层的作用,但是Demirbas也觉察
在这个液化过程会消耗催化剂KOH ,由于在纤维素的液化过程中会形成C
6
H
7O
3
(OK)(OH)
2
,而且中和生成的酸性轻组分也会消耗KOH,同时在碱的作用下,甘油
受热简洁形成聚合物〔如聚甘油酯〕,这样将大量地消耗甘油。

Yamada 承受聚乙二醇400〔PEG400〕-甘油〔7/3,质量比〕的混合溶剂〔聚乙二醇400,HO(CH CH O)H,分子量为380~420 〕,在浓硫酸的催化下150℃液化雪松木粉,混
2 2 n
合溶剂的液化效果〔残渣率>1%〕远好于单独使用聚乙二醇400〔PEG400〕〔残渣率>20%〕和甘油〔残渣率>32%〕为溶剂的效果。

在PEG400液化体系中,随液化时间的延长,液化残渣领先是急剧下降,接着消灭了溶解产物的再缩聚现象。

但假设在 PEG400中参加肯定量的甘油,最低残渣率大幅下降,且溶解产物的再缩聚也可明显得到把握。

Kurimoto 也承受聚乙二醇 400〔PEG400〕-甘油混合溶剂,在浓硫酸催化下,常压150℃下将木粉液化 75min ,然后将80%的 1,4-二氧六环可溶的液化产物分别出来,除去溶剂后就得到了液化木材〔1iquefied wood ,LW 〕。

然后将液化木材溶解在二氯甲烷中,与聚亚甲基二亚苯基二异氰酸盐〔PMDI 〕反响,经处理后可以得到聚氨酯膜〔PU 〕。

而 Maldas 也承受聚乙二醇 400〔PEG400〕-甘油混合溶剂,在 NaOH 催化下,常压 150~ 250℃液化木粉,得到的液化木材也依据前面提到的类似方法,与 PMDI 反响得到了聚氨酯膜〔PU 〕。

1,4-二氧六环 含有两个氧杂原子的六元杂环化合物。

分子式 C H 4 8 O 。

又称二恶
2
烷。

可燃的液体。

熔点 11.8 ℃,沸点 101 ℃〔 750 毫米汞柱〕,相对密度 1.0337 〔20 /4℃〕。

溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂。

1,4-二氧六环与醚类似,能形成过氧化物,在蒸馏时要用复原剂处理。

1,4- 二氧六环可由乙二醇经硫酸脱水制备, 它也是生产环氧乙烷时的间接产品。

1,4-二氧六环是一个重要的溶剂,可用作纤维素乙酸酯和很多树脂的溶剂。

它的蒸气对粘膜有刺激性。

如图。

Yamada 承受碳酸乙烯酯〔EC 〕和碳酸丙烯酯〔PC 〕在浓硫酸催化下120~150℃可以实现纤维素木材的快速完全液化。

他分析比较了一样液化条件下〔温度 120~150℃、催化剂为 97%的硫酸、加酸量为液化剂量的 3%〕承受乙二醇〔 EG 〕、聚乙二醇 400 〔PEG400〕-EG 混合溶剂[V(PEG400):V(EG)=8:2]、碳酸乙烯酯〔EC 〕和碳酸丙烯酯〔PC 〕为液化剂的效果,结果说明:承受EC 为溶剂,其反响速率比 EG 快 27.9 倍, 比〔PEG400〕-EG 混合试剂快 10 倍;而PC 的液化速度也比EG 快 12.9 倍。

PC 完全液化纤维素需要 40min ,而 EC 完全液化纤维素只需 20min 。

对于不易液化的软木,承受EC 和 EG 的混合溶剂也可以完全液化。

他还觉察。

EC 的纤维素液化产物中含有乙酰丙酸衍生物,可以作为添加剂使用。

除溶剂外,影响低压〔常压〕液化的因素也包括原料、催化剂、反响温度等,其中原料、温度、反响时间等的影响与高压液化相像。

除金属催化剂外,低压〔常压〕液化承受的催化剂种类也与高压液化的相近或根本一样,主要分为酸性催化剂、碱性催化剂和其它盐类。

其中酸性催化剂又分为强酸类〔如硫酸、盐酸、苯磺酸等〕和弱酸类〔如磷酸、草酸、乙酸等〕;碱性催化剂主要包括碱〔如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙〕;盐类催化剂主要包括碱金属盐〔如碳酸盐、碳酸氢盐、甲酸盐等〕和Lewis 酸〔氯化锌、氯化铝等〕。

酸碱电子理论〔the electronic theory of acid and alkali〕,也称广义酸碱理论、路易斯〔lewis 〕酸碱理论,是1923 年美国物理化学家吉尔伯特〃牛顿〃路易斯〔Lewis G N 〕提出的一种酸碱理论,它认为:但凡可以承受外来电子对的分
子、基团或离子为酸;凡可以供给电子对的分子、基团或离子为碱。

这种理论包
含的酸碱范围很广,但是,它对确定酸碱的相对强弱来说,没有统一的标度,对
酸碱的反响方向难以推断。

后来,皮尔逊提出的软硬酸碱理论弥补了这种理论的
缺陷。

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电子酸碱的定义
但凡能够承受外来电子对〔的分子、离子或原子团称为路易斯酸(Lewis acid) ,简称受体;但凡能够给出电子对的分子、离子或原子团称为路易斯碱〔Lewis base〕,简称给体。

或者说:路易斯酸是指能作为电子对承受体的原子 ,分子或离子 ;路易斯碱则指能作为电子对赐予体的原子 ,分子或离子 ;
酸碱反响是电子对承受体与电子对赐予体之间形成配位共价键的反响 .
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路易斯酸的分类
1、配位化合物中的金属阳离子 ,例如[Fe(H2O)6]3+ 和[Cu(NH3)4]2+ 中的 Fe3+ 离子和 Cu2+ 离子。

2、有些分子和离子的中心原子尽管满足了 8电子构造 ,仍可扩大其配位层以接纳更多的电子对 .如 SiF4 是个路易斯酸 ,可结合 2个 F–的电子对形成 [SiF6]2 –。

3、另一些分子和离子的中心原子也满足 8电子构造 ,但可通过价层电子重排接
纳更多的电子对 .再如 CO2 能承受 OH–离子中 O 原子上的孤对电子。

4、某些闭合壳层分子可通过其反键分子轨道容纳外来电子对.碘的丙酮溶液呈现特有的棕色,是由于I2分子反键轨道接纳丙酮中氧原子的孤对电子形成协作物(CH3)2COI2. 再如四氰基乙烯 (TCNE) 的π*轨道能承受一对孤对电子。

常见的Lewis 酸:
1.正离子、金属离子:钠离子、烷基正离子、硝基正离子
2.受电子分子〔缺电子化合物〕:三氟化硼、三氯化铝、三氧化硫、二氯卡宾
3.分子中的极性基团:羰基、氰基
在有机化学中 Lewis 酸是亲电试剂
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路易斯碱的分类
1、阴离子
2、具有孤对电子的中性分子如NH3,H2O,CO2,CH3OH;
3、含有碳 -碳双键的分子如 CH2=CH2.
Lewis 碱明显包括全部 Bronsted 碱,但 Lewis 酸与 Bronsted 酸不全都 ,如HCl,HNO3 是Bronsted 酸,但不是 Lewis 酸,而是酸碱加合物 .
常见的Lewis 碱:
1.负离子:卤离子、氢氧根离子、烷氧基离子、烯烃、芳香化合物
2.带有孤电子对的化合物:氨、胺、醇、醚、硫醇、二氧化碳
在有机化学中 Lewis 碱是亲核试剂
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留意:
1.L ewis 酸碱电子理论中只有酸、碱和酸碱络合物,没有盐的概念;
2.在酸碱电子理论中,一种物质到底属于碱,还是属于酸,还是酸碱协作物,
应当在具体反响中确定。

在反响中起酸作用的是酸,起碱作用的是碱,而不能脱
离具体反响来识别物质的酸碱性。

同一种物质,在不同的反响环境中,既可以做
酸,也可以做碱。

3.正离子一般起酸的作用,负离子一般起碱的作用; AlCl3, SnCl2, FeCl3, BF3, SnCl4, BCl3, SbCl5 等都是常见的 Lewis 酸;
4.这一理论的缺乏之处在于酸碱的特征不明显
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酸碱反响的根本类型
依据酸碱电子论,可把酸碱反响分为以下四种类型:
1.酸碱加合反响酸碱反响是电子对承受体与电子对赐予体之间形成配位共
价键的反响如:
Ag+ +2 ∶NH3= [Ag(NH3)2]+
2.酸取代反响酸取代了酸碱协作物中的酸,生成了的酸碱协作物,这种取
代反响叫酸取代反响。

如: Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
酸〔H〕取代了酸碱协作物 Al(OH) 中的酸(Al) ,形成了的酸碱协作物 H2O。

又如: [CdI] + Hg = [HgI] + Cd
酸(Hg) 取代了酸碱协作物 [CdI] 中的酸( Cd) ,形成了的酸碱协作物[HgI] 。

3.碱取代反响碱取代了酸碱协作物中的碱,生成了的酸碱协作物,这种
取代反响叫碱取代反响。

如: [Cu(NH3)2]2+ + 2OH-== Cu(OH)2 ↓+4NH3
碱(OH) 取代了酸碱协作物[Cu(NH)] 中的碱(NH) ,形成了的酸碱协作物
Cu(OH) 。

又如:[Ag(NH3)2]+ == I AgI ↓+ 2NH3
碱(I) 取代了酸碱协作物 [Ag(NH3)2] 中的碱(NH3) ,形成了的酸碱协作物AgI。

4.双取代反响两种酸碱协作物中的酸碱相互穿插取代,生成两种的酸碱协
作物,这种取代反响称为双取代反响。

如:BaCl2 + Na2SO4 =BaSO4+ 2NaCl
CH3COOH + CH3OH =CH3COOCH3 + H2O
也有化学家这样分类:
A + :
B A —B 配位反响〔即以上分类中的酸碱加合反响〕
第一类反响叫协作物形成反响是最简洁的一类路易斯酸碱反响 ,或是酸与碱在惰性溶剂中发生的反响,或是反响物与溶剂本身的反响,或发生在气相的反响。

其次类反响叫臵换反响.或表示协作物中的碱配位体被一个外来碱臵换, 例如:
A —
B + :B A—B” +:B 取代反响〔即以上分类中的酸取代反响和碱取代反响〕
或表示协作物中的酸被一个外来酸臵换 ,例如:
[MnF6]2- + 2 SbF5 2 [SbF6]- + MnF4。

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