Widerlegung der universellen Anwendbarkeit des Quecksilbertests

Der Quecksilbertest an Katalysatoren, der als universell gilt, scheint nicht eindeutig zu sein

26.10.2018

Allen Dressen

Chemiker bestätigten, dass der Test zusätzliche Kontrollversuche erforderte, um seine Ergebnisse zu überprüfen. Die Studie könnte dazu führen, dass die vorhandenen experimentellen Daten überdacht und die Katalysemechanismen in mehreren chemischen Reaktionen verbessert werden.

Der Quecksilbertest von Katalysatoren, der seit 100 Jahren verwendet wird und als universell gilt, erwies sich als nicht eindeutig. Diese Schlussfolgerung wurde von einer Gruppe von Wissenschaftlern gezogen, darunter ein RUDN-Chemiker. Die Gruppe bestätigte, dass der Test zusätzliche Kontrollversuche erforderte, um seine Ergebnisse zu überprüfen. Die Studie könnte dazu führen, dass die vorhandenen experimentellen Daten überdacht und die Katalysemechanismen in mehreren chemischen Reaktionen verbessert werden.

Katalysatoren beschleunigen chemische Reaktionen um Dutzende, wenn nicht sogar Hunderte von Malen. Die Mechanismen ihrer Aktivität können heterogen oder homogen sein. Im ersten Fall nimmt ein Katalysator an einer Reaktion in Form von einzelnen Atomen oder Ionen teil, im zweiten Fall - als einzelner Festkörper, kolloidale Lösung oder Nanocluster. Um den Aktivitätsmechanismus jedes Katalysators zu bestimmen, führen Wissenschaftler Homing-Experimente durch, von denen der Quecksilbertest das beliebteste ist. Es basiert auf der Fähigkeit von Quecksilber, sich mit Metallen zu verbinden oder sich an deren Oberfläche zu adsorbieren. Abhängig von der Aktivität von Quecksilber in einer Reaktion kann man feststellen, ob der Katalysator homo- oder heterogen ist. Ein RUDN-Chemiker hat zusammen mit seinen russischen Kollegen den universellen Charakter dieses Tests widerlegt.

Die Autoren untersuchten den Einfluss von Quecksilber auf die chemische Struktur von Katalysatoren der homogenen Klasse der Palladacyclen und fanden heraus, dass es mit ihnen organische Verbindungen bildet. Früher glaubten Wissenschaftler, dass Quecksilber nur mit heterogenen Katalysatoren reagierte und keinen Einfluss von homogenen hatte. Dennoch reagieren Palladacyclen mit Quecksilber, und daher können darauf basierende Tests zu falschen Ergebnissen führen.

Damit die Hauptprüfbedingung erfüllt ist, sollte Quecksilber nicht mit einem Metallkatalysator reagieren. Das von russischen Chemikern entdeckte Phänomen beweist, dass dieser Zustand für Palladacyclen falsch ist. Die Autoren glauben, dass der Quecksilbertest nur zusammen mit zusätzlichen Experimenten verwendet werden darf.

"Die Reaktion zwischen einem Katalysator und Quecksilber galt als Beweis für den Katalyseprozess nach dem heterogenen Prinzip. Wir haben gezeigt, dass die Reaktion zwischen Quecksilber und Palladacyclen zur Bildung von organischen Chloriden führt. Dies widerlegt den bestehenden Glauben. Wir haben festgestellt, dass dieser Prozess von der Struktur der Palladacyclen, den Bedingungen der Reaktion, dem Palladacyclen-Quecksilber-Verhältnis und der Reaktionsumgebung abhängt. Die Ergebnisse unserer Arbeit zeigen, dass für Quecksilbertests, die in Zukunft in der Chemie eingesetzt werden sollen, die Reaktion zwischen Quecksilber und dem Katalysator verhindert und zusätzliche Kontrollversuche durchgeführt werden sollten", sagt Viktor Khrustalyov, Mitautor der Arbeit, Doktor der Chemie und Leiter der Abteilung für anorganische Chemie bei RUDN.

Lomonosov Moscow State University

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