什么是硝化反应和反硝化反应及各个原理

硝化反应是向有机物分子中引入硝基的反应过程。脂肪族化合物硝化时有氧化-断键副反应,工业上很少采用。硝基甲烷、硝基乙烷、1-和2-硝基丙烷四种硝基烷烃气相法生产过程,是30年代美国商品溶剂公司开发的。迄今该法仍是制取硝基烷烃的主要工业方法。此外,硝化也泛指氮的氧化物的形成过程。

反硝化,也称脱氮作用,是指细菌将硝酸盐中的氮通过一系列中间产物还原为氮气的生物化学过程。参与这一过程的细菌统称为反硝化菌。

反硝化菌在无氧条件下,通过将硝酸盐作为电子受体完成呼吸作用(respiration)以获得能量。这一过程是硝酸盐呼吸(nitrate respiration)的两种途径之一,另一种途径是是硝酸异化还原成铵盐(DNRA)。

扩展资料:

硝化主要方法

硝化过程在液相中进行,通常采用釜式反应器。根据硝化剂和介质的不同,可采用搪瓷釜、钢釜、铸铁釜或不锈钢釜。用混酸硝化时为了尽快地移去反应热以保持适宜的反应温度,除利用夹套冷却外,还在釜内安装冷却蛇管。产量小的硝化过程大多采用间歇操作。产量大的硝化过程可连续操作,采用釜式连续硝化反应器或环型连续硝化反应器,实行多台串联完成硝化反应。环型连续硝化反应器的优点是传热面积大,搅拌良好,生产能力大,副产的多硝基物和硝基酚少。

硝化方法主要有:稀硝酸硝化、浓硝酸硝化、在浓硫酸中用硝酸硝化、在有机溶剂中用硝酸硝化和非均相混酸硝化等。

参考资料来源:百度百科-硝化反应

参考资料来源:百度百科-反硝化

硝化作用的具体介绍如下:

硝化作用(nitrification),是指氨基酸脱下的氨,在有氧的条件下,经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸的过程。氨转化为硝酸的氧化必须有氧气参与。

通常发生在通气良好的土壤、厩肥、堆肥和活性污泥中。

硝化作用由自养型细菌分阶段完成。第一阶段:第一阶段为亚硝化,即铵根(NH4+)氧化为亚硝酸根(NO2-)的阶段。参与这个阶段活动的亚硝酸细菌主要有5个属:亚硝化毛杆菌属;亚硝化球菌属;亚硝化螺菌属和亚硝化肢杆菌属。

其中,尤以亚硝化毛杆菌属的作用居主导地位,常见的有欧洲亚硝化毛杆菌等。

第二阶段为硝化,即亚硝酸根(NO2-)氧化为硝酸根(NO3-)的阶段。参与这个阶段活动的硝酸细菌主要有3个属:硝酸细菌属(Nitrobacter);硝酸刺菌属和硝酸球菌属。

其中以硝酸细菌属为主,常见的有维氏硝酸细菌和活跃硝酸细菌等。

硝化反应方程式:NH4++2O2=NO2-+H2O+2H+。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。 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。

硝化反应特点

有机化学中最重要的硝化反应是芳烃的硝化,向芳环上引入硝基的最主要的作用是作为制备氨基化合物的一条重要途径,进而制备酚、氟化物等化合物。

硝化是强放热反应,其放热集中,因而热量的移除是控制硝化反应的突出问题之一。

硝化要求保持适当的反应温度,以避免生成多硝基物和氧化等副反应。硝化是放热反应,而且反应速率快,控制不好会引起爆炸。为了保持一定的硝化温度,通常要求硝化反应器具有良好的传热装置。


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