発生水素は有機化学では時代遅れの概念であり、かつてはクレメンゼン還元やブボー・ブラン還元などの金属溶解反応を説明するために用いられていた。有機化合物はH 2と反応しないため、水素の特別な状態が仮定された。現在では金属溶解反応は金属表面で起こると理解されており、発生水素の概念は有機化学では信用されていない。[1] [2]しかし、原子状水素の形成は主に無機化学や腐食科学において、電気分解や嫌気性腐食にさらされた金属の水素脆化(例えば、強酸(HCl)中の亜鉛の溶解や強塩基(NaOH )中のアルミニウムの溶解)を説明するために用いられている。水素脆化のメカニズムはジョンソン(1875)によって初めて提唱された。[3]水素原子が有機溶媒中の有機試薬と反応できないことは、分子状二水素(H2)を原子状水素に解離することがよく知られている白金族(Pt、Pd、Rh、Ru、Ni)とは異なる一般的な金属(鋼、チタン)の結晶格子に直ちに拡散することができる水素原子の一時的な形成を排除するものではない。
歴史
発生段階の水素が分子状水素とは異なる化学的性質を持つという考えは、19世紀半ばに発展した。 アレクサンダー・ウィリアムソンは、教科書『学生のための化学』で繰り返し発生段階の水素に言及しており、例えば、四塩化炭素と水素の置換反応でクロロホルムやジクロロメタンなどの生成物が生成される場合、「この目的のためには水素は発生段階にあるに違いない。なぜなら、遊離水素ではこの効果が得られないからである」と書いている。[4]ウィリアムソンはまた、マルセリン・ベルテロ の初期の研究で発生段階の水素の使用についても述べている。[5] フランショは1896年にこの概念に関する論文を発表したが、[6]トマシはこれに対して強い言葉で反論し、「発生段階の水素はH + xカロリーに他ならない」と結論付けた自身の研究を指摘した。[7]
「新生水素」という用語は20世紀まで使われ続けた。[8]
低pHと高pHでの還元剤
デヴァルダ合金(アルミニウム(約45%)、銅(約50%)、亜鉛(約5%)の合金)は、硝酸塩(NO)の測定のためにアルカリ条件下でいわゆる発生期水素を生成するために湿式分析化学で一般的に使用されていた還元剤です。−
3)をアンモニア(NH
3)。
マーシュ試験では、ヒ素の定量に使用されます(ヒ酸(AsO3−4 3−4
4 ...)および亜ヒ酸(AsO3−3
3) をアルシン( AsH
3))では、亜鉛粉末を塩酸と接触させることで水素が発生します。
したがって、検出する種の揮発性に応じて、低pHまたは高pHで水素を簡単に生成できます。マーシュテストの酸性条件では、アルシンガス(AsH 3 )の急速な放出が促進されますが、高アルカリ溶液では、還元されたアンモニア(NH 3 )の脱ガスが大幅に促進されます(アンモニウムイオンNH+
4酸性条件下では水溶液に溶解する。
参照
参考文献
- ^ Laborda, F.; Bolea, E.; Baranguan, MT; Castillo, JR (2002). 「分析化学における水素化物生成と新生水素: いつ終わるのか?」. Spectrochim. Acta B. 57 ( 4): 797–802. Bibcode :2002AcSpe..57..797L. doi :10.1016/S0584-8547(02)00010-1.
- ^ Fábos, Viktória; Yuen, Alexander KL; Masters, Anthony F.; Maschmeyer, Thomas (2012). 「新生水素の神話とバイオマス変換への影響の探究」. Chem. Asian J. 7 (11): 2629–2637. doi :10.1002/asia.201200557. PMID 22952036.
- ^ジョンソン、ウィリアム H. (1875 年 12 月 31日)。「II. 水素と酸の作用によって鉄と鋼に生じるいくつかの注目すべき変化について」( PDF )。ロンドン王立協会紀要。23 (156–163): 168–179。doi :10.1098 / rspl.1874.0024。eISSN 2053-9126。ISSN 0370-1662。JSTOR 113285。S2CID 97579399 。
- ^ ウィリアムソン、アレクサンダー・ウィリアム(1868年)。学生のための化学。クラレンドン・プレス。p.139。
- ^ ウィリアムソン、アレクサンダーW. ( 1866)。「有機化学」。化学ニュースと物理科学ジャーナル。13 (318):14–17。
- ^ Franchot, R. (1896). 「発生期水素」J. Phys. Chem. 1 (2): 75–80. doi :10.1021/j150584a002.
- ^ Tommasi, D. (1897). 「R. Franchot の「発生期水素」というノートに対するコメント」J. Phys. Chem. 1 (9): 555. doi :10.1021/j150591a004.
- ^ JW McCutcheon (1942). 「リノール酸」. Org. Synth . 22:75 . doi :10.15227/orgsyn.022.0075.
