Hidrojenasyon Nedir?



Bir kimyasal reaksiyon sınıfı olan hidrojenasyon, organik bileşiklere hidrojen eklenmesi işlemine verilen genel bir isimdir. Hidrojenasyon, özellikle doymamış organik bileşikler olan alkenler, alkinler, ketonlar ve nitriller adına oldukça önemli bir reaksiyon olma özelliğine de sahiptir. Hidrojenasyon kimyasal işleminin tam tersi ise, dehidrojenasyondur.

Genel olarak belli bir basınç altında, katalizörlerin de yardımı ile direkt hidrojen eklenmesi işlemi şeklinde gerçekleşen hidrojenasyon, kimyasal tepkimeler ve reaksiyonlar arasında önemki bir yere sahiptir. Bu işlem için en klasik örnek ise, alkenlerdeki doymamış karbon kimyasal bağına, bir hidrojenin eklenmesi ile, alkenin alkana dönüşmesi durumudur.

Hidrojenasyon işleminin, ilaç ve petrokimya sektörlerinde çok değişik ve ilginç uygulamaları bulunmaktadır.

Kimyasal işlemler açısından incelendiğinde, alkenlere hidrojen eklenmesi sonucunda alkanların oluştuğu görülmektedir. Alkanlar, yalnızca karbon – karbon tekli bağlarına sahiptirler. Anlatılan bu tepkimede, katalizör kullanıldığı için, tepkime ismine “katalitik hidrojenleme” de denilebilmektedir. Aynı zamanda, alkenlere hidrojen katılma tepkimeleri, işlem sonucunda dışarıya ısı verdiği için ekzotermik tepkimeler olarak anılmaktadırlar. Bir başka teknik bilgi ise, oda sıcaklığında katalizörsüz tepkimenin gerçekleşmeyeceği yönündedir. Bu bilgiden hareketle, anlatılan kimyasal işlemde katalizör kullanılmasının amacının, tepkimenin oda sıcaklığında gerçekleşmesinin sağlanmasına yönelik olduğu görülmektedir.

Katalizörün yukarıda anlatılan işlevi dışında işlem sonucu elde edilecek olan ürünün “cis-Alkan” ya da “trans-Alkan” olmasını etkilemesi gibi bir başka etkinliği daha bulunmaktadır. Kullanılan katalizörün heterojen özellikte olması ve bu şekilde çözeltide yer alması, cis-Alkan oluşmasında etkili iken; ilgili katalizörün çözelti içerisinde homojen olarak yayılan bir karaktere sahip olması ise tepkime sonucunda trans-Alkan oluşmasına sebebiyet vermektedir.

Organik Kimyada Kullanım Durumu

Hidrojenasyon tepkimelerinini amacı, hidrojen atomlarının çoklu bağlara katılmasını sağlamaktır. Daha çok heterojen katalizörlü katılma tepkimeleri görülmekte; fakat nadiren de olsa homojen katalizörlerin kullanıldığı da bilinmektedir. İlgili tepkimelerde, genel olarak geçiş metallerinin katalizör görevi gördüğü bilinmektedir. Bu bilgiye ek olarak, tepkimede element halinde hidrojen kullanılması, sıcaklık ve basınç değerlerine de oldukça fazla etki etmektedir.

Hidrojenasyon Tepkimelerinde Kullanılan Katalizatörler

Periyodik cetvelde bulunan 8.grup elementlerinin hepsi, hidrojenasyon tepkimelerinde kullanılmaktadır. Paladiyum ve nikel ise, özellikle tercih edilen elementlerdendir. Kullanılan elementlere ek olarak, katalizör görevinde kullanılan şu elementler de, tepkimelerde görülebilir;


* Platin
* Rohodiyum
* Rutheniyum
* Kobalt
* Demir
* Bakır kromit
* Çinko kromit

Gıda Sektöründe Hidrojenasyon Uygulamaları

Doymamış yağların, ikili ve üçlü bağlarının, platin veya nikel katalizörlüğü altında hidrojen ile doyurulması işlemi ile margarin elde edilmesi, gıda sektörü açısından en sık görülen ve kullanılan işlem olmaktadır.