Los físicos de la Universidad de Basilea han logrado ver un catalizador de plata en funcionamiento por primera vez con la ayuda de un microscopio de fuerza atómica. Las observaciones realizadas durante una reacción de Ullmann han permitido a los investigadores calcular el recambio de energía y, potencialmente,para optimizar la catálisis. El estudio, que se realizó con expertos de Japón e Irán, ha sido publicado en la revista científica pequeño .
La reacción de Ullmann examinada es una reacción química en la que los átomos de plata catalizan el enlace entre dos átomos de carbono a los que se unió previamente el yodo. Aunque los científicos conocen este tipo de reacción desde 1901 y la usaron para muchas conversiones químicas importantes, fueanteriormente no era posible observar el producto intermedio de la reacción en detalle.
Usando un microscopio de fuerza atómica, el equipo de investigadores dirigido por el profesor Ernst Meyer y el Dr. Shigeki Kawai del Instituto Suizo de Nanociencia y el Departamento de Física de la Universidad de Basilea ahora ha logrado mostrar esta reacción a resolución atómica.
Sorprendentemente, se reveló que los átomos de plata reaccionan con las moléculas a temperaturas de alrededor de -120 ° C y parecen curvarse como un puente sobre un río. En la segunda etapa de la reacción, que requiere que la temperatura aumente aalrededor de 105 ° C y genera el producto final, los átomos de plata se liberan nuevamente y dos átomos de carbono se unen.
Calculando energía
La reacción de Ullmann se ha utilizado para síntesis químicas desde hace mucho tiempo. El interés en este enlace de átomos de carbono ha aumentado recientemente nuevamente porque puede usarse para unir moléculas orgánicas a superficies y producir polímeros libres de solventes. Observaciones detalladas de cómoEl trabajo de los catalizadores permite a los científicos comprender mejor el proceso de reacción.
Los análisis anteriores no pudieron mostrar la disposición espacial del producto intermedio organometálico. Las imágenes detalladas ahora obtenidas son las primeras en permitir que el socio del proyecto, el Profesor Stefan Goedecker Departamento de Física, Universidad de Basilea calcule la rotación de energía de la reacción de Ullmann examinadaEstos datos confirman la disposición espacial inusual del producto intermedio e indican cómo se podría optimizar la reacción.
temperaturas relativamente bajas
La curvatura observada y la flexibilidad de las moléculas es probablemente la razón por la cual la reacción requiere temperaturas relativamente bajas de 105 ° C. Las moléculas están sujetas a tensión mecánica y, por lo tanto, pueden reaccionar más fácilmente, es decir, a temperaturas más bajas. Si otros catalizadores pudieranpara generar productos intermedios como estos que están sujetos a tensión, entonces las reacciones catalíticas también podrían ser posibles a temperaturas más bajas, lo que tendría sentido ecológico y económico porque los catalizadores tradicionales con platino, rodio o paladio a menudo requieren altas temperaturas de operación de 500 °C, que conduce a la emisión de gases residuales en estado frío.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :