Hidrogenointi

Hidrogenointi on kemiallinen reaktio, jossa vetyä (H2) lisätään yhdisteen epätyydyttyneisiin sidoksiin. Yleisintä on kaksois- tai kolmoissidosten kyllästäminen siten, että ne muuttuvat yksinkertaisiksi sidoksiksi. Reaktio tapahtuu tavallisesti metallikatalyytin avulla ja vaatii paineita sekä usein korkeita lämpötiloja.

Katalyytit ja olosuhteet: Teollisuudessa käytetään pääasiassa nikkelipohjaisia sekä platina- tai palladium-pohjaisia katalyyttejä. Raney-nikkeli on yleinen ja kustannustehokas vaihtoehto. Selektiivisissä prosesseissa voidaan käyttää erikoiskatalyyttejä, jotka pysäyttävät reaktion tietyssä vaiheessa, esimerkiksi alkyynien hydrogenoinnissa cis-alkeneiksi. Paineet voivat vaihdella pienestä laboratorioasteesta useisiin kymmeniin tai satoihin baria teollisuudessa.

Sovellukset: Hidrogenointia käytetään sekä elintarviketeollisuudessa rasvojen ja öljyjen kyllästyttämiseen että orgaanisessa synteesissä. Se muuntaa alkeeneja ja alkyneja sekä joitakin karbonyliryhmiä (ketoneja ja aldehydejä) alkoholiksi tai muiksi vähemmän reagoiviksi yhdisteiksi. Rasvojen kyllästyminen lisää öljyn kovuutta sekä hapettumiskestävyyttä ja pidentää säilyvyyttä. Partial hydrogenation voi kuitenkin johtaa trans-rasvahappojen muodostumiseen, mikä on terveydelle haitallista ja on sittemmin rajoitettua sääntelyllä.

Turvallisuus ja ympäristö: Vetykaasu on helposti syttyvää, ja prosessit toteutetaan paineistetuissa järjestelmissä. Paloturvallisuus, kaasuvuotojen ehkäisy ja katalyyttien käsittely ovat tärkeitä. Energiankulutus sekä katalyyttien kierrätys vaikuttavat ympäristöön; kehitystyössä pyritään entistä vihreämpiin ja tehokkaampiin prosesseihin.

Historia: Teollinen hidrogenointi kehittyi 1800- ja 1900-luvuilla. Merkittävä virstanpylväs oli Sabatier–Senderensin katalyyttinen hidrogenointi. Termi hidrogenointi on vakiintunut kuvaamaan tätä lisäysreaktiota vetyyn.