ABSTRACT
Wpływ gęstości na reaktywność 2-propanolu w wodzie nadkrytycznej (SCW) został zbadany w mieszanym reaktorze wsadowym wyposażonym w bezpośredni wtrysk małych ilości cieczy organicznych bezpośrednio do środowiska nadkrytycznego. Substrat jest przenoszony z temperatury otoczenia do warunków nadkrytycznych w czasie ≤200 ms, co zapobiega zakłóceniom ze strony podkrytycznej chemii wody gorącej i pozwala na wyizolowanie reaktywności w obszarze SCW. Pobieranie próbek w mikroskali w trybie on-line umożliwia analizę produktu bez znaczących zmian warunków reakcji. Przy gęstościach od 0,24 g cm-3 do 0,58 g cm-3 główną reakcją 2-propanolu jest dehydratacja, w wyniku której powstaje propen i woda. Reakcja osiąga stan równowagi w czasie od kilku minut do kilkudziesięciu godzin, przy czym jej szybkość silnie zależy od gęstości wody. Zjawisko to badano przy gęstościach wody od 0.24 g cm-3 do 0.58 g cm-3 i temperaturach od 654 K do 686 K. Postuluje się, że znaczna część wzrostu szybkości reakcji wraz ze wzrostem gęstości wynika z rosnącego znaczenia procesów jonowych i katalizy kwasowej z powodu zwiększającej się dysocjacji wody, która zachodzi przy wyższych gęstościach. Stabilizacja oddzielonych od ładunku stanów przejściowych spowodowana zmianą stałej dielektrycznej wody w zależności od gęstości może być również istotna. Przedyskutowano pewne implikacje w odniesieniu do skalowania technologii SCW w oparciu o dane z małych badań laboratoryjnych.