Поговорим о том, как получить этан из метана. Для того чтобы найти мотивированный ответ на поставленный вопрос, рассмотрим особенности предельных углеводородов.
- Краткая характеристика метана
- Синтез Вюрца
- Особенности этана
- Заключение
- Этан: способы получения и свойства
- Гомологический ряд этана
- Строение этана
- Изомерия этана
- Химические свойства этана
- 1. Реакции замещения
- 1.1. Галогенирование
- 1.2. Нитрование этана
- 2. Дегидрирование этана
- 3. Окисление этана
- 3.1. Полное окисление – горение
- Получение этана
- 1. Взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)
- 2. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (реакция Дюма)
- 3. Гидрирование алкенов и алкинов
- 4. Синтез Фишера-Тропша
- 5. Получение этана в промышленности
- Как из метана получить этан уравнение реакции в одно действие
- как из этана получить метан
Видео:Как решать ОРГАНИЧЕСКИЕ ЦЕПОЧКИ? Основные типы химических реакцийСкачать
Краткая характеристика метана
Первый представитель класса насыщенных углеводородов является газообразным веществом, которое плохо растворяется в воде. В природе этот парафин встречается в составе нефти. Именно метан является основой природного газа.
Видео:Получение метанаСкачать
Синтез Вюрца
Как из метана получить этан? Уравнение реакции предполагает вариант двухстадийного синтеза. На первом этапе происходит получение из метана его галогенопроизводной. Подобное взаимодействие осуществляется при повышенной температуре (энергии), считается реакцией радикального замещения. Не знаете, как получить из метана этан? Реакция галогенирования рассматривается в школьном курсе органической химии.
На втором этапе такого взаимодействия в промышленности осуществляется реакция Вюрца. Синтез был открыт в конце девятнадцатого века. Он подразумевал химическое взаимодействие хлорпроизводной метана (хлористого метила) с металлическим натрием.
Конечным продуктом будет этан, который представляет собой ценное сырье для химической промышленности. Именно из этого представителя ряда СпН2п+2 получают этиловый спирт, винилацетат, уксусную кислоту.
Видео:ВСЕ ПРО АЛКАНЫ за 8 минут: Химические Свойства и ПолучениеСкачать
Особенности этана
Данный парафин является вторым в гомологическом ряду алканов. Он имеет в сравнении с ним более высокую температуру кипения. Оба этих насыщенных углеводорода являются гомологами. Они имеют сходное химическое строение, подобные свойства. Единственным отличием между ними является группа СН2, которая называется гомологической разницей.
Рассмотрим еще один вариант того, как получить этан из метана. Например, можно осуществить частичное окисление метана до ацетилена. Полученный алкин, имеющий тройную связь в молекуле, подвергается каталитическому гидрированию. Продуктом взаимодействия будет именно этан. Осуществляется гидрирование по радикальному механизму. Несмотря на многообразие вариантов, для того чтобы определиться, как получить этан из метана, необходимо проанализировать условия протекания каждого отдельного процесса.
В настоящее время ответом на вопрос о том, как получить этан из метана, являетя частичное окисление с последующим гидрированием.
Видео:Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать
Заключение
Мы поговорили о том, как получить этан из другого предельного углеводорода. Теперь выясним основные области использования данных соединений. Первое вещество представляет собой самое физиологически безвредное газообразное вещество гомологического ряда парафиновых углеводородов. Оно не ядовито, поскольку имеет незначительную растворимость в воде.
Причиной гибели человека в помещении, насыщенном метаном, может стать только недостаточное количество в атмосфере кислорода, а также вдыхание высоких концентраций метана. Например, при наличии в воздухе от 25 до 30 процентов этого парафина появляются признаки асфиксии. У человека учащается пульс, увеличивается объем дыхания, нарушается координация мышечных действий. При повышении концентрации метана возникает кислородное голодание, одышка, головная боль.
Люди, которые постоянно работают в шахтах, где в воздухе содержатся представители предельных углеводородов, имеют серьезные проблемы с вегетативной нервной системой. Непродолжительное наркотическое действие парафинов аналогично воздействию диэтилового эфира.
Метан считается парниковым газом, превосходящим по силе углекислый. Этан, полученный из первого представителя класса насыщенных углеводородов, востребован в химической промышленности.
Видео:Получение алканов. Реакция Вюрца (механизм + сложные случаи). ЕГЭ по химии.Скачать
Этан: способы получения и свойства
Этан C2H6 – это предельный углеводород, содержащий два атома углерода в углеродной цепи. Бесцветный газ без вкуса и запаха, нерастворим в воде и не смешивается с ней.
Видео:Расчет выхода продукта от теоретически возможного. 10 класс.Скачать
Гомологический ряд этана
Все алканы — вещества, схожие по физическим и химическим свойствам, и отличающиеся на одну или несколько групп –СН2– друг от друга. Такие вещества называются гомологами, а ряд веществ, являющихся гомологами, называют гомологическим рядом.
Самый первый представитель гомологического ряда алканов – метан CH4. , или Н–СH2–H.
Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу –СН2– в углеводородную цепь алкана.
| Название алкана | Формула алкана |
| Метан | CH4 |
| Этан | C2H6 |
| Пропан | C3H8 |
| Бутан | C4H10 |
| Пентан | C5H12 |
| Гексан | C6H14 |
| Гептан | C7H16 |
| Октан | C8H18 |
| Нонан | C9H20 |
| Декан | C10H22 |
Общая формула гомологического ряда алканов CnH2n+2.
Первые четыре члена гомологического ряда алканов – газы, C5–C17 – жидкости, начиная с C18 – твердые вещества.
Видео:1.2. Алканы: Способы получения. Подготовка к ЕГЭ по химииСкачать
Строение этана
В молекулах алканов встречаются химические связи C–H и С–С.
Связь C–H ковалентная слабополярная, связь С–С – ковалентная неполярная. Это одинарные σ-связи. Атомы углерода в алканах образуют по четыре σ-связи. Следовательно, гибридизация атомов углерода в молекулах алканов – sp 3 :
При образовании связи С–С происходит перекрывание sp 3 -гибридных орбиталей атомов углерода:
При образовании связи С–H происходит перекрывание sp 3 -гибридной орбитали атома углерода и s-орбитали атома водорода:
Четыре sp 3 -гибридные орбитали атома углерода взаимно отталкиваются, и располагаются в пространстве так, чтобы угол между орбиталями был максимально возможным.
Поэтому четыре гибридные орбитали углерода в алканах направлены в пространстве под углом 109 о 28′ друг к другу:
Это соответствует тетраэдрическому строению молекулы.
| Например, в молекуле этана C2H6 атомы водорода располагаются в пространстве в вершинах двух тетраэдров, центрами которых являются атомы углерода |
Видео:Видео №3. Как составить изомерыСкачать
Изомерия этана
Для этана не характерно наличие изомеров – ни структурных (изомерия углеродного скелета, положения заместителей), ни пространственных.
Видео:ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ: Химическое Количество Вещества, Моль, Молярная Масса и Молярный ОбъемСкачать
Химические свойства этана
Этан – предельный углеводород, поэтому он не может вступать в реакции присоединения.
Для метана характерны реакции:
Разрыв слабо-полярных связей С – Н протекает только по гомолитическому механизму с образованием свободных радикалов.
Поэтому для этана характерны радикальные реакции.
Этан устойчив к действию сильных окислителей (KMnO4, K2Cr2O7 и др.), не реагирует с концентрированными кислотами, щелочами, бромной водой.
Видео:Реакция Дюма. Получение метанаСкачать
1. Реакции замещения
В молекулах алканов связи С–Н более доступны для атаки другими частицами, чем менее прочные связи С–С.
1.1. Галогенирование
Этан реагирует с хлором и бромом на свету или при нагревании.
При хлорировании этана сначала образуется хлорэтан:
Хлорэтан может взаимодействовать с хлором и дальше с образованием дихлорэтана, трихлорэтана, тетрахлорметана и т.д.
1.2. Нитрование этана
Этан взаимодействует с разбавленной азотной кислотой по радикальному механизму, при нагревании и под давлением. Атом водорода в этане замещается на нитрогруппу NO2.
| Например. При нитровании этана образуется преимущественно нитроэтан: Видео:Как за 4 МИНУТЫ выучить Химию? Химическое Количество, Моль и Закон АвогадроСкачать  2. Дегидрирование этанаДегидрирование – это реакция отщепления атомов водорода. В качестве катализаторов дегидрирования используют никель Ni, платину Pt, палладий Pd, оксиды хрома (III), железа (III), цинка и др. При дегидрировании алканов, содержащих от 2 до 4 атомов углерода в молекуле, разрываются связи С–Н у соседних атомов углерода и образуются двойные и тройные связи.
Видео:Химические свойства алканов. 1 часть. 10 класс.Скачать  3. Окисление этанаЭтан – слабополярное соединение, поэтому при обычных условиях он не окисляется даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.). 3.1. Полное окисление – горениеЭтан горит с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения этана сопровождается выделением большого количества теплоты. Уравнение сгорания алканов в общем виде: При горении этана в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С. Видео:Органическая Химия — Алканы и Цепь из АтомовСкачать  Получение этанаВидео:Химические свойства алканов | Химия ЕГЭ для 10 класса | УмскулСкачать  1. Взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)Это один из лабораторных способов получения этана из хлорметана или бромметана. При этом происходит удвоение углеродного скелета.
|
