Рада 1: Як з етану отримати бутан

Рада 1: Як з етану отримати бутан



Бутан - органічна сполука алканових ряду. Це безбарвний газ, який утворюється в процесі переробки (крекінгу) нафти. При високих концентраціях бутан отруйний, також цей вуглеводень горючий і вибухонебезпечний. Отримують його в лабораторії і в промисловості різними способами. Однак на практичних заняттях з хімії використовують два з них.





Як з етану отримати бутан


















Інструкція





1


В обох випадках вихідною речовиною є етан. Вся справа в тому, що в шкільній або інститутської лабораторії отримання бутану можливо з мінімальними витратами енергоресурсів. Оскільки крекінг нафтопродуктів, процес дегідратації бутанолу і гідратація інших різних речовин можливі тільки під великим тиском з температурою в кілька сот і навіть тисяч градусів Цельсія.





2


У цих умовах найбільш раціональноїпредставляється реакція Вюрца. На вихідний етан (CH₃-CH₃) подіє розчином йоду, брому або хлору. Оскільки всі граничні вуглеводні прекрасно галогеніруются, в результаті реакції у вас вийде галоген-етан: CH₃-CH₃ + Br₂ → CH₃-CH₂-Br + HBr.





3


Потім до отриманого брометану додайте еквівалентну кількість металевого натрію: 2C₂H₅Br (брометан) + 2Na (натрій) → C₄H₁₀ (бутан) + 2NaBr (бромід натрію) .З кожними двома молекулами брометану взаємодіє дві молекули натрію CH₃-CH₂-Br + Na. Метал забирає галоген, а два етилових радикала CH₃-CH₂- + -CH₂-CH₃ об'єднуються з утворенням нового з'єднання - бутану (CH₃-CH₂-CH₂-CH₃).





4


Інший спосіб менш раціональний, але якщо перед вами стоїть завдання отримати бутан з етану з проміжною стадією, на якій утворюється пропан, такий варіант цілком підійде. Так само як і в першому випадку, піддайте етан Галогенування: CH₃-CH₃ + Br₂ → CH₃-CH₂-Br + HBr.





5


На другій стадії до утворився брометанудодайте Бромметан і натрій, від кожного із з'єднань металевий натрій забирає бром. Так ви отримаєте пропан: CH₃-CH₂-Br (брометан) + CH₃Br (Бромметан) + 2Na → CH₃-CH₂-CH₃ (пропан) + 2NaBr (бромід натрію) .Далі Галогенування ви піддаєте вже пропан: C₃H₈ + Br₂ → C₃H₇Br (бромпропан ) + HBr.





6


До отриманого бромпропану додайте Бромметан іметалевий натрій. В результаті відщеплення бромід-іонів і з'єднання пропилового і метилового радикалів ви отримаєте бутан: CH₃-CH₂-CH₂-Br (бромпропан) + CH₃Br (Бромметан) + 2Na → CH₃-CH₂-CH₂- CH₃ (бутан) + 2NaBr.




























Рада 2: Як отримати метал



метали - це хімічні елементи, у яких єособливі відмінності від інших елементів, неметалів. Наприклад, метали мають більш високу електропровідність на відміну від діелектриків і напівпровідників. Також вони мають гарну теплопровідність. За винятком ртуті, все метали - тверді речовини в звичайних умовах. Отримують метали різними способами, деякими з них можна скористатися.





метал








Вам знадобиться




  • Двовалентний оксид міді, соляна кислота, цинк, вугілля, пиролюзит, алюміній, магній.




Інструкція





1


Подрібніть двовалентний оксид міді в порошок і помістіть його в пробірку. За допомогою спиртівки нагрійте пробірку.





2


В іншу пробірку налийте розбавлену солянуабо сірчану кислоти і покладіть туди маленький шматочок цинку. Пробірку з кислотою закрийте кришкою з газовідвідної трубкою. При взаємодії цинку з розведеною кислотою буде виділятися водень. Другий кінець трубки занурте в пробірку з нагрітим оксидом міді. При реакції водню і двовалентного оксиду міді утворюється вода і чиста мідь.





3


Щоб отримати мідь без допомоги водню,необхідно подрібнений двовалентний оксид міді змішати з вугільним порошком. Насипте суміш в тигель, і нещільно накривши кришкою, поставте його в піч або на вогнище. При нагріванні, вугілля відновить оксид до металевої міді, і попутно утворюється вуглекислий газ. Після охолодження, залийте отриману суміш водою і збовтайте, важка мідь у вигляді бурих камінчиків осяде на дні, а залишився вугілля спливе на поверхню.





4


Візьміть 12 грам пиролюзита (оксид марганцю) і 4грами алюмінієвої стружки. Ретельно змішайте ці два компоненти і помістіть суміш в порцелянову тару. Посипте суміш магнієвої пилом і вставте в неї довгий шматок магнієвої фольги.





5


Перебуваючи на відстані, підпаліть магниевуюфольгу. Реакція відбудеться зі спалахом, після закінчення реакції ви отримаєте спечений металевий марганець, оксид алюмінію і не прореагували залишки вихідних речовин. Подібний процес відноситься до металлотермии.












Рада 3: Як отримати з етану хлоретан



хлоретан (Інші назви - хлористий етил, Етілхлорід)представляє собою безбарвний газ, має хімічну формулу C2Н5Cl. Змішується з етиловим спиртом і діетиловим ефіром, майже не змішується з водою. Яким чином можна отримати цю речовину?





Як отримати з етану хлоретан








Інструкція





1


Існує два головних промислових методу синтезу хлоретану: 1) Шляхом гідрохлорування етилену (етена) .2) Шляхом хлорування етану.





2


В даний час більш перспективним і економічно обгрунтованим визнаний другий спосіб. Реакція протікає таким чином: С2Н6 + Cl2 = C2H5Cl + HCl





3


Як і будь-яка стандартна реакція галогенуванняалканів, вона протікає по т.зв. «Радикальним механізмом». Для того, щоб ініціювати її початок, суміш: алкан (в даному випадку, етан) - галоген (в даному випадку, хлор) треба піддати інтенсивному ультрафіолетовому опроміненню.





4


Під дією світла молекула хлору розпадається нарадикали. Ці радикали тут же вступають у взаємодію з молекулами етану, забираючи у них атом водню, в результаті цього утворюються етільний радикали • С2Н5, які, в свою чергу, руйнують молекули хлору, утворюючи нові радикали. Тобто відбувається свого роду «ланцюгова реакція».





5


Підвищення температури збільшує швидкістьхлорування етану. Однак оскільки також зростає «вихід» інших хлорвмісних похідних етану, що небажано, цю реакцію проводять при низьких температурах, для максимально можливого отримання цільового продукту.











Рада 4: Як отримати етан з ацетилену



Ацетилен відноситься до ненасичених вуглеводнів. Його хімічні властивості визначаються потрійним зв'язком. Він здатний вступати в реакції окислення, заміщення, приєднання і полімеризації. Етан - граничний вуглеводень, для якого характери реакції заміщення по радикальному типу, дегідрування і окислення. При температурі близько 600 градусів за Цельсієм він розкладається на водень і етен.





Як отримати етан з ацетилену








Вам знадобиться




  • - хімічне обладнання;
  • - каталізатори;
  • - бромная вода.




Інструкція





1


Ацетилен, етилен і етан - в звичайних умовахбезбарвні горючі гази. Тому спочатку ознайомтеся з технікою безпеки при роботі з летючими речовинами. Не забудь повторити будову молекул і хімічні властивості алкінів (ненасичених вуглеводнів), алкенів і алканів. Подивіться, чим вони схожі і чим різняться. Для отримання етану вам буде потрібно ацетилен і водень.





2


Щоб зробити ацетилен в лабораторнихумовах, проведіть розкладання карбіду кальцію CaC2. Його можете взяти готовим або ж отримати шляхом спікання негашеного вапна з коксом: СаО + 3C = CaC2 + CO - процес протікає при температурі 2500 ° C, СаС2 + 2Н2O = C2H2 + Са (ОН) 2.Проведіть якісну реакцію на ацетилен - знебарвлення бромної води або розчину перманганату калію.





3


Отримати водень ви зможете декількома способами: - взаємодією металів з кислотою: Zn + 2 НСl = ZnСl2 + Н2 ↑ - під час реакція лугу з металами, гідроксиди яких мають амфотерними властивостями: Zn + 2 NaОН + 2 Н2О = Na2 [Zn (ОН) 4] + Н2 ↑ - електролізом води, для збільшення електропровідності якої додають луг. При цьому на катоді утворюється водень, а на аноді - кисень: 2 Н2О = 2 Н2 + O2.





4


Для отримання з ацетилену етану необхідно провести реакцію приєднання водню (гідрування), враховуючи при цьому властивості хімічних зв'язків: спочатку з ацетилену виходить етилен, а потім при подальшомугидрировании - етан. Для наочного вираження процесів складіть і запишіть рівняння реакцій: C2H2 + H2 = C2H4C2H4 + H2 = C2H6Реакція гідрування протікає при кімнатній температурі в присутності каталізаторів - дрібно роздробленого паладію, платини або нікелю.











Рада 5: Як з етану отримати пропан



Етан і пропан - гази, найпростіші представники ряду граничнихвуглеводнів - алканів. Їх хімічні формули С2Н6 і С3Н8 відповідно. Етан служить сировиною для виробництва етилену. Пропан ж використовується як паливо, як в чистому вигляді, так і в суміші з іншими вуглеводнями.





Як з етану отримати пропан








Інструкція





1


Для того щоб отримати пропан, Вам знадобляться два найпростіших вуглеводнів: метан і етан. Їх окремо один від одного піддайте галогенування (точніше, хлоруванню) під впливом ультрафіолетового опромінення. Це необхідно для того, щоб утворилися ініціатори реакції - вільні радикали. В результаті відбуваються такі реакції: - CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl, тобто утворюються хлористий метан і хлористий водень; - С2Н6 + Сl2 = C2H5Cl + HCl, тобто утворюються хлористий етан та хлористий водень.





2


Після цього хлористий метан і хлористий етан піддайте впливу в присутності металевого натрію. В результаті протікає реакції утворюються пропан і хлористий натрій. Реакція проходить за такою схемою: - C2H5Cl + CH3Cl + 2Na = C3H8 + 2NaCl.Такого роду реакції носять назву «реакція Вюрца», названі на честь знаменитого німецького хіміка, який вперше здійснив синтез симетричного вуглеводню шляхом взаємодії натрію на галоген-похідні алканів.





3


У реакціях галогенування замість хлору ви можете застосовувати і бром. Просто, якщо використовувати більш активний хлор, реакція протікає швидше і легше.





4


У промисловості пропан з етану не отримують: цей процес абсолютно нерентабельний. Такі реакції є чисто навчальний інтерес, вони використовуються для відпрацювання і закріплення лабораторних навичок.











Рада 6: Як з бутану отримати бутен



Бутан - органічна речовина, що відноситься докласу граничних вуглеводнів. Його хімічна формула С4H10. Він головним чином використовується як компонент високооктанових бензинів і як сировину для виробництва бутена. Бутен - неграничні вуглеводень, газ, має формулу С4Н8. від бутану відрізняється наявністю однієї подвійного зв'язку вмолекулі. Широко використовується при синтезі бутадієну, бутилового спирту, изооктана і поліізобутилену. Крім того, бутилен застосовується як один з компонентів суміші для різання і зварювання металів.





Як з бутану отримати бутен








Інструкція





1


Подивіться на формули наступних хімічних сполук: С4H10 і С4Н8. Чим вони відрізняються? Тільки тим, що в молекулі бутану на два атома (точніше, іона) водню більше. Звідси випливає природний висновок: щоб перетворити бутан в бутен, треба видалити з його молекули два зайвих атома водню. Ця реакція називається дегидрированием. Вона відбувається за такою схемою: С4Н10 = С4Н8 + Н2.





2


Які умови протікання вищевказаної реакції? Просто так при нормальних умовах вона не піде. Вам знадобиться, перш за все, висока температура (близько 500 градусів). Але однієї лише температури для того, щоб реакція пройшла по потрібної вам схемою, недостатньо. Експериментальними даними встановлено, що тоді більша частина бутану буде перетворюватися або в етан та етен (етилен), або в метан і пропен, тобто проходити за наступними схемами: С4Н10 = С2Н6 + С2Н4 і С4Н10 = СН4 + С3Н6. І лише зовсім невелика частина бутану перетвориться в бутен і водень.





3


Тому вам необхідний ще каталізатор на основі нікелю. В його присутності при температурі 500 градусів майже 90 відсотків бутану перетворюється в бутен, реакція буде виглядати наступним чином: С4Н10 = С4Н8 + Н2. Тому ця реакція так і називається «отримання бутена з бутану методом каталітичного дегідрування ».





4


Зрозуміло, проведення реакції при такій температурі (500 градусів) в лабораторних умовах дуже важко. Тому описаний метод отримання бутена використовується тільки в промисловості.





5


Існують і інші способи отримання бутена. Наприклад, крекингом нафти (високотемпературнапереробка), каталітичним крекингом (термокаталітіческого переробка) вакуумного газойлю і т.д. При крекінгу підвищується температура, за рахунок якої збільшується дегідрогенізація.