Porada 1: Jak uzyskać etan z etanu

Porada 1: Jak uzyskać etan z etanu



Bhutan - związek organiczny z serii alkanów. Jest to bezbarwny gaz, który tworzy się podczas przetwarzania (krakingu) oleju. W wysokich stężeniach butan jest trujący, również ten węglowodór jest łatwopalny i wybuchowy. Zdobądź go w laboratorium i przemyśle na różne sposoby. Jednak dwa z nich są wykorzystywane w praktycznych zajęciach z chemii.





Jak zdobyć etan z butanu


















Instrukcje





1


W obu przypadkach materiałem wyjściowym jest etan. Cała kwestia polega na tym, że w laboratorium szkolnym lub instytutowym możliwa jest produkcja butanu przy minimalnych zasobach energii. Ponieważ pęknięcie produktów naftowych, proces odwodnienia butanolu i uwodnienie innych różnych substancji są możliwe tylko pod wysokim ciśnieniem, w temperaturze kilkuset i nawet tysięcy stopni Celsjusza.





2


W tych warunkach najbardziej racjonalnepojawia się reakcja Wurza. Do wyjściowego etanu (CH₃-CH₃) należy użyć roztworu jodu, bromu lub chloru. Ponieważ wszystkie ostateczne węglowodory są perfluorowcowane, w wyniku reakcji dostaniesz chlorowco-etan: CH₃-CH₃ + Br₂ → CH₃-CH₂-Br + HBr.





3


Następnie dodaje bromoetanu dodać równoważną ilość metalicznego sodu: 2C₂H₅Br (bromoetanu 2Na) + (sodowy) → C₄H₁₀ (butano) + 2NaBr (bromek sodu) .Z każdego bromo dwóch cząsteczeketan dwie cząsteczki sodu CH₃-CH₂-Br + Na oddziałują. Metal przejmuje halogen, a dwa rodniki etylowe CH2-CH2- + -CH2-CH2 łączą się tworząc nowy związek butanu (CH2-CH2-CH2-CH2).





4


Inny sposób jest mniej racjonalny, ale jeśli masz do czynienia z uzyskaniem butanu etan w etapie pośrednim, na którym powstaje propan, taka opcja jest całkiem odpowiednia. Jak w pierwszym przypadku, przedmiot etanu do halogenowania: CH3-CH3 + Br2 → CH3-CH3-Br + HBr.





5


W drugim etapie uzyskany bromoetanbromometan i dodać sodu, związki z każdego z metalicznego sodu odbywa bromu. Więc dostaniesz: CH₃ propan-CH₂-BR (Bromoetan) + CH₃Br (Bromometan) + 2Na → CH₃-CH₂-CH₃ (propan) + 2NaBr (bromek sodu) Zwane chlorowcowane narazić już propan: C₃H₈ + Br₂ → C₃H₇Br (bromopropanu ) + HBr.





6


Do otrzymanego bromopropanu dodać bromometan isód metaliczny. W wyniku rozszczepienia jony bromkowe związków, oraz rodniki propylowe i grupy metylowej można uzyskać butan: CH₃-CH₂-CH₂-Br (bromopropanu) + CH₃Br (bromometan) + 2Na → CH₃-CH₂-CH₂- CH₃ (butano) + 2NaBr.




























Wskazówka 2: Jak zdobyć metal



Metale Czy są pierwiastki chemiczneszczególne różnice w stosunku do innych pierwiastków, niemetali. Na przykład metale mają wyższe przewodnictwo elektryczne niż dielektryki i półprzewodniki. Mają również dobre przewodnictwo cieplne. Z wyjątkiem rtęci, wszystkie metale są ciałami stałymi w zwykłych warunkach. Otrzymuj metale na różne sposoby, niektóre z nich można wykorzystać.





Metal








Potrzebujesz




  • Dwuwartościowy tlenek miedzi, kwas chlorowodorowy, cynk, węgiel, pirolusyt, glin, magnez.




Instrukcje





1


Zmiaż dwuwartościowy tlenek miedzi w proszek i umieść go w probówce. Używając lampy z alkoholem, podgrzewaj rurkę.





2


W innej probówce wlać rozcieńczony kwas solnylub kwasu siarkowego i umieścić tam niewielki kawałek cynku. Probówka z kwasem zamknięta jest pokrywką z rurką gazową. Gdy cynk reaguje z rozcieńczonym kwasem, wodór zostanie uwolniony. Drugi koniec rurki zanurza się w rurze z ogrzewanym tlenkiem miedzi. W reakcji wodoru i dwuwartościowego tlenku miedzi powstaje woda i czysta miedź.





3


Aby uzyskać miedź bez pomocy wodoru,konieczne jest zmieszanie mielonego dwuwartościowego tlenku miedzi z proszkiem węglowym. Wlać mieszaninę do tygla i luźno przykryć pokrywką, umieścić w piecu lub w ogniu. Po podgrzaniu węgiel przywraca tlenek do miedzi metalicznej iw procesie tym powstaje dwutlenek węgla. Po ochłodzeniu, wylej do powstałej mieszaniny wodę i potrząśnij, na dnie osadza się mała miedź w postaci brązowych kamieni, a pozostały węgiel będzie pływał na powierzchnię.





4


Weź 12 gramów pirolusytu (tlenek manganu) i 4gramów wiórów aluminiowych. Wymieszaj dokładnie te dwa składniki i umieść mieszaninę w pojemniku na porcelanę. Posypać mieszaniną pyłem magnezu i włożyć do niego długą partię folii magnezowej.





5


Z pewnej odległości ustaw magnezfolia. Reakcja nastąpi za pomocą lampy błyskowej, po zakończeniu reakcji otrzymasz spiekane metaliczne mangan, tlenek glinu i nieprzereagowane pozostałości materiałów wyjściowych. Podobny proces dotyczy metalothermy.












Wskazówka 3: Jak dostać się z etano-chloroetanu



Chloroetan (inne nazwy to chlorek etylu, chlorek etylu)jest bezbarwnym gazem, ma wzór chemiczny C2H5Cl. Mieszalny z alkoholem etylowym i eterem dietylowym prawie nie miesza się z wodą. Jak zdobyć tę substancję?





Jak dostać się z etano-chloroetanu








Instrukcje





1


Istnieją dwa główne przemysłowe metody syntezy chloruetan: 1) Przez chlorowodorowanie etylenu (etenu) 2) Przez chlorowanie etanu.





2


Obecnie druga metoda jest bardziej obiecująca i uzasadniona ekonomicznie. Reakcja przebiega w ten sposób: C2H6 + Cl2 = C2H5Cl + HCl





3


Jak każda standardowa reakcja chlorowcowaniaalkany, przebiega zgodnie z tak zwanymi. "Radykalny mechanizm". Aby zainicjować początek, mieszanina: alkan (w tym przypadku etan) - atom fluorowca (w tym przypadku chlor) musi być poddawany intensywnej promieniowaniu ultrafioletowemu.





4


Pod wpływem światła cząsteczka chloru ulega rozkładowiradykałów. Te rodniki natychmiast oddziałują z cząsteczkami etanu, odchodząc od atomu wodoru, powodując powstawanie rodników etylowych • C2H5, które z kolei niszczą cząsteczki chloru, tworząc nowe rodniki. Oznacza to, że istnieje pewnego rodzaju „reakcja łańcuchowa”.





5


Zwiększenie temperatury zwiększa szybkośćchlorowanie etanu. Jednakże, ponieważ "wydajność" innych pochodnych etanu z chlorem wzrasta, co jest niepożądane, reakcję tę prowadzi się w niskich temperaturach w celu zmaksymalizowania produkcji pożądanego produktu.











Wskazówka 4: Jak uzyskać etan z acetylenu



Acetylen dotyczy nienasyconych węglowodorów. Jego właściwości chemiczne określa potrójne wiązanie. Jest zdolny do reagowania z utlenianiem, podstawieniem, dodawaniem i polimeryzacją. Ethan - ograniczający węglowodór, dla którego charakter reakcji podstawienia według typu rodnika, dehydrogenacja i utlenianie. W temperaturze około 600 stopni Celsjusza rozkłada się na wodór i eten.





Jak uzyskać etan z acetylenu








Potrzebujesz




  • - sprzęt chemiczny;
  • - katalizatory;
  • - woda bromowa.




Instrukcje





1


Acetylen, etylen i etan - w normalnych warunkachbezbarwne gazy palne. Dlatego najpierw przeczytaj instrukcje bezpieczeństwa dotyczące postępowania z substancjami lotnymi. Nie zapomnij powtórzyć struktury cząsteczek i chemicznych właściwości alkinów (nienasyconych węglowodorów), alkenów i alkanów. Zobacz, jak wyglądają i jak się różnią. Aby uzyskać etan, potrzebujesz acetylenu i wodoru.





2


Do produkcji acetylenu w laboratoriumWarunki przeprowadzić rozkład węglika wapnia CaC2. Może on się przetworzone lub otrzymane przez spiekanie koksu wapnem: CaO + 3C = CaC2 + CO - proces zachodzi w temperaturze 2500 ° C, CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca (OH) 2.Conduct jakościowe reakcję acetylenu - bromu odbarwianie woda lub roztwór nadmanganianu potasu.





3


Możesz uzyskać wodór na kilka sposobów: - reakcję metalu z kwasem, Zn + 2 HCI = ZnSl2 + H2 ↑ - podczas reakcji alkalicznej z wodorotlenkami metali, które mają właściwości amfoteryczne Zn + 2 NaOH + 2 H2O = Na2 [Zn (OH) 4] + H2 ↑ - poprzez elektrolizę wody, w celu zwiększenia przewodności elektrycznej, który dodaje się alkaliów. W tym przypadku na wodór na katodzie wytwarza się, a na anodzie - tlen: 2 = 2 H2O + O2, H2.





4


Aby uzyskać od acetylen etanu, konieczne jest przeprowadzenie reakcji addycji wodoru (uwodornienie), biorąc pod uwagę właściwości wiązań chemicznych: po pierwsze, od acetylen etylenu, a następnie dalejuwodornienie jest etanem. Wizualizację procesów ekspresji i aby równanie reakcji: zapis C2H2 + H2 = C2H4C2H4 + H2 = C2H6Reaktsiya przechodzi do uwodorniania w temperaturze pokojowej, w obecności katalizatora - drobno podzielonej pallad, platyna lub nikiel.











Porada 5: Jak dostać propan z etanu



Ethan i propan - gazy, najprostsze reprezentanty szeregu ograniczeńwęglowodory - alkany. Ich chemiczne wzory oznaczają odpowiednio C2H6 i C3H8. Ethan służy jako surowiec do produkcji etylenu. Propan jest również używany jako paliwo, w czystej formie lub w mieszaninie z innymi węglowodorami.





Jak dostać propan z etanu








Instrukcje





1


W celu uzyskania propan, potrzebujesz dwóch prostych węglowodorów: metan i etan. Oddziel je oddzielnie od siebie przez chlorowcowanie (dokładniej, chlorowanie) pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Jest to konieczne w celu utworzenia inicjatorów wolnych od wolnych rodników. W wyniku tego występują następujące reakcje: - CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl, to jest chlorek metanu i chlorek wodoru; - C2H6 + Cl2 = C2H5Cl + HCl, to znaczy chlorku etanu i chlorowodoru.





2


Po tym chlorku metanu i chlorku etanu odsłonięto w obecności metalicznego sodu. W wyniku reakcji, propan i chlorek sodu. Reakcję prowadzi się w ramach programu: - C2H5Cl + CH3CI + 2Na = C3H8 + 2NaCl.Takogo rodzaju reakcje są nazywane „Wurtza reakcji”, nazwane znanego niemieckiego chemika, który przeprowadził syntezę symetryczny pierwszego węglowodorowego na drodze reakcji wodorotlenku sodu z aureolą pochodnych alkanów.





3


W reakcjach chlorowcowania można użyć bromu zamiast chloru. Po prostu, jeśli używasz bardziej aktywnego chloru, reakcja przebiega szybciej i łatwiej.





4


W przemyśle propan od etan Nie dostajesz: ten proces jest zupełnie nieopłacalny. Reakcje takie mają wyłącznie interes naukowy, są wykorzystywane do rozwijania i konsolidowania umiejętności laboratoryjnych.











Porada 6: Jak uzyskać butan z butanu



Butan jest związkiem organicznymklasa nasyconych węglowodorów. Jego chemiczna formuła jest C4H10. Stosowany jest głównie jako składnik wysokooktanowej benzyny i jako surowiec do produkcji buten. Buten - nienasycony węglowodór, gaz, ma wzór C4H8. Z butan różni się obecnością jednego podwójnego wiązania wcząsteczka. Jest szeroko stosowany w syntezie butadienu, alkoholu butylowego, izoctanu i poliizobutylenu. Ponadto jako jeden ze składników mieszanki do cięcia i spawania metali stosuje się butylen.





Jak uzyskać butan z butanu








Instrukcje





1


Spójrzmy na wzory następujących związków chemicznych: C4H10 i C4H8. Jak się różnią? Tylko przez fakt, że w cząsteczce butan na dwóch atomach (a dokładniej jonie) wodoru jest większy. Prowadzi to do naturalnego wniosku: w celu przekształcenia butanu w buten konieczne jest usunięcie z jego cząsteczki dwóch dodatkowych atomów wodoru. Ta reakcja nazywa się odwodorowaniem. Występuje zgodnie z następującym schematem: C4H10 = C4H8 + H2.





2


Jakie są warunki dla powyższej reakcji? Po prostu w normalnych warunkach to nie zadziała. Potrzebna jest przede wszystkim wysoka temperatura (około 500 stopni). Ale sama temperatura jest wystarczająca, aby reakcja była zgodna z potrzebnym programem. Doświadczalne dane wskazują, że w tym czasie większość z nich butan przekształcają się w etan i etan (etylen) lub w metan i propen, to znaczy przechodzą przez następujące schematy: C4H10 = C2H6 + C2H4 i C4H10 = CH4 + C3H6. I tylko bardzo mała część butan zamieni się w buten i wodór.





3


Potrzebujesz katalizatora na bazie niklu. W jego obecności w temperaturze 500 stopni, prawie 90 procent butan zamienia się w buten, reakcja będzie wyglądać następująco: C4H10 = C4H8 + H2. Dlatego ta reakcja nazywana jest "uzyskaniem" buten od butan metoda katalitycznego odwodornienia ".





4


Oczywiście prowadzenie reakcji w tej temperaturze (500 stopni) w warunkach laboratoryjnych jest bardzo trudne. Dlatego opisano sposób otrzymywania buten jest używany tylko w przemyśle.





5


Istnieją inne sposoby uzyskania buten. Na przykład krakowanie oleju (wysoka temperaturaobróbka), krakowanie katalityczne (obróbka termokatalityczna) oleju próżniowego itp. Podczas pękania wzrasta temperatura, w wyniku czego zwiększa się odwodornienie.