Ako získať chlóretán z etánu v organickej chémii. Ako získať etylalkohol z etánu Ako získať etanol z chlóretánu
a) Etán možno získať z metánu v dvoch stupňoch. Pri chlórovaní metánu vzniká chlórmetán:
Keď chlórmetán reaguje so sodíkom, vzniká etán (Wurtzova reakcia):
Etanol je možné získať z etánu v dvoch stupňoch. Keď sa etán chlóruje, vzniká chlóretán:
Keď je chlóretán vystavený vodnému roztoku alkálie, atóm chlóru je nahradený hydroxylovou skupinou a vzniká etanol.
Etán možno získať aj z etanolu v dvoch stupňoch. Keď sa etanol zahrieva s kyselinou sírovou, dochádza k dehydratácii a vytvára sa etylén:
b) Keď sa etanol zahrieva s kyselinou sírovou, dochádza k dehydratácii a vytvára sa etylén:
Keď sa etylén hydrogenuje na katalyzátore, vzniká etán:
Pri chlórovaní etánu vzniká chlóretán:
Acetaldehyd je možné získať z chlóretánu v dvoch stupňoch. Keď je chlóretán vystavený vodnému roztoku alkálie, vzniká etanol.
Pri zahrievaní sa etanol oxiduje oxidom medi na acetaldehyd:
c) Butadién možno získať priamo z etylalkoholu zahrievaním v prítomnosti katalyzátora, pri ktorom dochádza k súčasnej dehydrogenácii (odstránenie vodíka) a dehydratácii (odstránenie vody):
d) Pri silnom zahriatí uhličitanu vápenatého a uhlíka vzniká karbid vápnika:
Keď je karbid vápnika vystavený vode, získa sa acetylén:
Etylalkohol je možné získať z acetylénu v dvoch stupňoch. Keď sa acetylén hydrogenuje v prítomnosti katalyzátora, vzniká etylén.
Etán – C2H6 – je plyn bez zápachu a farby, trieda alkánov. V prírode sa nachádza v rope, zemnom plyne a iných uhľovodíkoch, a preto patrí medzi organické zlúčeniny. Od etán nechá sa získať etyl alkohol. Je pravda, že tento proces je dosť náročný na prácu alkohol zvyčajne získaná iným spôsobom.
Inštrukcie
1. Etyl alkohol sa získavajú výhodne ako výsledok fermentácie produktov obsahujúcich cukor, obilnín, ovocia, bobúľ a zeleniny. Na tento účel sa používajú destilačné jednotky, vykurovanie a destilácia.
2. Získajte etyl alkohol od etán mierna reakcia je povolená v procese katalytickej oxidácie pri zahriatí na 2000 stupňov v prítomnosti katalyzátora.
3. Ďalší spôsob získavania etyl alkohol a od etán spočíva v uskutočnení nasledujúcich reakcií: 1. halogenácia pri teplote 1000 °C a v prítomnosti ultrafialového svetla: C2H6 + Cl2 = C2H5Cl2. Ďalej vykonajte reakciu s alkáliou: C2H5Cl + NaOH = C2H5OH + NaCl
4. Etyl alkohol od etán Môžete to získať ešte jedným spôsobom. Vykonajte dehydrogenáciu etán pri 400-5000°C v prítomnosti katalyzátorov platina Pt, nikel Ni, Al2O3:C2H6 = C2H4 + H2
6. Etán je horľavý, približne nerozpustný vo vode, výbušný po zmiešaní so vzduchom a netoxický. Pri zahriatí etán do teploty 575-10000°C sa rozkladá na acetylén a vodík, následné zahrievanie vedie k zuhoľnateniu a tvorbe aromatických uhľovodíkov.
7. Priemyselne sa etán používa na výrobu etylénu, bezfarebného plynu s rovnakým chemickým vzorcom ako etán. V minulom storočí sa v kombinácii s kyslíkom používal na anestéziu etylén. Dnes je etylén surovinou na nákup polyetylénu, vinylacetátu, etylénoxidu, kyseliny octovej a mnohých ďalších. Etylén je tiež fytohormón, ktorý ovplyvňuje zdravie a rast mnohých živých organizmov.
Etyl alkohol alebo etanol je kvapalina s chemickým vzorcom C2H5OH. Pri interakcii so vzduchom tvorí etanol výbušnú zmes. Je široko používaný v technológii vo forme azeotropnej zmesi, je to vynikajúce, ale horľavé rozpúšťadlo. Používa sa aj v potravinárskom a medicínskom priemysle. Nákup etyl alkohol a je pomerne komplikovaný proces, ktorý si vyžaduje veľké znalosti v oblasti syntézy podobných látok.
Inštrukcie
1. Jedna z metód získavania etyl alkohol a – fermentácia zemiakového škrobu kvasinkovými enzýmami. Táto metóda sa stále používa, ale vzhľadom na rastúcu spotrebu už nedokáže uspokojiť potreby priemyslu, navyše nevýhodou tejto metódy je potreba veľkých výdavkov na potravinárske suroviny.
2. Ďalšou metódou získavania etanolu je hydrolýza dreva. Táto metóda je tiež spojená s použitím rastlinného oleja. Drevo obsahuje asi 50 % celulózy, z ktorej sa pomocou vody a kyseliny sírovej získava glukóza, ktorá sa následne fermentuje. Jednou z výrobných metód je hydrolýza etylénu kyselinou sírovou. Používa sa aj priama hydratácia etylénu pomocou vody a kyseliny fosforečnej.
Video k téme
Poznámka!
Príprava čistého etylalkoholu doma je prakticky nemožná, bude vždy obsahovať nečistoty jedovatého metylalkoholu.
chlóretán(iné názvy: etylchlorid, etylchlorid) je bezfarebný plyn s chemickým vzorcom C2H5Cl. Miešateľný s etylalkoholom a dietyléterom, približne nemiešateľný s vodou. Ako je možné získať túto látku?
Inštrukcie
1. Existujú dva hlavné priemyselné spôsoby syntézy chlóru etán:1) Hydrochloráciou etylénu (eténu) 2) Chloráciou etánu.
2. V súčasnosti je 2. metóda uznávaná ako sľubnejšia a ekonomicky uskutočniteľnejšia. Reakcia prebieha nasledovne: C2H6 + Cl2 = C2H5Cl + HCl
3. Ako každá štandardná reakcia halogenácie alkánov prebieha podľa tzv. „radikálny mechanizmus“. Na spustenie jeho predslovu sa musí zmes: alkán (v tomto prípade etán) - halogén (v tomto prípade chlór) podrobiť nasýtenému ultrafialovému žiareniu.
4. Pri vystavení svetlu sa molekula chlóru rozkladá na radikály. Tieto radikály okamžite interagujú s molekulami etánu a odoberajú z nich atóm vodíka, v dôsledku čoho sa vytvárajú etylové radikály C2H5, ktoré zase ničia molekuly chlóru a vytvárajú nové radikály. To znamená, že takpovediac nastáva „reťazová reakcia“.
5. Zvyšujúca sa teplota zvyšuje rýchlosť chlorácie etánu. Pretože sa však zvyšuje aj „výťažok“ iných etánových derivátov obsahujúcich chlór, čo je nežiaduce, táto reakcia sa uskutočňuje pri nízkych teplotách, aby sa maximalizovalo potenciálne získanie cieľového produktu.
Užitočné rady
Nedávno sa práve z tejto látky vyrábalo tetraetylolovo Pb(C2H5)4 - známa tepelná elektráreň, prísada do motorového paliva, ktorá zvyšuje jeho oktánové číslo a znižuje pravdepodobnosť výbuchu. Kvôli mimoriadnej škodlivosti tohto aditíva, kvôli toxicite olova a všetkých jeho zlúčenín, je dnes používanie olovnatého benzínu výrazne obmedzené a v mnohých krajinách úplne zakázané. Povolené je len pridávanie tepelných elektrární do leteckého paliva. Chlóretán sa používa aj pri výrobe acetátu celulózy, pri syntéze organokremičitých látok, ako rozpúšťadlo pre množstvo živíc, tukov atď. Používa sa aj v medicíne ako rýchlo pôsobiace anestetikum na lokálnu anestéziu, „zmrazovacie činidlo“.
Etanol je bezfarebná organická látka so silným špecifickým zápachom. Používa sa v priemysle, v laboratóriách - ako najlepšie organické rozpúšťadlo, v medicíne - ako krásne antiseptikum. Etyl alkohol používa sa aj na výrobu alkoholických nápojov. Získava sa rôznymi metódami.
Inštrukcie
1. Na prvom mieste je nákup etanolu počas fermentačného procesu. Glukóza alebo hroznový cukor je fermentovaný, výsledkom čoho je tvorba alkohol a oxid uhličitý. Uvoľňovanie plynových bublín naznačuje neúplnosť procesu. Až keď sa prestane produkovať oxid uhličitý, môžeme povedať, že proces je dokončený, viac alkohol sa nevytvoria. Schematické získavanie alkohol a z glukózy môže byť vyjadrená ako reakcia: C?H?O? = fermentácia = C=H2OH + CO2.
2. Kúpiť hroznové víno s obsahom etylu alkohol a 16%, je povolené používať hroznovú šťavu, pretože Obsahuje glukózu vo voľnej forme. Nemenej známou metódou je fermentácia. Na implementáciu tejto metódy sa používajú zemiaky. Uvarí sa, ochladí a pridá sa slad; obsahuje zmes enzýmov, pod vplyvom ktorých po pridaní kvasníc vzniká alkohol .
3. Existuje množstvo ďalších chemických metód, pri ktorých možno etanol získať z primitívnejších látok, ako je etán a etylén, prostredníctvom metamorfózy. Metóda 1 – hydratácia etylénu. Spracujte etylén kyselinou sírovou. V dôsledku toho by ste mali dostať kyselinu etylsírovú: CH? = CH? +H?SO? = CH2-CH2-OSO?OH. Ďalej sa etylsírová kyselina podrobí hydrolýze: CH2-CH2-OSO?OH + H20 = C=H2OH + H2SO?. Medziprodukt bude byť dietyléter, následne získaná zmes potrebuje ďalšie čistenie. Čistenie reakčných produktov je založené na rozdiele teplôt varu etanolu a dietyléteru.
4. Metóda 2 – hydratácia etylénu. Hydratácia sa uskutočňuje pod tlakom pri teplote 300 °C. + H20 = C=H2OH.
5. Spôsob 3 – nákup etanolu z etánu v alkalickom prostredí s ďalším čistením. V prvom stupni sa tvorí brómetán, v 2. stupni - etyl alkohol:CH?-CH? + HBr = CH2-CH2Br + HBr; CH2-CH2Br + H20 = NaOH= C=H2OH + HBr.
Video k téme
Acetylén patrí medzi nenasýtené uhľovodíky. Jeho chemické vlastnosti určuje trojitá väzba. Je schopný podstúpiť oxidačné, substitučné, adičné a polymerizačné reakcie. Etan– nasýtený uhľovodík, pri ktorom dochádza k radikálovým substitučným reakciám, dehydrogenácii a oxidácii. Pri teplotách okolo 600 stupňov Celzia sa rozkladá na vodík a etén.
Budete potrebovať
- – chemické zariadenia;
- - katalyzátory;
- - brómová voda.
Inštrukcie
1. Acetylén, etylén a etán sú za normálnych podmienok bezfarebné horľavé plyny. Preto sa najprv oboznámte s bezpečnostnými opatreniami pri práci s prchavými látkami. Nezabudnite si preštudovať molekulárnu štruktúru a chemické vlastnosti alkínov (nenasýtených uhľovodíkov), alkénov a alkánov. Pozrite sa, v čom sú si podobné a ako sa líšia. Na nákup etánu budete potrebovať acetylén a vodík.
2. Na výrobu acetylénu v laboratóriu rozložte karbid vápnika CaC2. Môžete si ho vziať hotové alebo získať spekaním nehaseného vápna s koksom: CaO+3C=CaC2+CO - proces prebieha pri teplote 2500°C, CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2 dobrá reakcia s acetylénom - odfarbenie brómovej vody alebo roztoku manganistanu draselného.
3. Vodík môžete získať niekoľkými spôsobmi: - interakciou kovov s kyselinou: Zn+2 HCl=ZnCl2+H2 - pri reakcii alkálií s kovmi, ktorých hydroxidy majú amfotérne vlastnosti: Zn+2 NaOH+2 H2O=Na2+? H2? - voda na elektrolýzu, na zvýšenie elektrickej vodivosti sa pridáva zásada. V tomto prípade sa na katóde tvorí vodík a na anóde kyslík: 2 H2O = 2 H2 + O2.
4. Na nákup od acetylén etánu, je potrebné uskutočniť reakciu pridania vodíka (hydrogenáciu), pričom treba zvážiť vlastnosti chemických väzieb: po prvé, od acetylén sa získa etylén a potom sa počas následnej hydrogenácie získa etán. Pre vizuálne vyjadrenie procesov zostavte a zapíšte reakčné rovnice: C2H2 + H2 = C2H4C2H4 + H2 = C2H6 Hydrogenačná reakcia prebieha pri izbovej teplote v prítomnosti katalyzátorov – jemne drveného paládia, platiny alebo niklu.
Video k téme
Poznámka!
Pri práci dodržiavajte bezpečnostné opatrenia. Pamätajte, že tieto plyny dobre horia a sú výbušné, keď sú zmiešané so vzduchom alebo kyslíkom.
Užitočné rady
Upozorňujeme, že vodík je ľahší ako vzduch, preto ho treba zbierať do skúmavky otočenej hore dnom. Získanie etánu môžete určiť tak, že ho vystavíte brómovej vode (jeho farba zostane konštantná).
Ethan a propán– plyny, najjednoduchší predstavitelia radu nasýtených uhľovodíkov – alkány. Ich chemické vzorce sú C2H6 a C3H8. Etán slúži ako surovina na výrobu etylénu. Ako palivo sa používa propán v čistej forme aj v zmesi s inými uhľovodíkmi.
Inštrukcie
1. S cieľom prijať propán, budete potrebovať dva jednoduché uhľovodíky: metán a etán. Vystavte ich oddelene od seba halogenácii (alebo skôr chlorácii) pod vplyvom ultrafialového žiarenia. To je nevyhnutné na to, aby sa vytvorili spúšťače reakcie, voľné radikály. V dôsledku toho dochádza k nasledujúcim reakciám: – CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl, to znamená, že vzniká metánchlorid a chlorovodík; – C2H6 + Cl2 = C2H5Cl + HCl, čiže vzniká etánchlorid a chlorovodík.
2. Následne sa metánchlorid a etánchlorid vystavia prítomnosti kovového sodíka. V dôsledku prebiehajúcej reakcie, propán a chlorid sodný. Reakcia prebieha podľa nasledujúcej schémy: - C2H5Cl + CH3Cl + 2Na = C3H8 + 2NaCl Tento druh reakcie sa nazýva „Wurtzova reakcia“, pomenovaná po slávnom nemeckom chemikovi, ktorý ako prvý syntetizoval reakciou symetrický uhľovodík. sodík s halogénovými derivátmi alkánov .
3. Pri halogenačných reakciách môžete namiesto chlóru použiť bróm. Primitívne, ak použijete energetickejší chlór, reakcia prebieha rýchlejšie a jednoduchšie.
4. V priemysle propán od etán nechápu to: tento proces je absolútne nerentabilný. Takéto reakcie majú čisto vzdelávací význam;
Užitočné rady
Etán sa nachádza v rope a plynoch a vzniká aj pri krakovaní ropy a suchej destilácii uhlia. Propán sa nachádza v zemných plynoch. Toto činidlo alkánov sa používa aj ako zložka nízkoteplotných rozpúšťadiel, pri nákupe monomérov používaných pri výrobe polypropylénu, ako surovina pre petrochemickú syntézu atď.
Aby sme pochopili, ako získať chlóretán z etánu, najprv analyzujme vlastnosti etánu.
Stručná charakteristika etánu
Tento uhľovodík má vzorec C2H6. Uhlíky v jeho molekule sú v hybridnom stave sp3. To sa odráža vo fyzikálnych a chemických vlastnostiach tejto látky. Za normálnych podmienok je etán plynná látka mierne rozpustná vo vode. Rovnako ako všetci ostatní zástupcovia triedy alkánov, etán má nasýtené jednoduché väzby. To sa odráža v chemických vlastnostiach tohto uhľovodíka. Nie je schopný podstúpiť adičné reakcie, je preň prípustná iba radikálna substitúcia.
Vlastnosť toku
Poďme zistiť, ako získať chlóretán z etánu. Na to je potrebné uskutočniť reakciu medzi etánom a chlórom za prítomnosti kvanta svetla (zvýšená teplota). V dôsledku homolytického štiepenia väzby vznikajú chlórové radikály. Vzdelávanie si vyžaduje určité množstvo energie.
Dá sa kúpiť rôznymi spôsobmi. Za jednu z možností vzniku radikálov možno považovať tepelnú pyrolýzu. Na získanie chlóretánu z etánu sa rovnica píše pri teplote asi 500 0 C. Energia, ktorá sa uvoľní, je v tomto prípade dostatočná na prerušenie väzieb. Druhým spôsobom tvorby aktívnych radikálov je použitie ultrafialového žiarenia.
Mechanizmus reakcie vytesňovania radikálov
Pozrime sa, ako získať chlóretán z etánu. prebieha cez mechanizmus SR-pôsobenia halogénov s alkánmi. V plynnej fáze, keď etán reaguje s chlórom, chlór najskôr disociuje pod vplyvom UV žiarenia. Toto štádium sa nazýva iniciácia a je charakterizované objavením sa aktívnych radikálov chlóru. Výsledné častice atakujú molekulu etánu a vytvárajú chlorovodík, ako aj etylový radikál C2H5.
Pokračujme v rozhovore o tom, ako získať chlóretán z etánu. V ďalšom štádiu etylový radikál reaguje s molekulou chlóru za vzniku etánchloridu a ďalšieho chlórového radikálu. Je to on, kto je schopný znova reagovať a pokračovať v cykle reťazovej reakcie. Táto fáza sa nazýva rast reťazca. Počet aktívnych radikálov v tomto štádiu interakcie sa nemení, ale je zachovaný v plnom rozsahu. Dokončenie cyklu je treťou fázou reakcie, ktorá sa nazýva ukončenie reťazca. Zahŕňa zrážku voľných častíc, čo vedie k tvorbe produktov reakcie.
Aplikácia
Odpoveď na otázku, ako získať chlóretán z etánu. Zamerajme sa na aplikáciu. Výsledný chlóretyl je závažná omamná látka. Používa sa ako anestézia počas chirurgických operácií. Na minimalizáciu fyzickej aktivity stačia dve až tri sekundy.
Ako hlavnú nevýhodu tejto látky uvádzame možnosť predávkovania. Aj mierne zvýšenie prípustného limitu spôsobuje ľudskému telu vážne problémy. V súčasnosti sa chlóretán používa len v niektorých prípadoch ako omamná látka.
Vo väčšej miere je žiadaný ako lokálny liek na krátkodobú povrchovú anestéziu kože. Keď sa látka dostane na kožu, dochádza k podchladeniu pokožky, znižuje sa jej citlivosť, v dôsledku čoho je možné robiť rezy, to znamená vykonávať menšie povrchové operácie.
Táto látka sa tiež používa na zníženie svrbenia kože, na liečbu tepelných popálenín, neuromyozitídy a kryoterapiu zápalov. Ampulka sa najskôr zahreje v dlani, potom sa prúd nasmeruje na pokožku. Na terapeutické účely sa postup vykonáva raz denne počas 7-10 dní.
Chlóretán je horľavá prchavá kvapalina, ktorá má zvláštny zápach a bezfarebnú farbu. Chlóretán sa v lekárskej praxi veľmi často používa na anestéziu alebo inhalačnú anestéziu. Ide o pomerne silné narkotikum, vďaka ktorému dochádza k anestézii veľmi rýchlo, doslova v priebehu niekoľkých minút. Hlavnou nevýhodou tejto chemikálie je jej krátke trvanie účinku, to znamená, že po anestézii nastáva prebudenie po 20 minútach, takže ju možno použiť len na krátkodobé chirurgické zákroky. Môže sa použiť aj ako lokálne analgetikum pri dermatitíde, športových úrazoch, pomliaždeninách, bodnutí hmyzom, zápaloch atď.
V organickej chémii existujú rôzne typy chemických reakcií:
1. Štiepenie (eliminácia)
Ide o chemické reakcie, ktorých výsledkom je vznik molekúl niekoľkých nových látok z molekuly pôvodnej zlúčeniny. Z eliminačných reakcií je veľmi dôležitá reakcia tepelného štiepenia uhlíkov.
2. Spájanie sa
V dôsledku týchto reakcií sa niekoľko molekúl reagujúcich látok spája do jednej. Toto je hlavná vlastnosť adičných reakcií.
3. Substitúcia
Pri uskutočňovaní týchto reakcií je jeden atóm alebo celá skupina atómov nahradená iným atómom alebo inou skupinou atómov.
4. Preskupenie (izomerizácia)
V dôsledku týchto reakcií vznikajú z molekúl jednej látky molekuly iných látok.
Ako získať chlóretán z etylénu
V tomto prípade použijeme adičnú reakciu - hydrohalogenáciu (adícia halogénu vodíka). Takže chlóretán možno získať z etylénu nasledujúcou reakciou:
C2H4 + HCl = C2H5CI
Ako získať etanol z chlóretánu
Teraz musíme použiť chemickú reakciu - substitúciu alkáliou, v dôsledku ktorej získame alkohol a soľ:
C2H5Cl + NaOH = C2H5OH + NaCl
Ako získať chlóretán z etánu
Na získanie chlóretánu z etánu používame obvyklú halogenáciu alkánov. Musíte si zapamätať iba jednu dôležitú podmienku: reakcie sa musia vykonávať za prítomnosti svetla. Tu je chemická rovnica daná reakcii.
Chemický vzorec etylalkoholu (etanolu) je C2H5OH. A látka chlóretán, používaná ako chladivo a na anestéziu na lekárske účely, má vzorec C2H5Cl. Tieto látky majú podobné zloženie, len v prvom prípade je na etylový radikál C2H5 pripojená hydroxylová skupina a v druhom prípade je pripojený ión chlóru. Chemicky je možné získať etanol z chlóretánu a chlóretán z etanolu.
Inštrukcie
Existuje množstvo spôsobov, ako chemicky premeniť chlóretán z etylalkoholu. Napríklad môžete nádobu s etanolom vystaviť vysokej teplote v prítomnosti koncentrovanej kyseliny sírovej. A potom skombinujte výsledný plynný etylén s plynným chlorovodíkom. Tu je schéma prvého stupňa reakcie: C2H5OH = C2H4 + H2O.
Výsledná voda je absorbovaná koncentrovanou kyselinou sírovou, ktorá je veľmi hygroskopická. Plynný etylén sa zhromažďuje v ďalšej nádobe pripojenej k reakčnej banke pomocou skleneného adaptéra.
Keď výsledný etylén reaguje s plynným chlorovodíkom, vzniká chlóretán. Tu je schéma pre druhý stupeň reakcie: C2H4 + HCl = C2H5Cl.
Táto reakcia prebieha v prítomnosti katalyzátora - chloridu železitého. Mimochodom, v priemysle sa chlóretán vyrába presne týmto spôsobom (samozrejme bez použitia etylalkoholu ako suroviny).
Chloretán môžete získať reakciou etylalkoholu s chloridom fosforečným. Po zmiešaní týchto látok sa reakčná zmes naleje do vody a pomocou oddeľovacieho lievika sa organická časť (chlóretán) oddelí od anorganickej, pretože chlóretán sa veľmi zle mieša s vodou. Reakcia prebieha nasledovne: C2H5OH + PCl5 = C2H5Cl + HCl + POCI3.
Existuje ďalší populárny laboratórny spôsob výroby chlóretánu z etylalkoholu. Keď etanol reaguje s tionylchloridom, vzniká chlóretán, kyselina chlorovodíková a plynný oxid siričitý. Organickú fázu môžete oddeliť od anorganickej fázy ako v predchádzajúcom príklade pomocou oddeľovacieho lievika. Reakcia prebieha podľa nasledujúcej schémy: C2H5OH + SOCl2 = C2H5Cl + HCl + SO2.
V druhom prípade je reakcia z ekonomického hľadiska úplne nerentabilná a má len praktický význam.
