OTRZYMYWANIE METANU
1. Metan występuje w przyrodzie jako podstawowy składnik gazu ziemnego, gazu „błotnego” oraz biogazu.
2. Synteza z pierwiastków (reakcja ta zachodzi w temperaturze 5000 C).:
C + 2H2 → CH4
3. Ogrzewanie mieszaniny octanu sodu z wodorotlenkiem sodu (dekarboksylacja) : CH3COONa + NaOH → CH4 + Na2CO3
4. reakcja węglika glinu z kwasem (np.solnym): Al4C3 + 12HCl → 4AlCl3 + 3 CH4
5. reakcja węglika glinu z wodą:
Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3 CH4
6. Synteza Fischera-Tropscha - jest to metoda polegająca na otrzymywaniu alkanów i alkenów z gazu syntezowego (mieszaniny tlenku węgla II oraz wodoru). Reakcja ta wymaga wielu katalizatorów są to tlenki metali : żelaza, kobaltu, rutenu i niklu. W przemyśle najczęściej używane są ze względów ekonomicznych związki żelaza i kobaltu.
CO + 3H2 --Q, Ni--> CH4 + H2O
Ogólnie: n CO + (2n + 1)H2 __Co(ThO2)MgO, 200°C__> CnH2n+2 + nH2O
OTRZYMYWANIE INNYCH ALKANÓW : 1. Uwodornienie węglowodorów nienasyconych : − alken + H2 → alkan− alkin + 2H2 → alkankatalizatorami w powyższych reakcjach są najczęściej: Pt, Pd, Ni.
2. Inne alkany, w tym również metan, można otrzymać w reakcji dekarboksylacji soli kwasów karboksylowych:
4. Kraking - Jest to reakcja mająca na celu rozkład cząsteczek weglowdorów na mniejsze cząsteczki - przebiega w temperaturze 400-600oC i w obecności katalizatora.alkan --> H2 + alkany o mniejszych czasteczkach + alkeny
1. Eten można otrzymać przez termiczny rozkład polietylenu.
(CH2-CH2)n ¾ ® n CH2 = CH2
Przebieg i opis doświadczenia:
Odczynniki: polietylen
Sprzęt: probówka z boczną rurką odprowadzającą, zlewka, probówka do zbierania gazu
Przebieg doświadczenia
Do probówki z boczną rurką wrzucamy kawałek pociętej folii polietylenowej, na przykład woreczka foliowego. Następnie dno probówki ogrzewamy energicznie płomieniem palnika i zbieramy wydzielający się gaz.
Spostrzeżenia jakich powinien dokonać uczeń: W wyniku ogrzewania polietylenu nastąpiło wydzielanie się gazu.
Wnioski jakie powinien sformułować uczeń: Powstającym gazem jest węglowodór nienasycony — eten.
2. Piroliza ( rozkład w wysokiej temperaturze ) metanu:
2CH4 – temp–® C2 H2 + 3H2
3. Odwodnienie etanolu:
C2H5OH Al2O3 C2 H4 + H2O
4. Reakcja eliminacji:
- fluorowca z difluorowcoalkanów – ( dwa atomu fluorowca znajdują się przy sąsiednich atomach węgla)
C2H4Cl2 + Zn ® C2 H4 + ZnCl2
CH2-CH2 + Zn → CH2=CH2 + ZnCl2
ç ç
Cl Cl
- fluorowcowodoru z monofluorowcoalkanu (w alkoholowych roztworach zasad)
C2H5Br + KOH C2H4 + KBr + H2O
C2H5Cl + KOH C2 H4 + KCl + H2O
OTRZYMYWANIE INNYCH ALKENÓW
Otrzymywanie alkenów opiera się przede wszystkim na reakcji eliminacji
1. Odwodnienie alkoholi - reakcja wymaga obecności kwasu i ciepła
CH3-CH2-OH → CH2=CH2 + H2O
2. Odszczepienie chlorowcowodorów
CH3−CH−CH3 + NaOH → CH2=CH−CH3 + NaBr + H2O
│
Br
3. Odszczepienie chlorowców
CH3-CHBr-CH2Br + Zn → CH3-CH=CH2 + ZnBr2
OTRZYMYWANIE ACETYLENU
1. Acetylen C2H2 na skalę przemysłową i laboratoryjnie otrzymuje się w reakcji
hydrolizy węglika wapniowego (karbidu)
CaC2 + 2H2O --> C2H2 + Ca(OH)2
Spostrzeżenia jakich powinien dokonać uczeń: Po dodaniu do węgliku wapnia wody, nastąpiła gwałtowna reakcja chemiczna, w wyniku której wydzielał się bezbarwny gaz.
Wnioski jakie powinien sformułować uczeń: W wyniku reakcji węgliku wapnia z wodą powstaje etyn, w myśl równania reakcji:
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2
2. syntezy z pierwiastków
2C + H2 <=> C2H2 - reakcja silnie egzotermiczna,
3. z metanu (temperatura 1500oC)
2CH4 --> C2H2 + 3H2
OTRZYMYWANIE ALKINÓW
1. Oderwanie czterech atomów fluorowca od tetrahalogenków
2. Od pochodnej alkanu mającej dwa atomy fluorowca przy sąsiednich atomach węgla
można oderwać dwie cząsteczki fluorowcowodoru
cirelly