Етан: способи отримання та властивості

Етан C₂H₆ – це граничний вуглеводень, що містить два атоми вуглецю у вуглецевому ланцюзі. Безбарвний газ без смаку та запаху, нерозчинний у воді та не змішується з нею.

Гомологічний ряд етану

Всі алкани - речовини, схожі за фізичними та хімічними властивостями, і відрізняються на одну або кілька груп -СН₂– один від одного. Такі речовини називаються гомологами, а ряд речовин, які є гомологами, називають гомологічним рядом.

Найперший представник гомологічного ряду алканів – метан CH₄. , або Н-СH₂-H.

Продовжити гомологічний ряд можна, послідовно додаючи групу СН₂– у вуглеводневий ланцюг алкану.

Загальна формула гомологічного ряду алканів C_nH_2n+2.

Перші чотири члени гомологічного ряду алканів - гази, C₅-C₁₇ – рідини, починаючи з C₁₈ - Тверді речовини.

Будова етану

У молекулах алканів зустрічаються хімічні зв'язки C–H та С–С.

Зв'язок C–H ковалентний слабополярний, зв'язок С–С – ковалентний неполярний. Це одинарні зв'язки. Атоми вуглецю в алканах утворюють по чотири зв'язку. Отже, гібридизація атомів вуглецю в молекулах алканів – sp 3 :

При утворенні зв'язку С–С відбувається перекриття sp 3 -гібридних орбіталей атомів вуглецю:

При утворенні зв'язку С-H відбувається перекриття sp 3 -гібридної орбіталі атома вуглецю і s-орбіталі атома водню:

Чотири sp 3 -гібридні орбіталі атома вуглецю взаємно відштовхуються, і розташовуються в просторі так, щоб кут між орбіталями був максимально можливим.

Тому чотири гібридні орбіталі вуглецю в алканах спрямовані у просторі під кутом. 109 про 28′ один до одного:

Це відповідає тетраедричній будові молекули.

Ізомерія етану

Для етану не характерна наявність ізомерів - ні структурних (ізомерія вуглецевого скелета, положення заступників), ні просторових.

Хімічні властивості етану

Етан – граничний вуглеводень, тому він може вступати у реакції приєднання.

Для метану характерні реакції:

Розрив слабо-полярних зв'язків З – Н протікає лише з гомолітичному механізму з утворенням вільних радикалів.

Тому для етану характерні радикальні реакції.

Етан стійкий до дії сильних окислювачів (KMnO₄, K₂Cr₂O₇ та ін), не реагує із концентрованими кислотами, лугами, бромною водою.

1. Реакції заміщення

У молекулах алканів зв'язку СН більш доступні для атаки іншими частинками, ніж менш міцні зв'язки СС.

1.1. Галогенування

Етан реагує з хлором та бромом на світлі або при нагріванні.

При хлоруванні етану спочатку утворюється хлоретан:

Хлоретан може взаємодіяти з хлором і далі з утворенням дихлоретан, трихлоретан, тетрахлорметану і т.д.

1.2. Нітрування етану

Етан взаємодіє з розведеною азотною кислотою за радикальним механізмом, при нагріванні та під тиском. Атом водню в етані заміщується на нітрогрупу NO₂.

2. Дегідрування етану

Дегідрування – це реакція відщеплення атомів водню.

Як каталізатори дегідрування використовують нікель Ni, платину Pt, паладій Pd, оксиди хрому (III), заліза (III), цинку та ін.

При дегідруванні алканів, що містять від 2 до 4 атомів вуглецю в молекулі, розриваються зв'язки С–Н у сусідніх атомів вуглецю та утворюються подвійні та потрійні зв'язки.

3. Окислення етану

Етан – слабополярна сполука, тому за звичайних умов не окислюється навіть сильними окислювачами (перманганат калію, хромат чи дихромат калію та інших.).

3.1. Повне окислення – горіння

Етан горить з утворенням вуглекислого газу та води. Реакція горіння етану супроводжується виділенням великої кількості теплоти.

Рівняння згоряння алканів у загальному вигляді:

При горінні етану в нестачі кисню може утворитися чадний газ або сажа С.

Отримання етану

1. Взаємодія галогеналканів із металевим натрієм (реакція Вюрца)

Це один із лабораторних способів одержання етану з хлорметану або бромметану. У цьому відбувається подвоєння вуглецевого скелета.

2. Декарбоксилювання солей карбонових кислот (реакція Дюма)

Реакція Дюма — це взаємодія солей карбонових кислот із лугами при сплавленні.

R-COONa + NaOH → R-H + Na₂CO₃

Декарбоксилювання - це відщеплення (елімінування) молекули вуглекислого газу з карбоксильної групи (COOH) або органічної кислоти або карбоксилатної групи (COOMe) солі органічної кислоти.

При взаємодії пропіонату натрію з гідроксидом натрію при сплавленні утворюється етан та карбонат натрію:

CH₃-CH₂ -COONa + NaOH → CH₃-CH₂ -H + Na₂CO₃

3. Гідрування алкенів та алкінів

Етан можна отримати з етилену або ацетилену:

При гідруванні етилену утворюється етан:

При повному гідруванні ацетилену також утворюється етан:

4. Синтез Фішера-Тропша

З синтез-газу (суміш чадного газу та водню) за певних умов (каталізатор, температура та тиск) можна отримати різні вуглеводні:

Це промисловий процес одержання алканів.

Синтезом Фішера-Тропша можна отримати етан:

5. Отримання етану у промисловості

У промисловості етан отримують з нафти, кам'яного вугілля, природного та попутного газу .При переробці нафти використовують ректифікацію, крекінг та інші способи.

Етан, одержання, властивості, хімічні реакції

Етан, C₂H₆ – органічна речовина класу алканів.

Етан, формула, газ, характеристики:

Етан (лат. ethanum) – органічна речовина класу алканів, що складається з двох атомів вуглецю та шести атомів водню.

Хімічна формула етану C₂H₆, раціональна формула H₃CCH₃. Ізомерів не має.

Етан – безбарвний газ, без смаку та запаху.

У природі міститься в природному газі, що видобувається з газових і газоконденсатних родовищ, у попутному нафтовому газі.

Утворюється також при крекінгу нафтопродуктів, у т.ч.

Пожежно- та вибухонебезпечний.

Натомість розчиняється у деяких неполярних органічних речовинах (метанол, ацетон, бензол, тетрахлорметан, діетиловий ефір та інші).

Етан за токсикологічною характеристикою відноситься до речовин 4-го класу небезпеки (малонебезпечних речовин) за ГОСТ 12.1.007.

Фізичні властивості етану:

* при температурі вище критичної температури газ неможливо сконденсувати за жодного тиску.

Хімічні властивості етану:

Етан важко вступає у хімічні реакції. У звичайних умовах не реагує з концентрованими кислотами, розплавленими та концентрованими лугами, лужними металами, галогенами (крім фтору), перманганатом калію та дихроматом калію у кислому середовищі.

Хімічні властивості етану аналогічні властивостям інших представників низки алканів. Тому для нього характерні такі хімічні реакції:

Реакція має ланцюговий характер. Молекула брому чи йоду під впливом світла розпадається на радикали, потім вони атакують молекули етану, відриваючи вони атом водню, у результаті утворюється вільний етил CH₃-CH₂· який стикаються з молекулами брому (йоду), руйнуючи їх і утворюючи нові радикали йоду або брому :

Br₂ → Br·+ Br· (hv); – ініціювання реакції галогенування;

CH₃-CH₃ + Br · → CH₃-CH₂· + HBr; - Зростання ланцюга реакції галогенування;

CH₃-CH₂· + Br · → CH₃-CH₂Br; - Обрив ланцюга реакції галогенування.

Галогенування - це одна з реакцій заміщення. В першу чергу галогенується найменш гідрований атом вуглецю (третинний атом, потім вторинний, первинні атоми галогенуються в останню чергу). Галогенування етану відбувається поетапно – за один етап заміщається трохи більше одного атома водню.

Галогенування відбуватиметься і далі, доки не будуть заміщені всі атоми водню .

При надлишку кисню:

Світиться безбарвним полум'ям.

При нестачі кисню замість вуглекислого газу (СО₂) Виходить оксид вуглецю (СО), при ще меншій кількості кисню виділяється дрібнодисперсний вуглець (у різному вигляді, в т.ч. у вигляді графену, фулерену та ін) або їх суміш.

Отримання етану у промисловості та лабораторії. Хімічні реакції - рівняння отримання етану:

Так як етан у достатній кількості міститься в природному газі (до 30% і більше), попутному нафтовому газі і виділяється при крекінгу нафтопродуктів, його не отримують штучно. Його виділяють при очищенні та сепарації з природного газу, ПНГ та нафти при перегонці.

Етан у лабораторних умовах виходить у результаті наступних хімічних реакцій:

1. 3. взаємодії галогеналканів з металевим лужним металом, наприклад, натрієм (реакція Вюрца):

Суть цієї реакції в тому, що дві молекули галогеналкану зв'язуються в одну, реагуючи з лужним металом.

Застосування та використання етану:

- Як сировина в хімічній промисловості для виробництва в основному етилену (етену).

Примітка: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

як отримати етан етилен реакція ацетилен етен 1 2 речовина хлоретан етанол кисень водень зв'язок є вуглекислий газ бромна вода
рівняння реакції маса об'єм повне згоряння моль молекула суміш перетворення горіння одержання етану
напишіть рівняння реакцій

Світова економіка

Довідники

Затребувані технології

• Концепція інноваційного розвитку суспільного виробництва – здійснення другої індустріалізації Росії на період 2017-2022 рр. (108 203)
• Економіка Другої індустріалізації Росії (105765)
• Етилен (етен), одержання, властивості, хімічні реакції (46 098)
• Крохмаль, властивості, отримання та застосування (39 160)
• Природний газ, властивості, хімічний склад, видобуток та застосування (36 667)
• Целюлоза, властивості, отримання та застосування (36 437)
• Плазма, властивості, види, отримання та застосування (34 607)
• Пропілен (пропен), одержання, властивості, хімічні реакції (34 327)
• Метан, одержання, властивості, хімічні реакції (33 437)
• Програма штучного інтелекту ЕЛІС (33 230)

Пошук технологій

Про що цей сайт?

Цей сайт присвячений авторським науковим розробкам у галузі економіки та наукової ідеї здійснення Другої індустріалізації Росії.

Він включає:
- Економіку Другої індустріалізації Росії,
– теорію, методологію та інструментарій інноваційного розвитку – здійснення Другої індустріалізації Росії,
- Організаційний механізм здійснення Другої індустріалізації Росії,
- Довідник проривних технологій.

Ми не продаємо товари, технології та ін. виробників та винахідників! Потрібно звертатися до них безпосередньо!

Ми проводимо переговори з виробниками та винахідниками вітчизняних проривних технологій та надаємо рекомендації щодо їх використання.

Про Другу індустріалізацію

Здійснення Другої індустріалізації Росії базується на якісно новій науковій основі (теорії, методології та інструментарії), розробленої авторами сайту.

Кінцевим результатом Другої індустріалізації Росії є підвищення добробуту кожного члена суспільства: пересічної людини, підприємства та держави.

Друга індустріалізація Росії є сукупність науково-технічних та інших інноваційних ідей, проектів і розробок, які можуть бути широко реалізованими у практиці господарську діяльність у стислі терміни (3-5 років), які забезпечать якісно новий прогресивний розвиток суспільства на наступні 50-75 років.

Та з країн, яка першою здійснить цей комплексний прорив – Росія, стане лідером у світовому співтоваристві та залишиться недосяжною для інших країн на віки.

Acetyl

Наведіть курсор на елемент елемента, щоб отримати його короткий опис.

Щоб отримати докладний опис елемента, натисніть на його назву.

Скопіюйте це посилання, щоб розмістити результат запиту на іншому сайті.

Зображення речовини/реакції можна зберегти або скопіювати, клацнувши по ньому правою кнопкою миші.

Якщо ви вважаєте, що результат запиту містить помилку, натисніть кнопку "Надіслати".

УвагаЯкщо ви не знайшли в базі сайту потрібну реакцію, ви можете додати її самостійно.

Виберіть спосіб зв'язку зі мною:

! Увага, на питання з хімії я не відповідаю, розглядаються лише питання, скарги та пропозиції щодо роботи сайту, а також пропозиції щодо співробітництва.

Якщо ваше питання стосується функціоналу сайту, ознайомтеся з довідкою по сайту, можливо, знайдете відповідь на своє запитання.

Запрошення до співпраці

Для студентів у Москві можливе літнє підробіток

Коректна робота сайту забезпечена на всіх браузерах, крім Internet Explorer.

Якщо ви використовуєте Internet Explorer, змініть браузер.

На сайті є виноски двох типів:

Підказки – допомагають згадати визначення термінів або пояснюють інформацію, яка може бути складною для початківця.

Додаткова інформація - такі виноски містять примітки або уточнення, що виходять за межі базової шкільної хімії, потрібні для поглибленого вивчення.