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__}> C_nH_2n+2 + nH₂O

OTRZYMYWANIE INNYCH ALKANÓW :
1. Uwodornienie węglowodorów nienasyconych :
− alken + H₂ → alkan
− alkin + 2H₂ → alkan
katalizatorami w powyższych reakcjach są najczęściej: Pt, Pd, Ni.

2. Inne alkany, w tym również metan, można otrzymać w reakcji dekarboksylacji soli kwasów karboksylowych:

3. Synteza Würtza - reakcja chlorowcopochodnych węglowodorów alifatycznych z sodem, która prowadzi do powstania wyższych węglowodorów (składających się z reszt wyjściowych chlorowcopochodnych) oraz halogenków sodu.

Np.:2CH₃-Cl + 2Na → CH₃-CH₃ + 2NaCl

4. Kraking - Jest to reakcja mająca na celu rozkład cząsteczek weglowdorów na mniejsze cząsteczki - przebiega w temperaturze 400-600^oC i w obecności katalizatora.
alkan --> H₂ + alkany o mniejszych czasteczkach + alkeny

OTRZYMYWANIE ETYLENU

1. Eten można otrzymać przez termiczny rozkład polietylenu.

­(CH₂­­-CH_2­)_n _ → 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 ^Al₂^O₃ 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

 

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 1500^oC)

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

---