В химическом отношении алканы достаточно пассивны. 1. Галогенирование CH4 + Cl2 --свет--> HCl + CH3Cl (хлорметан) CH3Cl + CL2 --свет--> CH2CL2(дихлорметан) + HCl CH2Cl2 + Cl2 --свет--> CHCl3(хлороформ) + HCl CHCl3 + Cl2 -- свет--> CCL4 + HCl Реакция замещения легче всего протекает у третьичного атома углерода, затем у вторичного, а за тем у первичного. (В общем, чем меньше к атому углерода "привязано" атомов водорода, тем легче к нему присоединиться галоген, в нашем случае хлор).
3. Окисление. Алканы не взаимодействуют с водными растворами таких сильных окислителей, как: HNO3, H2SO4, KMnO4, K2CrO7, H2O2 и др. - даже при кипячении. Однако, при поджигании они горят с образованием углекислого газа и воды. CH4 + 2O2 --t--> CO2 + 2H2O
4. Алканы подвергаются крекингу, в результате которого из достаточно длинной углеродной цепи образуется алкан и алкен. C8H18 --t, катализатор --> C4H8 + C4H10 При определенных условиях метан может: а) полностью разложиться на простые вещества CH4 --1000 градусов --> C + 2H2 б) образовать ацетилен и водород 2CH4 --1500 градусов --> C2H2 + H2
5. Изомеризация. Алканы нормального строения при температуре и катализаторе превращаться в алканы разветвленного строения. CH3 - CH2 - CH2 - CH3 ---t, AlCl3 --> CH3 - CH - CH3 ! CH3 Бутан Изобутан
6. Дегидрирование. При температуре 400-600 градусов и катализаторе (Pt, Ni) от алканов отщепляется атом водорода. Алкан превращается в алкен. CHC3 - CH2 - CH3 ---t, Pt--> CH2=CH-CH3 + H2 Пропан Пропен
Ca⇒CaO⇒Ca(OH)₂⇒Ca(NO₃)₂⇒CaCO₃⇒CaO⇒CaSiO₃
2Ca + O₂= 2CaO
CaO + H₂O = Ca(OH)₂↓
Ca(OH)₂ + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ + H₂O
Ca(NO₃)₂ + H₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2HNO₃
CaCO₃ + t = CaO +CO₂↑
CaO + SiO₂(сплавление) = CaSiO₃↓
Б)
Mg⇒MgO⇒MgCI₂⇒Mg(NO₃)₂⇒MgO⇒Mg₃(PO₄)₂
2Mg + O₂ = 2MgO
MgO+ 2HCl = MgCl₂+ H₂O
MgCl₂+2HNO₃= Mg(NO₃)₂+2HCI↑
2Mg(NO₃)₂ +t = 2MgO+4NO₂↑+O₂↑
3MgO+2H₃PO₄=Mg₃(PO₄)₂↓+3H₂O
В)
Ca⇒Ca(OH)₂⇒CaCO₃⇒CaHCO₃⇒CaCO₃⇒CaO
Ca+2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂↑
Ca(OH)₂+CO₂ = CaCO₃↓+H₂O
CaCO₃+CO₂+H₂O = Ca(HCO₃)₂
Ca(HCO₃)₂ + t =CaCO₃↓+CO₂+H₂O
CaCO₃ + t = CaO + CO₂↑
Г) вводим в цепочку дополнительно после Mg(NO₃)₂⇒NaOH
Mg⇒Mg(NO₃)₂⇒NaOH ⇒Mg(OH)₂⇒MgSO₄⇒Mg(OH)₂⇒MgO⇒Mg
Mg+ 4HNO₃(60%) = Mg(NO₃)₂ + 2NO₂↑+ 2H₂O
Mg(NO₃)₂ + 2NaOH = Mg(OH)₂↓ + 2NaNO₃
Mg(OH)₂ + H₂SO₄ = MgSO₄ + 2H₂O
MgSO₄ + 2NaOH = Mg(OH)₂↓ + Na₂SO₄
Mg(OH)₂ + t = MgO + H₂O
MgO + H₂ = Mg + H₂O
Д)
Ba⇒Ba(OH)₂⇒BaCO₃⇒Ba(NO₃)₂⇒BaSO₄
Ba + 2H₂O = Ba(OH)₂ + H₂↑
Ba(OH)₂ + CO₂ = BaCO₃↓ + H₂O
BaCO₃ + 2HNO₃ = Ba(NO₃)₂ + CO₂↑ + H₂O
Ba(NO₃)₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2NaNO₃
1. Галогенирование
CH4 + Cl2 --свет--> HCl + CH3Cl (хлорметан)
CH3Cl + CL2 --свет--> CH2CL2(дихлорметан) + HCl
CH2Cl2 + Cl2 --свет--> CHCl3(хлороформ) + HCl
CHCl3 + Cl2 -- свет--> CCL4 + HCl
Реакция замещения легче всего протекает у третьичного атома углерода, затем у вторичного, а за тем у первичного. (В общем, чем меньше к атому углерода "привязано" атомов водорода, тем легче к нему присоединиться галоген, в нашем случае хлор).
2. Реакция нитрования (Коновалова).
CH4 + HNO3 = H2O + CH3NO2 (нитрометан)
3. Окисление. Алканы не взаимодействуют с водными растворами таких сильных окислителей, как: HNO3, H2SO4, KMnO4, K2CrO7, H2O2 и др. - даже при кипячении. Однако, при поджигании они горят с образованием углекислого газа и воды.
CH4 + 2O2 --t--> CO2 + 2H2O
4. Алканы подвергаются крекингу, в результате которого из достаточно длинной углеродной цепи образуется алкан и алкен.
C8H18 --t, катализатор --> C4H8 + C4H10
При определенных условиях метан может:
а) полностью разложиться на простые вещества
CH4 --1000 градусов --> C + 2H2
б) образовать ацетилен и водород
2CH4 --1500 градусов --> C2H2 + H2
5. Изомеризация.
Алканы нормального строения при температуре и катализаторе превращаться в алканы разветвленного строения.
CH3 - CH2 - CH2 - CH3 ---t, AlCl3 --> CH3 - CH - CH3
!
CH3
Бутан Изобутан
6. Дегидрирование. При температуре 400-600 градусов и катализаторе (Pt, Ni) от алканов отщепляется атом водорода. Алкан превращается в алкен.
CHC3 - CH2 - CH3 ---t, Pt--> CH2=CH-CH3 + H2
Пропан Пропен