Номер 5, страница 50 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

5. Как отличить друг от друга этан и этилен? Напишите уравнение реакции.

Этан ($C_2H_6$) и этилен ($C_2H_4$, или этен) относятся к разным классам органических соединений: этан является предельным углеводородом (алканом), а этилен — непредельным (алкеном). Ключевое различие между ними заключается в наличии у этилена двойной связи между атомами углерода ($C=C$), в то время как у этана все углерод-углеродные связи одинарные ($C-C$).

Наличие кратной связи у этилена обуславливает его способность вступать в качественные реакции, которые не характерны для этана в обычных условиях. Эти реакции позволяют визуально отличить одно вещество от другого.

Как отличить друг от друга этан и этилен?

Для того чтобы различить этан и этилен, необходимо провести одну из качественных реакций на двойную связь. Для этого через пробирки с исследуемыми газами пропускают один из следующих реагентов:

1. Бромная вода — водный раствор брома ($Br_2$), имеющий красно-бурый цвет. При контакте с этиленом происходит реакция присоединения, и раствор обесцвечивается. Этан с бромной водой не реагирует, и цвет раствора не меняется.

2. Раствор перманганата калия ($KMnO_4$) — раствор фиолетового цвета (реакция Вагнера). Этилен окисляется этим реагентом, в результате чего фиолетовая окраска исчезает и выпадает бурый осадок диоксида марганца ($MnO_2$). Этан не вступает в реакцию с раствором перманганата калия в мягких условиях, и цвет раствора остается фиолетовым.

Таким образом, вещество, которое вызывает обесцвечивание бромной воды или раствора перманганата калия, является этиленом.

Ответ: Чтобы отличить этан от этилена, следует пропустить каждый газ через бромную воду или раствор перманганата калия. Газ, который вызовет обесцвечивание реагента (с выпадением бурого осадка в случае с $KMnO_4$), является этиленом. Этан не вызовет видимых изменений.

Напишите уравнение реакции

Ниже приведены уравнения реакций, демонстрирующие химические превращения этилена, которые используются для его обнаружения.

1. Уравнение реакции этилена с бромной водой (реакция бромирования):

$CH_2=CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br-CH_2Br$

В ходе этой реакции из этилена и брома образуется 1,2-дибромэтан (бесцветная жидкость).

2. Уравнение реакции этилена с водным раствором перманганата калия (реакция Вагнера):

$3CH_2=CH_2 + 2KMnO_4 + 4H_2O \rightarrow 3HO-CH_2-CH_2-OH + 2MnO_2 \downarrow + 2KOH$

В этой реакции этилен окисляется до двухатомного спирта — этиленгликоля.

Ответ: Уравнение качественной реакции, позволяющей отличить этилен от этана, например, с бромной водой: $CH_2=CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br-CH_2Br$.