Номер 1, страница 75 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

1. Предложите два способа получения этанола из этана по схеме:

$C_2H_6 \to X \to C_2H_5OH.$

Решение

Для осуществления превращения этана в этанол по схеме $C_2H_6 \rightarrow X \rightarrow C_2H_5OH$ можно предложить два основных пути, которые различаются промежуточным продуктом X.

Способ 1. Получение через галогенирование

В этом способе в качестве промежуточного вещества X выступает галогеналкан, например, хлорэтан ($C_2H_5Cl$). Синтез протекает в две стадии.

1. Хлорирование этана: Этан вступает в реакцию свободнорадикального замещения с хлором при облучении ультрафиолетовым светом ($h\nu$). Атом водорода в молекуле этана замещается на атом хлора с образованием хлорэтана.

$C_2H_6 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} C_2H_5Cl + HCl$

2. Щелочной гидролиз хлорэтана: Полученный хлорэтан нагревают с водным раствором щелочи (например, $NaOH$). Происходит реакция нуклеофильного замещения, в ходе которой атом хлора заменяется на гидроксильную группу (–OH), что приводит к образованию этанола.

$C_2H_5Cl + NaOH_{(водн.)} \xrightarrow{t} C_2H_5OH + NaCl$

Ответ: Промежуточное вещество X — хлорэтан ($C_2H_5Cl$).

Способ 2. Получение через дегидрирование

В этом варианте промежуточным веществом X является алкен — этен (этилен, $C_2H_4$).

1. Дегидрирование этана: При пропускании этана над катализатором (например, Ni, Pt, Cr₂O₃) при высокой температуре происходит отщепление молекулы водорода с образованием этена.

$C_2H_6 \xrightarrow{kat, t} C_2H_4 + H_2$

2. Гидратация этена: Этен вступает в реакцию присоединения воды (гидратация). Реакция протекает в кислой среде (например, в присутствии ортофосфорной или серной кислоты), при повышенной температуре и давлении. По двойной связи присоединяется молекула воды, образуя этанол.

$C_2H_4 + H_2O \xrightarrow{H^+, t, p} C_2H_5OH$

Ответ: Промежуточное вещество X — этен ($C_2H_4$).