Номер 3, страница 157 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 26. Получение и применение алканов. Глава 3. Углеводороды - номер 3, страница 157.

Условие.

3. Предложите по одному способу получения этана в реакциях:

а) без изменения углеродной цепи;

б) с удлинением углеродной цепи;

в) с уменьшением углеродной цепи.

Решение.

Решение 2.

Этан ($C_2H_6$) — это насыщенный углеводород (алкан), состоящий из двух атомов углерода. Рассмотрим способы его получения в соответствии с условиями задачи.

а) без изменения углеродной цепи;

Для получения этана без изменения углеродной цепи необходимо взять в качестве исходного вещества соединение, которое уже содержит два атома углерода. Таким способом является реакция гидрирования (присоединения водорода) непредельных углеводородов — этена или этина. Реакция протекает в присутствии катализаторов (Ni, Pt, Pd) при нагревании.

Пример: гидрирование этена.

$CH_2=CH_2 + H_2 \xrightarrow{Ni, t^\circ} CH_3-CH_3$

Ответ: гидрирование этена: $C_2H_4 + H_2 \xrightarrow{кат.} C_2H_6$.

б) с удлинением углеродной цепи;

Чтобы получить этан с удлинением углеродной цепи, нужно исходить из соединения с одним атомом углерода. Классическим методом удлинения цепи является реакция Вюрца. В этой реакции две молекулы галогеналкана взаимодействуют с металлическим натрием, образуя новый алкан с удвоенным числом атомов углерода.

Пример: реакция двух молекул бромметана с натрием.

$2CH_3Br + 2Na \rightarrow CH_3-CH_3 + 2NaBr$

Ответ: реакция Вюрца для бромметана: $2CH_3Br + 2Na \rightarrow C_2H_6 + 2NaBr$.

в) с уменьшением углеродной цепи.

Для получения этана с укорочением углеродной цепи нужно взять исходное соединение, содержащее более двух атомов углерода. Таким способом может служить реакция декарбоксилирования солей карбоновых кислот (реакция Дюма) или электролиз их растворов (реакция Кольбе). В реакции Дюма алкан образуется при сплавлении соли карбоновой кислоты со щелочью, при этом углеродная цепь укорачивается на один атом (тот, что входил в карбоксильную группу).

Пример: сплавление пропионата натрия (соль пропановой кислоты, 3 атома углерода) с гидроксидом натрия.

$CH_3-CH_2-COONa + NaOH \xrightarrow{t^\circ} CH_3-CH_3 + Na_2CO_3$

Ответ: декарбоксилирование пропионата натрия: $C_2H_5COONa + NaOH \xrightarrow{t^\circ} C_2H_6 + Na_2CO_3$.