Превращение метана в бутан

Question

Превращение метана в бутан

Консоль136 22.02.2026 14:32

Ответы и вопросы пользователей

Калинина Мария Игоревна · Accepted Answer

Превращение метана ( $C H_{4} cap C cap H sub 4$ ) в бутан ( $C_{4} H_{10} cap C sub 4 cap H sub 10$ ) — это многостадийный процесс органического синтеза, так как прямое соединение четырех молекул метана в одну цепь в одну стадию невозможно. Ниже представлена классическая схема превращения через удлинение углеродной цепи. Схема синтеза 1. Получение хлорметана (Галогенирование) На первом этапе метан подвергается радикальному хлорированию под действием ультрафиолетового излучения. $C H_{4} + C l_{2} h ν C H_{3} C l + H C l cap C cap H sub 4 plus cap C l sub 2 cap C cap H sub 3 cap C l plus cap H cap C l$ 2. Синтез этана (Реакция Вюрца) Для получения первого промежуточного гомолога (этана) используется взаимодействие хлорметана с металлическим натрием. $2 C H_{3} C l + 2 N a C_{2} H_{6} + 2 N a C l 2 cap C cap H sub 3 cap C l plus 2 cap N a right arrow cap C sub 2 cap H sub 6 plus 2 cap N a cap C l$ 3. Получение хлорэтана Аналогично первой стадии, этан подвергается хлорированию для введения функциональной группы, необходимой для дальнейшего наращивания цепи. $C_{2} H_{6} + C l_{2} h ν C_{2} H_{5} C l + H C l cap C sub 2 cap H sub 6 plus cap C l sub 2 cap C sub 2 cap H sub 5 cap C l plus cap H cap C l$ 4. Синтез бутана (Повторная реакция Вюрца) На финальном этапе хлорэтан вступает в реакцию с металлическим натрием. Две этильные группы соединяются, образуя молекулу бутана. $2 C_{2} H_{5} C l + 2 N a C_{4} H_{10} + 2 N a C l 2 cap C sub 2 cap H sub 5 cap C l plus 2 cap N a right arrow cap C sub 4 cap H sub 10 plus 2 cap N a cap C l$ Альтернативный промышленный путь (через ацетилен) В промышленности часто используют путь через термический пиролиз метана:

Пиролиз метана:
$2 C H_{4} 1500^{\circ} C C_{2} H_{2} + 3 H_{2} 2 cap C cap H sub 4 cap C sub 2 cap H sub 2 plus 3 cap H sub 2$ (получение ацетилена) Гидрирование ацетилена:
$C_{2} H_{2} + H_{2} N i C_{2} H_{4} cap C sub 2 cap H sub 2 plus cap H sub 2 cap C sub 2 cap H sub 4$ (этилен) Димеризация этилена:
$2 C_{2} H_{4} к а т . C_{4} H_{8} 2 cap C sub 2 cap H sub 4 cap C sub 4 cap H sub 8$ (бутены) Гидрирование бутена:
$C_{4} H_{8} + H_{2} N i, P t C_{4} H_{10} cap C sub 4 cap H sub 8 plus cap H sub 2 cap C sub 4 cap H sub 10$ (бутан)

Резюме: Самым коротким лабораторным путем считается последовательное применение реакции Вюрца, которое позволяет удвоить количество атомов углерода на каждом цикле: $C_{1} C_{2} C_{4} cap C sub 1 right arrow cap C sub 2 right arrow cap C sub 4$ . Я могу составить для вас подробную цепочку превращений с указанием условий протекания реакций (температура, давление, катализаторы) для любого из этих этапов.

Превращение метана в бутан

Форма ответа

Другие вопросы по теме «Химия»

Вопросы из других предметов