Отримання алканів: способи в таблиці з прикладами

Для отримання алканів використовуються різні методи. Алкани виділяють з нафти, синтезують з неорганічних речовин, отримують реакціями розкладання або заміщення.

Промисловість

Промисловим шляхом алкани виділяють з нафти, газу, кам’яного вугілля. Для цього використовують крекінг – метод високотемпературної переробки нафти. В результаті зниження молекулярної маси утворюються різні фракції (бензин, гас, мазут), які використовуються в якості палива.

Під дією високих температур руйнуються міцні ковалентні неполярні зв’язку між атомами вуглецю. Одночасно з утворенням вільних радикалів протікають реакції ізомеризації, дегідрування, полімеризації, в результаті чого утворюються різні корисні сполуки. Кінцевим підсумком крекінгу є нафтовий кокс.

Разом з алканами при крекінгу утворюються алкени:

C4H10 → C2H6 + C2H4.

Таким способом можна отримати цінні речовини, що містять алкани:

  • моторне і ракетне паливо;
  • побутові гази;
  • масла;
  • воски;
  • гудрон.

Для отримання метану в промисловості використовуються два методу:

з’єднання оксиду вуглецю (II) і водню на основі водяної пари і в присутності каталізатора:

CO + 3H2 → CH4 + H2O;

газифікація твердого палива в присутності каталізатора (нікелю) при високій температурі:

C + 2H2 → CH4

Вперше крекінг був використаний в кінці XIX століття. Промислова установка була сконструйована і запатентована інженером Володимиром Григоровичем Шуховим.

Лабораторії

Лабораторним способом алкани отримують з неорганічних речовин, реакціями заміщення, гідролізу, гідруванням. У таблиці наведено основні способи отримання алканів в лабораторіях.

Реакція Опис Рівняння
Гідрування галогеналканів Побічним продуктом є кислота CH3Cl + H2 → CH+ HCl
Гідроліз карбіду алюмінію Метод отримання метану Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4
Взаємодія карбіду алюмінію з сильними кислотами В результаті утворюється неорганічна сіль і метан

– Al4C3 + H2Cl → CH+ AlCl3;

– Al4C3 + H2SO4 → CH4+ Al2(SO4)3

Реакція Дюма Сплавлення солей карбонових кислот з лугами

– CH3COONa + NaOH → Na2CO3 + CH4;

– C2H5-COONa + NaOH → C2H6+ Na2CO3

Реакція Вюрца Взаємодія натрію з галогенопохідних алканів

– 2CH3Cl + 2Na → C2H6 + 2NaCl;

– CH3I + 2Na + C2H5I → C3H8 + 2NaI

Гідрування алкенів і алкінів Умови: висока температура і присутність каталізатора (нікелю)

– C2H4 + H2→ C2H6;

– C2H2 + 2H2→ C2H6

Реакція Кольбе (електроліз) Через розчин солей карбонових кислот пропускається електричний струм. В результаті на аноді протікає процес окислення з утворенням алканів 2H2O + 2CH3COONa → H2 + 2NaHCO3 + C2H6

Застосування

З алканів отримують парафіни, вазелін, бензин, суміші, які використовують у промисловості, будівництві косметології. Приклади використання алкенов:

  • з парафіну виробляють свічки, миючі засоби, просочення для сірників і паперу;
  • з вазеліну виготовляють мазі, косметичні засоби, масло;
  • гудрон застосовують для прокладки доріг;
  • газоподібні алкани використовуються в побуті;
  • бензин, гас використовують як паливо.

Алкани можуть використовуватися в поєднанні з іншими вуглеводнями – алкенами і алкінілу, які також отримують з нафти.

Що ми дізналися?

Розглянули способи отримання алканів в промисловості і лабораторіях. У промисловості алкани можна отримати за допомогою крекінгу, синтезу простих речовин, реакцією приєднання чадного газу до молекули водню. У лабораторіях алкани отримують за допомогою гідрування, електролізу, гідролізу, приєднання. Алкани використовуються в промисловості для виготовлення матеріалів, просочень, масел. Рідкі й газоподібні алкани використовують в якості палива.

ПОДІЛИТИСЯ: